固有频率测定方式.docx

实验三 振动系统固有频率的测量
一、实验目的
1、了解和熟悉共振前后利萨如图形的变化规律和特点；
2、学****用“共振法”测试机械振动系统的固有频率（幅值判别法和相位判别法）；
3、学****用“锤击法”测试机械振动系传感器在某阶频率时不够敏感。
（二）相位判别法
相位判别是根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简谐力
激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振是的频率就是系统的无阻尼固有频
率，可以排除阻尼因素的影响。
激振信号为：
位移信号为：

F F sin t
y Y sin( t )
速度信号为： y =ω Ycos( ω t- )
加速度信号为： y =- ω 2sin( ωt- )
（三）位移判别法
将激振动信号输入到采集仪的第一通道（即 x 轴），位移传感器输出信号或通过 ZJT-601A 型振动教学仪
积分档输出量为位移的信号输入第二通道（即 y 轴），此时两通道的信号分别为：
激振信号为： F=Fsin ω t
位移信号为： y=Y sin( ω t- )
共振时， ω=ω n， =π/2 ， x 轴信号和 y 轴信号的相位差为 π/2 ， 根据利萨如图原理可知，
屏幕上的图象将是一个正椭圆。当ω略大于 ωn 或略小于 ω n 时，图象都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过
程如下图所示。因此图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。
ω <ω n ω =ω n ω>ω n
图 3-2 用位移判别法共振的利萨如图形
（四）速度判别共振
将激振动信号输入到采集仪的第一通道（即 x 轴），速度传感器输出信号或通过 ZJT-601A 型振动教学仪
积分档输出量为位移的信号输入第二通道（即 y 轴），此时两通道的信号分别为：
激振信号为： F=Fsin ω t
速度信号为： y =ω Ycos( ω t- )
共振时， ω =ω n， =π /2 ， x 轴信号和 y 轴信号的相位差为 π/2 ， 根据利萨如图原理可知，
屏幕上的图象将是一条直线。当ω略大于 ωn 或略小于 ω n 时，图象都将由直线变为斜椭圆，其变化过程如
下图所示。因此图象由斜椭圆变为直线的频率就是振动体的固有频率。
ω <ω n ω=ω n ω >ω n
图 3-3 用速度判别法共振的利萨如图形
( 五 ) 加速度判别共振
将激振动信号输入到采集仪的第一通道（即 x 轴），加速度传感器输出信号输入第二通道（即 y 轴），
此时两通道的信号分别为：
激振信号为：
F
F sin t
加速度信号为：
y
2 sin( t
)
共振时，
n ，
/ 2 ， x
轴信号和 y 轴信号的相位差为
/ 2 ， 根据利萨如图原理可知，屏幕上
的图象将是一个正椭圆。当
略大于
n 或略小于
n 时，图象都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过程如下
图所示。因此图象由斜椭圆变为正椭圆