7模块七振动检测思考题与练习题分析

1、传感器与检测技术项目教程统一书号：ISBN 978-7-111-48817-0课程配套网站：或2015年2月第1版（主编：梁森、黄杭美、王明霄、王侃夫）模块七 振动检测思考题与练习题 解题分析参考（填空中的红色文字并不等于就是答案，只是给出了怎样选择A、B、C、D中正确的一个答案的分析方法）7-1 单项选择题1）_最简单_的振动量为时间的正弦或余弦函数，是最基本的机械振动形式。A随机振动 B瞬态振动 C简谐振动 D衰减振动2）振动角频率=1rad/s，f约为_一个rad等于2_Hz。A1 B C2 D1/23）测得某简谐振动的峰峰值xpp=2V，则单峰值xp=_一半_V，有效值x=_1/(根号

2、2)_V，平均值=_(2/)xp_V。A1 B0.5 C0.707 D0.6374）某简谐振动的位移x=xmcos(t+)=1cos(2ft+0)，测得xm=1m，f=50Hz，振动速度v=vmcos(t+/2)=-xmsin(t+)。则振动速度的单峰值|vm|=_2f_m/s。A1 B C314 D6285）某简谐振动的频率f=50Hz，振幅的单峰值xm=1mm。根据式（7-4），加速度幅值am_am=2(xp/9.81)=42f 2xm/9.814f 2xm=_（单位为g）。A1 B104 Cf 2 D1/(4f 2xm)6）简谐振动的振动烈度vF=1mm/s，振动频率f=50Hz，则振幅

3、峰峰值xpp=_可参考公式（7-5）_m。A1 B50 C0.45 D9A1 B50 C0.45 D97）将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的_力转换为电_；蜂鸣器中发出“嘀嘀”声的压电晶片发声原理是利用压电材料的_反过来_。A应变效应 B电涡流效应 C压电效应 D逆压电效应8）在实验室作检验标准用的压电仪表应采用_准确度高的，稳定的_压电材料；能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上，用于测量人的脉搏的压电材料应采用_体积小的，灵敏度高的_；用在压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用_灵敏度高的，强度高的_。APTC BPZT CPVDF DSiO29）使用压电陶瓷制作的力或压力传

4、感器可测量_动态力_。A人的体重 B车刀的压紧力 C车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D自来水管中的水的压力10）动态力传感器中，两片压电晶片多采用_增大面积的_接法，可增大输出电荷量；在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电晶片采用_增大电压的_接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。A串联 B并联 C既串联又并联 D既不串联又不并联11）电传感器的输出接到电荷放大器。若电荷放大器的反馈电容Cf=100pF，输出电压Uo=1V，则压电传感器的输出电荷约为_UoQ/Ca=_pC。A100 B10 000 C1 D0.0112）电荷放大器的Rf与Cf的乘积越大，下限频率fL就_fL=1/(

5、2R fC f)_。A越低 B越高 C不变 D无法预测13）测量人的脉搏应采用灵敏度K约为_信号很小，希望灵敏度高一点_的PVDF压电传感器；在家用电器（已包装）做跌落试验，以检查是否符合国家标准时，应选用灵敏度K为_信号很大，希望灵敏度低一点_的压电传感器。A100V/g B0.1V/g C10mV/g D都可以14）涡流式探头的激励频率越低，涡流渗透的深度就越_深度与频率的方根成反比_，灵敏度就越_直流电根本无法用于测量_。A深 B浅 C高 D低15）涡流式探头的直径越大，测量范围就越_如果要测量地下有没有金属物，要用几百毫米直径的线圈_，但分辨力就越_只能分辨比较大的变化_，灵敏度也降_

6、很不好了_。A大 B小 C好 D差16）用涡流探头测量圆盘状物体的轴向振动时，物体的直径应大于线圈直径的_大一点_倍以上，才不会使测量灵敏度降低。A0.1 B0.5 C2 D2017）动铁式磁电传感器适宜于测量_频率高了就不响应了_。A低频振动加速度 B低频振动速度 C高频振动幅度 D低频振动幅度18）_敲一敲_激振器便于携带，但无法实现正弦连续激振。A脉冲力锤式 B机械偏心轮式 C电液式 D电动式等几种类型19）“背靠背”法标定测振传感器时，标准测振传感器与被标定测振传感器_如果是并联，测得的参数不一定相等_连接。A串联 B并联 C串、并联 D都可以20）时域图经过快速傅里叶变换（FFT），

7、能在计算机显示器上显示出频域图。它的横坐标为_不是时间_，纵坐标可以是加速度，也可以是振幅或功率等。A时间 B频率 C速度 D振幅21）“三明治式”加速度传感器的原理是_不是压电_效应。A压电 B压阻 C电感 D电容7-2 分析、计算题1上网查阅压电陶瓷的资料，写出其中两种产品的特性参数和特点。2上网查阅压电加速度计的资料，写出生产公司名称、产品型号，以及其中1个系列2个产品的技术指标。3上网查阅激振器的资料，写出生产公司名称、产品型号，以及其中1个系列2个产品的技术指标。4上网查阅MEMS的资料，写出MEMS的特点。5用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度，若传感器的灵敏度Kg为70pC

