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941B型超低频测振仪是一种用于超低频或低频振动测量的多功能仪器,它主要用于地面和结构物的脉动测量,一般结构物的工业振动测量,高柔结构物的超低频大幅度测量和微弱振动测量。每套测振仪包括941B型拾振器六台(四台水平向,两台铅垂向)和941型放大器(六线)一台。941型拾振器采用无源闭环伺服技术,以获得良好的超低频特性。拾振器设有加速度、小速度、中速度和大速度四档。放大器具有放大、积分、高陡度滤波和阻抗变换的功能。用户可根据需要,选取拾振器上微型拨动开关及放大器上参数选择开关相应的档位,可提供测点的加速度、速度或位移参量,并可提供不同频带和不同滤波陡度。本仪器具有体积小、重量轻、使用方便、分辨率高、动态范围大及一机多用的特点。本仪器可直接与各种记录器及数据采集系统配接。
二.主要技术指标
941B型拾振器主要技术指标 表1
技术指标 参量 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
加速度 | 小速度 | 中速度 | 大速度 | ||
灵敏度 | 0.3 | 23 | 2.4 | 0.8 | |
zui 大 量 程 | 加速度(m/s2,0-p) | 20 | | | |
速 度(m/s,0-p) | | 0.125 | 0.3 | 0.6 | |
位 移(mm,0-p) | | 20 | 200 | 500 | |
通频带 | 0.25~80 | 1~100 | 0.25~100 | 0.17~100 | |
输出负荷电阻 | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 | |
与941型放大器配接后的分辨率 | 加速度(m/s2) | 5×10-6 | | | |
速 度(m/s) | | 4×10-8 | 4×10-7 | 1.6×10-6 | |
位 移(m) | | 4×10-8 | 4×10-7 | 1.6×10-6 | |
尺寸,重量 | 63×63× |
941B型拾振器灵敏度值 表2
档位及指标 | | | | | | | |
1 | 加速度灵敏度Sa(V·s2/m) | | | | | | |
2 | 小速度灵敏度Sv1(V·s/m) | | | | | | |
3 | 中速度灵敏度Sv2(V·s/m) | | | | | | |
4 | 大速度灵敏度Sv3(V·s/m) | | | | | | |
941型放大器主要技术指标
放大倍数K:参数选择开关置于1时,K=10~5000;
参数选择开关置于2时,K=1~500;
参数选择开关置于3时,K=5~2000;KI1=20;
参数选择开关置于4时,K=1~500;KI2=4;
其中KI1 及KI2 为积分增益
放大器各档位的放大倍数 表3
参数选择档位置 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
1 | 直 通 | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 5000 |
2 | 直 通 | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 | 400 | 500 |
3 | 积分(KI1=20) | 5 | 10 | 25 | 50 | 100 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 2500 |
4 | 积分(KI2=4) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 | 400 | 500 |
放大器积分增益 表4
记录道 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
积分 增益 | 参数选择档3 K11 (1/s) | | | | | | |
参数选择档4 K12 (1/s) | | | | | | |
输入阻抗(KΩ):≥1000
输出负荷(KΩ):≥1
输入噪声(μv):直流供电时≤1;交流供电时≤10。
通频带选择开关档位 | 通频带(Hz) | 低通滤波陡度 |
1 | 0.25~25 | -40dB/oct |
2 | 0.025~35 | -40dB/oct |
3 | 0.25~200 | -12dB/oct |
通 频 带 :
电 源 :±5~±12VDC或220VAC
耗 电 :90mA(±12DC时)
尺 寸(mm):380×240×110
重 量 (kg):5
使 用 环 境温度:-10℃~+
使 用 环 境湿度:≤80%
三.原 理
(一).拾振器
941B型拾振器属于动圈往复式拾振器。拾振器原理如图1所示,图中Km为微型拨动开关。
当微型拨动开关的开关1接通(ON)时,动圈式往复摆的运动微分方程为:
其中:
此时,电阻RPl的阻值较小,故阻尼常数D≥1,拾振器的运动部分构成速度摆,即摆的位移与地面运动的速度成正比,拾振器构成加速度计,它的输出电压与地面运动的加速度成正比,其加速度灵敏度
式中BL为机电耦合系数。
当微型拨动开关2或开关3或开关4接通时,摆的运动微分方程为:
式中M1为并联电容后的当量质量,此时,由于线圈回路的电阻较大,因此,Dl<1,当Ml>>ml时,拾振器的速度灵敏度
