机器动力学测量技术PDF电子书下载

目录 1

0. 绪论 1

1．测量任务和测量参数 3

1.1．机器动力学的基本任务 3

1.1.1．机器动力学的基本问题 3

1.1.2．机械振动系统的描述 4

1.1.3．机械的电模拟 8

1.1.4．机械的两极和四极系统 14

1.1.5．机器动力学试验的三个基本任务 16

1.1.5.1．机器动力学试验的第一个基本任务：机械参数的测量及其与标准值的比较 19

1.1.5.1.1．机器部件的应力和变形 20

1.1.5.1.2．机器和仪器安装位置的振动 22

1.1.5.1.3．建筑物的振动 23

1.1.5.1.4．振动对人体的实际影响 27

1.1.5.2．机器动力学试验的第二个基本任务：动力学系统中载荷值和激振值的测量 29

1.1.5.2.1．例1：振动的有效隔离 30

1.1.5.2.2．例2：曲轴的扭转振动 32

1.1.5.2.3．例3：仪器的激振 34

1.1.5.2.4．例4：汽车的舒适性 35

1.1.5.3.1．系统和元件 36

1.1.5.3．机器动力学试验的第三个基本任务：由输入参数和输出参数的测量来决定机械系统的动力学特性 36

1.1.5.3.2．对机械元件的试验 38

1.1.5.3.3．振动系统的分析 41

1.2．机器动力学测量的测量参数 47

1.2.1．作为定性范畴的测量参数 47

1.2.1.1．固体力学的物理参数 47

1.2.1.2．移动和转动 48

1.2.2．作为定量范畴的测量参数 49

1.2.2.1．矢量参数和标量参数 49

1.2.2.2．计量单位和数量 51

1.2.2.3．对数标度 54

1.2.2.4．时间函数及其特征值 55

1.2.2.4.1．时间历程和时间函数 55

1.2.2.4.2．谐波时间函数 58

1.2.2.4.3．周期时间函数 59

1.2.2.4.4．随机时间历程 61

1.2.2.4.5．瞬变函数 65

1.3．人的感觉与现代化测量技术 67

1.3.1．人的感觉器官及可觉察的量级 67

1.3.2．频率适度和动作适度的分辨能力 69

1.3.3．测量和感觉的情报内容 70

2.1.1．测量设备的组成（测量链） 71

2.1．测量的总布局 71

2．测量仪器的工作原理 71

2.1.2．测量误差和可靠性 74

2.1.3．传递函数与频率特性 77

2.2．机械参数的电测量 82

2.2.1．机－电的变换效应 82

2.2.2．有源变换器及其放大器 85

2.2.2.1．电动力变换器 85

2.2.2.2．电磁变换器 86

2.2.2.3．压电变换器 88

2.2.2.4．有源变换器的放大器 91

2.2.3.1．测量电位器 99

2.2.3．无源变换器及其放大器 99

2.2.3.2．应变片 102

2.2.3.3．电感变换器 105

2.2.3.4．电容变换器 109

2.2.3.5．直流和交流的惠斯登电桥 112

2.2.3.6．直接电路中的电阻变换器和电容变换器 121

2.2.3.7．变压器电路中的电感变换器 124

2.2.3.8．用作振荡回路连接元件的电容变换器 126

2.2.3.9．半导体机－电变换器 127

2.2.3.10．用自动同步器测量 129

2.2.3.11．霍尔效应 130

2.2.4．测量值传递器 131

2.2.4.1．对测量值传递器的要求 131

2.2.4.2．滑环传递器、滑线传递器和液体传递器 132

2.2.4.3．无接触的测量值传递器 138

2.2.5．变换测量信号的放大器电路 143

2.2.5.1．积分电路和积分放大器 143

2.2.5.2．具有校正电路的放大器 147

2.2.6．具有双重变换器效应的机－电变换方法 149

2.2.6.1．机－光－电变换器 149

2.2.6.2．磁弹变换器 152

2.2.7．电的干扰影响 153

2.2.8．显示器和记录器 156

2.2.8.1．基础 156

2.2.8.1.1．模拟的和数字的测量信号 157

2.2.8.1.2．电流测量和电压测量 158

2.2.8.2．指针式仪表 160

2.2.8.2.1．主要的电－机变换器 161

2.2.8.2.2．电子管电压计 162