8、/g（g为重力加速度），电荷放大器灵敏度KU为10mV/pC，试确定当输入加速度a为3g（有效值）时，电荷放大器的输出电压Uo，并计算此时该电荷放大器的反馈电容Cf。解 电荷放大器的输入电荷Q=Kga=电荷放大器的输出电压Uo=KUQ=反馈电容Cf=Q/Uo=6振动式粘度计原理示意图如图7-43所示。导磁的悬臂梁6与铁心3组成激振器。压电晶片4粘贴于悬臂梁上，振动板7固定在悬臂梁的下端，并插入到被测粘度的粘性液体中。请分析该粘度计的工作原理并填空。图7-43 振动式粘度计原理示意图1交流励磁电源 2励磁线圈 3电磁铁心 4压电晶片 5质量块6悬臂梁 7振动板 8粘性液体 9容器1）当励磁线圈接

9、到10Hz左右的交流激励源ui上时，电磁铁心产生_？_Hz（两倍的激励频率）的交变_能产生电磁吸力的什么场_，并对_图中的铁磁材料哈_产生交变吸力。由于它的上端被固定，所以它将带动振动板7在_不是空气_里来回振动。2）液体的粘性越高，对振动板的阻力就越_黏住了_，振动板的振幅x就越_相反哈_，它的加速度a=xm2sint就越_相反哈_，因此质量块5对压电晶片4所施加的惯性力F=ma就越_小_，压电晶片的输出电荷量Q或电压uo也越_与振动成正比哈_。压电晶片的输出反映了液体的粘度。3）该粘度计的缺点是与温度t有关。温度升高，大多数液体的粘度变_化开来了哈_，所以将带来测量误差。7测量叶片的共振频

10、率的方法见图7-21c，涡流式测振仪的电压/位移峰峰值（Uo/xpp）的特性曲线如图7-44b所示，涡流测振仪测得未滤除直流分量前振动的位移波形如图7-44a所示，求：1）涡流式测振仪测得的电压峰峰值叶片振动的电压峰峰值upp为多少伏？ 2）叶片振动的峰峰值xpp为多少毫米？ 3）叶片振动的周期T为多少毫秒？频率f为多少Hz？4）如果忽略振动的高次谐波，请根据式7-2写出振动速度的函数式（带入具体数字，不计直流分量）。图7-44 叶片振动测量a）涡流测振仪显示的波形 b）Uo/xm特性曲线解 1）涡流式测振仪测得的电压峰峰值叶片振动的电压峰峰值upp=（屏幕上的2格哈） V。2）叶片振动的峰峰

11、值xpp=查图b可得：？mm。3）叶片振动的周期T =？格×2.5ms/div=？ms，频率f=1/T=？Hz4）如果忽略振动的高次谐波，根据式7-2，振动速度v=dxm/dt=-xmsin(t+)=-？cos(6.28×？t+/2)。8200MW汽轮发电机组结构如图7-45所示。转子轴系由高压转子、中压转子、低压转子和发电机转子组成。全长30余米，共有高压转子、中压转子、低压转子、发电机转子，7个轴承，数百个叶片。请上网查阅有关汽轮发电机组的振动测量资料，在图7-45中标出需要安装测振传感器的位置，说明测量的具体目的以及这些测振传感器分别属于位移、速度、加速度中的哪几种类

12、型？图7-45 200MW汽轮发电机组a）结构示意图 b）轴系结构1高压转子轴承（1号） 2高压转子（含叶片） 3高、中压转子轴承（2号） 4中压转子（含叶片） 5中压转子轴承（3号） 6低压转子轴承（4号） 7低压转子（含叶片） 8低压转子轴承（5号） 9发电机转子轴承（6号） 10发电机 11发电机转子轴承（7号）9PVDF高分子压电电缆测速原理图如图7-46所示。两根压电电缆相距L=2m，平行埋设于柏油公路的路面下约50mm，可以用来测量车速及汽车的超重，并根据存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。图7-46 PVDF压电电缆测速原理图a）PVDF压电电缆埋设示意图 b）A、B压电电缆的输出信号波形1柏油公路 2PVDF压电电缆 3车轮现有一辆超重车辆以较快的车速压过测速传感器，两根PVDF压电电缆的输出信号如图7-46b所示，请分析填空。1）仪器屏幕上的坐标每格为_图b_ms，汽车的前轮通过A、B两根压电电缆的时间差t1_图b_格，相当于_2.4×25_ms，等于_再除以1000_s。2）设LAB=2m，车速v=LAB/t=_？m/？s=？_m/s=_再除以1000，再乘以3600_km/h。3）前后轮依次通过