式中C为电容器的电容量。
拾振器的测量方向分为铅垂向和水平向。可从拾振器方座上V、H符号辨别。H代表水平向,V代表铅垂向,水平向和铅垂向拾振器测振时应按图2所示放置。
铅垂向 水平向
图2 拾振器测量方向图
(二).放大器
放大器是用作放大、积分、滤波和阻抗变换。放大器的前面板如图3所示,图中:
(1)“CB”为电压表,是用来检查电源电压及各信号道工作是否正常的指示装置。
(2)“Kl”为表头功能选择开关,置于“E+”、“E-”可分别检查正负电源是否正常。
(3)“K
(4)“K
(5)“K
(6)“LED”为发光二极管,它发亮时表示电源已接通。
放大器后面板如图4所示,图中:
CZl为电源插座;CZ2为信号输人插座;CZ3为信号输出插座;BX为保险丝座;K 5为电源开关,K 6为交直流电源转换开关。
(三).整套测振仪的灵敏度
1.测量加速度
当拾振器上的微型波动开关1置于ON,放大器的参数选择开关置于档1或者档2时,仪器输出为加速度参量,此时,侧振仪整机加速度灵敏度
式中K为放大器的放大倍数。
2.测量速度
当拾振器上的微型拨动开关2或3或4置于ON,放大器的参数选择开关置于档1或档2时,仪器输出为速度参量,此时,测振仪整机的速度灵敏度
3.测量位移
当拾振器上的微型拨动开关2或3或4置于ON,放大器的参数选择开关置于档3或档4时,仪器输出位移参量,此时测振仪整机的位移灵敏度
式中K I为积分增益。
四.使用方法
1.接通电源
先将电源选择开关K 6置于所需位置。如使用交流电源,则把电源电缆的交流插头(三芯)与市电(220VAC)连接,如使用直流电源,则把电源电缆的直流电源线按红接正、黄接负、屏蔽层接地与蓄电池连接,然后将电源电缆插头(七芯)插入放大器电源插座上。将电源开关K 5置于开(此时发光二极管--LED亮),并将表头功能开关K l依次置于“E +”“E -”位置,通过表头检查电源电压是否正常。电源插头接线见图5。
2.拾振器与放大器的使用
(1)拾振器的安装与调节
在把拾振器的拨动开关置于适当位置之后,把拾振器与被测点用粘合剂固结牢,并使水平拾振器的几何轴线大致呈水平,铅垂向拾振器的几何轴线与水平面大致呈垂直,然后将拾振器的输出端与放大器的输入插座相连。
注意:拾振器在非使用状态时,均应将“
(2)放大器各功能开关的应用
①通频带的选择。用户根据需要把通频带选择开关K 4置于相应档位。
②参数选择开关档位的选择。用户根据需要,参考表5所列,把参数选择开关(K 3)置于相应档位。
③根据所需振动信号大小,把放大倍数开关K 2置于合适的档位。
表5
测 量 参 量 | 拾 振 器 档 位 | 放大器“参数选择”开关挡位 |
加速度 | 1闭合(ON),其它断开 | 1或2 |
小速度 | 2闭合(ON),其它断开 | 1或2 |
中速度 | 3闭合(ON),其它断开 | 1或2 |
大速度 | 4闭合(ON),其它断开 | 1或2 |
小位移 | 2闭合(ON),其它断开 | 3 |
中位移 | 3闭合(ON),其它断开 | 3或4 |
大位移 | 4闭合(ON),其它断开 | 4 |
3.与记录器配接
(1)与数据采集系统配接
配按时应注意共地,以免发生串线现象,在仪器使用前,用户应阅读所使用的数据采集系统的使用说明书。目前我国使用的“数据采集与分析系统”,通常备有程控放大器。使用时要求把所测参量(位移、速度、或加速度)、量纲(m、m/s或m/s2)及测振仪整机灵敏度输入系统中。在时域分析或频率域分析的结果中,自动消去其程控放大器的放大倍数。
(2)与磁带记录器配接
配接时应注意共地,以防止发生串线现象。整套仪器(包括磁带记录器)灵敏度为:
加速度灵敏度
式中,U0为磁带机的输出电压。Kc为磁带机的放大倍数。加速度幅值
速度灵敏度
速度幅值
位移灵敏度
位移幅值
五、仪器的成套性
(1)电源电缆 2根
(2)放大器输入电缆 6根
(3)放大器输出电缆 6根
(4)拾振器输出电缆 6根
(5)
(6)仪器使用说明书 l本
(7)产品合格证 相应给出
附:常见故障排除
放大器表头无电压指示 | 放大器后面板电源插座接触是否良好,保险丝是否熔断。检查电源回路,或更换保险丝。检查电池有无电压输出。 |
闭合放大器的电源开关, 保险丝马上熔断 | 检查电池的正负极性是否接反,检查有无短路现象。 |
记录曲线出现严重漂移 | 1.检查电源电压是否正常。 2.如故障未排除,检查各道测线接头是否包好。 3.检查拾振器是否与被测点固定好,有无相对滑移现象。 4.检查输入插座是否接触可靠。 |
各线道偏压很大,仪器不 能工作 | 检查电源电压和保险丝是否正常。 |
某一线道偏压很大,其它 线道正常 | 该线道的运算放大器损坏,需要更换。 |
对于有共地的记录器,如 发现各线道记录器的时程曲线的幅值和频率成分都十分接近 | 检查记录器和放大器的各线道连接线是否正确,是否统一共地。 |
如发现某记录通道有明显的高频分量 | 检查拾振器与测点是否固结牢,测点是否有局部振动。 |
在测小振幅值振动时,明 显有50Hz干扰或其它高频干扰 | 检查测点周围是否有高压电缆,测点周围是否有其它机械振动干扰。 |
在做拾振器一致性试验时,某一线道出现波形不一致或无信号 | 检查信号导线是否有断路或短路现象,如测线没有问题,可能是拾振器出了故障,需返回修理。 |
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