2.2.8.2.3．有效值测量电路和峰值测量电路 163

2.2.8.3．记录器 163

2.2.8.3.1．笔录仪 164

2.2.8.3.2．光线示波器 166

2.2.8.3.3．电平记录器 169

2.2.8.3.4．阴极射线示波器 171

2.2.8.3.5．磁带记录 174

2.2.9．数字测量技术 177

2.2.9.1．々数字的编码 177

2.2.9.2．数字测量用仪器 179

2.2.9.2.1．数字接收器和变换器 179

2.2.9.2.2．模数转换器 181

2.2.9.2.3．数字显示和数字存储 184

2.3.1．纯机械测量仪器和记录器 187

2.3．没有机－电变换器的测量方法 187

2.3.2．机械－气动方法 190

2.3.3．机械－声学方法 191

2.3.4．机械－光学方法 193

3．机器动力学测量参数的测量方法和接收仪器 198

3.1．运动参数接收器 199

3.1.1．有固定点的运动测量 200

3.1.1.1．不接触系统 200

3.1.1.2．接触式接收器 202

3.1.1.2.1．一般特性 202

3.1.1.2.2．仪器 204

3.1.2．没有固定点的运动测量 210

3.1.2.1．低频的弹簧质量系统（振动位移接收器） 213

3.1.2.1.1．一般特性 213

3.1.2.1.2．仪器 218

3.1.2.2．高频弹簧质量系统（加速度接收器） 222

3.1.2.2.1．一般特性 222

3.1.2.2.2．仪器 224

3.1.2.3．共振测量仪 227

3.1.3．冲击测量接收器 228

3.1.4．光学摄影方法 231

3.1.4.1．量楔和模糊图象 231

3.1.4.2．快速摄影和速摄慢映 232

3.1.4.3．频闪器 233

3.1.5．应用陀螺效应的接收器 234

3.2．变形和应力的测量 236

3.2.1．应力与应变之间的关系 236

3.2.1.1．单向应力状态 237

3.2.1.2．二向应力状态 238

3.2.2．采用应变片测量时对干扰因素及影响因素的补偿 239

3.2.3．载荷和应变的关系 241

3.2.3.1．拉压载荷 241

3.2.3.2．弯曲载荷 241

3.2.3.3．圆轴的扭转载荷 242

3.2.4．应变片变换器 243

3.2.5．不用应变片的应变测量 246

3.2.5.1．概述 246

3.2.5.2．专用应变接收器 248

3.2.6．应力分析中的脆漆法 250

3.2.7．模拟方法和相似原理 251

3.2.8．光弹法 254

3.3．力和力矩的测量 257

3.3.1．测力元件的结构和频率要求 257

3.3.2．测力装置 262

3.3.3．扭矩测量装置 265

3.3.4．导纳和阻抗的测量 268

3.4．转速、频率和相位角测量 272

3.4.1．由示波图确定频率和相位角 273

3.4.2．转速、频率和相位角测量仪器 276

4．数据处理方法及仪器 280

4.1．用示波器整理 280

4.1.1．数值整理 280

4.1.2．周期性时间历程的频谱整理 281

4.1.3．只有两个谐波分量叠加时的图形整理 285

4.1.4．拍频波形图的整理 287

4.1.5．测量记录的自动整理 290

4.2．电信号频率分析器 291

4.2.1．主要性能 291

4.2.2．高通滤波器和低通滤波器 295

4.2.3．带通滤波器 298

4.2.4．窄频带分析器 300

4.2.4.1．性能 300

4.2.4.2．窄频带分析器的工作原理 301

4.2.5．分析法的实际应用 306

4.2.6．实时分析器 310

4.2.7．冲击分析 314

4.3．频率加权 320

4.4．统计分析 322

4.4.1．分级方法 322

4.4.1.1．一维单参量的分级方法 323

4.4.1.2．一维二参量的分级方法 325

4.4.1.3．多维分级 326

4.4.2．分级结果的整理 328

4.4.3．各种分级方法的典型应用 331

4.5．相关分析 333

4.6．运动过程和状态变化的自动化数字分析 336

4.7．极值测量 343