LabVIEW冲击式动态参数平台测试系统设计(6)
在现代企业管理制度中，除了对各种利息额设备提出低振动和低噪音要求除外，还需要随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断、对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗震性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计。这些都离不开振动测试
振动测试包括两种方式：一是测量机械或结构在工作状态太的振动，如振动位移、速度、加速度、频率、和相位等。了解被测对象的振动状态，评定等级和寻找震源，对设备进行检测、分析、诊断和预测。二是对机械设备或结构施加某种激励测量其受迫振动，以便求得被测对象的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和模态等。
振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。
幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
频率：不同的平率成分反应系统内不同的震源。通过频谱分析可以确定频率成分及幅值大小，从而寻找震源，采取相应的措施。
相位：振动信号得相位信息十分重要，如利用相位关系确定振动点、测量振型、旋转件动平衡、哟预案振动控制，降噪等。对于复杂振动的波形分析，个谐波的相位关系是不可缺少的。
在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由低速决定的。速度又与能量和功率有关，并决定栋梁的大小。
本落锤冲击试验机采用加速度传感器测量冲击时的振动信号。加速度传感器压电式传感器是利用弹簧质量系统。敏感芯体质量受振动加速度后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受力的作用后沿其表面形成与这个力成正比的电荷信号。一般振动都是高频信号，位移，速度传感器响应频率不够，所以选择加速度传感器。另外由于压电加速度传感器是测量振动的加速度值值，而在相同的位移幅值条件下的加速度值与信号得频率平方成正比，所以当测量不同频率的振动信号时加速度输出信号大小相差很大。
2.1.3 落锤冲击试验机冲击能量测量原理
落锤式冲击试验机是科研生产中最常用的一种试验机。其工作原理是：在忽略摩擦和阻尼等情况下，落锤被提升后所储存的势能将落锤以近视自由落体的状态下落冲击试样，在冲击试样后，落锤还有一定的末速度，又由油缸的缓冲将剩余的动能吸收。
选用拉线式位移传感器作为高度测试传感器，它安装在试验机的顶部。它输出的电平脉冲个数与落锤的提升高度成正比，其分辨率为1mm，因此可以用于落锤提升高度的精确控制。落锤下落过程中近视为自由落体运动，由公式可计算出落锤的最大冲击速度Vmax。选用压电式力传感器测量冲击过程中，落锤受到的冲击力，即可以求得落锤的加速度变化，从而求得此过程中的速度变化，最终由软件算出能量的变化。
落锤式冲击试验机动态参数测量平台系统框图如图2.2所示：
图2.2 落锤试验机测量系统系统框图
2.2 传感器选型
1 加速度传感器的选型
压电式加速度传感器主要从测量范围（0～5000m* ）、灵敏度、测量误差（≤2%FS）、工作环境和价格等几个方面进行考虑。最终选择PCB公司的型号为CA-YD-108的压力传感器。
2压力传感器的选型
压电式压力传感器主要从测量范围（0～20MPa）、响应时间（<<0.1ms，一般为μm量级）、测量误差（≤2%FS）、工作环境和价格等几个方面进行考虑。最终选择PCB公司的型号为CY-YD-205的压力传感器。
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