專利名稱：一種隔振器傳遞力的間接測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種振動(dòng)工程領(lǐng)域的測量方法，具體地說是隔振器傳遞力的測量方法。
背景技術(shù)：
振動(dòng)工程中，設(shè)備機(jī)腳傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)力是聲學(xué)設(shè)計(jì)的輸入?yún)?shù)及設(shè)備振動(dòng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此對(duì)力的獲取及其測量技術(shù)的研究極為重要，而目前力的直接測量存在很大困難，因此對(duì)其間接測量法的研究尤為必要。傳統(tǒng)的傳遞力的直接測量方法普遍應(yīng)用環(huán)形壓電式力傳感器或應(yīng)變式力傳感器。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)有2篇文獻(xiàn)涉及到設(shè)備動(dòng)態(tài)傳遞力的直接測量方法的內(nèi)容。分別是《山東 工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》在1984年I期刊登的《動(dòng)態(tài)力的測量探討》及哈爾濱工程大學(xué)張思遠(yuǎn)的碩士學(xué)位論文《激勵(lì)力的板型力傳感器的測試研究》。兩篇文獻(xiàn)中均提到傳統(tǒng)的壓電式環(huán)形力傳感器的單傳感器法測量法，在設(shè)備剛性安裝條件下，一般將一個(gè)環(huán)形壓電式力傳感器串聯(lián)在設(shè)備機(jī)腳與基礎(chǔ)之間，彈性安裝條件下，一般將一個(gè)環(huán)形壓電式力傳感器串聯(lián)在設(shè)備機(jī)腳與隔振器之間；實(shí)際上，在這種安裝狀態(tài)下，設(shè)備機(jī)腳傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上的力是由兩條路徑傳遞的，一條是設(shè)備機(jī)腳經(jīng)力傳感器傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上，一條由設(shè)備機(jī)腳傳遞到安裝螺栓再傳遞到隔振器或基礎(chǔ)上，傳感器僅能測量到經(jīng)其傳遞的力，無法測量經(jīng)螺栓傳遞的力，一般認(rèn)為通過螺栓傳遞的力可達(dá)合力的109^30%，傳感器僅能測到709^90%，測量誤差較大。第二篇文獻(xiàn)中還提到應(yīng)變式力傳感器，應(yīng)變式力傳感器測量頻帶小，僅能測低頻，并容易改變系統(tǒng)隔振的阻抗特性，而工程中對(duì)高頻段的動(dòng)態(tài)力的測量也有要求，并不希望改變隔振系統(tǒng)的阻抗特性。張思遠(yuǎn)的論文中設(shè)計(jì)了一種板型預(yù)緊式力傳感器，試圖解決上述問題，但其設(shè)計(jì)的傳感器質(zhì)量體積較大，且上下各有4個(gè)安裝點(diǎn)，安裝時(shí)難以保證4個(gè)點(diǎn)在同一平面，這將導(dǎo)致傳感器測量軸線不垂直于安裝面，實(shí)際使用仍然較為困難。檢索發(fā)現(xiàn)2篇文獻(xiàn)涉及傳遞力的間接測量法，分別為《應(yīng)用聲學(xué)》1990年2期刊登的王蜀楚的《利用超聲測量動(dòng)態(tài)力》與華中科技大學(xué)原春暉的博士學(xué)位論文一《機(jī)械設(shè)備振動(dòng)源特性測試方法研究》。利用超聲測量動(dòng)態(tài)力時(shí)系統(tǒng)復(fù)雜，準(zhǔn)確度有限，不適合工程應(yīng)用。原春暉的論文中提到使用基于隔振器阻抗的傳遞力的測量方法及基于基礎(chǔ)阻抗的測量方法，已證明基于基礎(chǔ)阻抗的方法估算隔振器的傳遞力時(shí)誤差非常大，而其基于隔振器阻抗的測量方法在低頻段誤差較大。在專利檢索中未發(fā)現(xiàn)任何隔振器傳遞力間接測量方法的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供易于工程實(shí)現(xiàn)的一種隔振器傳遞力的間接測量方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種隔振器傳遞力的間接測量方法，其特征是( I)將振動(dòng)設(shè)備機(jī)腳固定在隔振器上，隔振器固定在安裝基礎(chǔ)上，振動(dòng)設(shè)備機(jī)腳和安裝基礎(chǔ)上分別安裝傳感器，傳感器連接數(shù)據(jù)采集分析儀；
(2)啟動(dòng)振動(dòng)設(shè)備，利用兩個(gè)傳感器獲得隔振器上下的振動(dòng)速度并存入數(shù)據(jù)采集分析儀，記為名和^(3)結(jié)合隔振器的阻抗間接計(jì)算出通過隔振器傳遞的力E =ZnXl +Zi2X1/ =-Z21A; -Z22X2其中F1與F2分別為隔振器上下端的力，Zn、Z22為隔振器上下端原點(diǎn)阻抗，Z12, Z21為隔振器原點(diǎn)阻抗。本發(fā)明還可以包括I、所述的傳感器為速度傳感器或加速度傳感器或位移傳感器，傳感器與數(shù)據(jù)采集 分析儀之間安裝電荷放大器。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明的方法可以在不拆卸設(shè)備的情形下進(jìn)行測量，具有良好的工程實(shí)用性。


圖I為本發(fā)明的安裝原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1，用傳感器5測量隔振器上下端的振動(dòng)響應(yīng)，結(jié)合隔振器2的阻抗間接計(jì)算出通過隔振器傳遞的力。測量對(duì)象由設(shè)備機(jī)腳3、隔振器2及安裝基礎(chǔ)I組成，三者通過安裝螺栓4相連。測量系統(tǒng)除加速度傳感器外，還包括電荷放大器6及數(shù)據(jù)采集分析儀7、計(jì)算機(jī)8。如果傳感器為IEPE型，則系統(tǒng)不需要電荷放大器。由隔振器上下端的振動(dòng)響應(yīng)，結(jié)合隔振器的阻抗間接計(jì)算出通過隔振器傳遞的力。其計(jì)算方法為F1 =ZnXl +Z12X2F2 = -Z21X1 -Z22X2其中名與文2分別為隔振器上下的振動(dòng)速度，F(xiàn)1與匕分別為隔振器上下端的力，Zn、Z22為隔振器上下端原點(diǎn)阻抗，z12、z21為隔振器原點(diǎn)阻抗。
權(quán)利要求
1.一種隔振器傳遞力的間接測量方法，其特征是 (1)將振動(dòng)設(shè)備機(jī)腳固定在隔振器上，隔振器固定在安裝基礎(chǔ)上，振動(dòng)設(shè)備機(jī)腳和安裝基礎(chǔ)上分別安裝傳感器，傳感器連接數(shù)據(jù)采集分析儀； (2)啟動(dòng)振動(dòng)設(shè)備，利用兩個(gè)傳感器獲得隔振器上下的振動(dòng)速度并存入數(shù)據(jù)采集分析儀，記為岑和矣； (3)結(jié)合隔振器的阻抗間接計(jì)算出通過隔振器傳遞的力 F1 =ZnX,+Zt2X2 F2 = -Z A X -Z22X2 其中F1與F2分別為隔振器上下端的力，Zn、Z22為隔振器上下端原點(diǎn)阻抗，Z12、Z21為隔振器原點(diǎn)阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隔振器傳遞力的間接測量方法，其特征是所述的傳感器為速度傳感器或加速度傳感器或位移傳感器，傳感器與數(shù)據(jù)采集分析儀之間安裝電荷放大器。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種隔振器傳遞力的間接測量方法，包括如下步驟將振動(dòng)設(shè)備機(jī)腳固定在隔振器上，隔振器固定在安裝基礎(chǔ)上，振動(dòng)設(shè)備機(jī)腳和安裝基礎(chǔ)上分別安裝傳感器，傳感器連接數(shù)據(jù)采集分析儀；啟動(dòng)振動(dòng)設(shè)備，利用兩個(gè)傳感器獲得隔振器上下的振動(dòng)速度；結(jié)合隔振器的阻抗間接計(jì)算出通過隔振器傳遞的力。本發(fā)明的方法可以在不拆卸設(shè)備的情形下進(jìn)行測量，具有良好的工程實(shí)用性。
文檔編號(hào)G01L1/00GK102735373SQ20121023921
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者周盼, 張悅, 張相彬, 李玩幽, 率志君, 翁俊 申請人:哈爾濱工程大學(xué)