振动测试教学实验系统设计（本科毕业论文设计）.doc
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振动测试教学实验系统设计（本科毕业论文设计）,摘要随着科学技术的发展，机械类的结构强度设计在由静强度为主要准则向具有良好动态特性为设计主要方向过渡。机械振动测试技术是目前乃至今后结构动强度领域的一个主要组成部分。 作为一名机械类工科学生在学习了机械设计振动理论课程后，掌握一些机械振动测试技术与技能，对加强本科教育的教学实践环节，适应素质教育尤为必要。近十年来，电子...
内容介绍
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摘 要
随着科学技术的发展，机械类的结构强度设计在由静强度为主要准则向具有良好动态特性为设计主要方向过渡。机械振动测试技术是目前乃至今后结构动强度领域的一个主要组成部分。 作为一名机械类工科学生在学习了机械设计振动理论课程后，掌握一些机械振动测试技术与技能，对加强本科教育的教学实践环节，适应素质教育尤为必要。
近十年来，电子技术和数字计算技术的发展，使振动和冲击的测试技术发生了极大的变化。测量传感器和测试仪器出现了许多新型结构，可测量的频率范围和动态范围大大增加，记录仪器和分析仪器大量采用微处理器，可进行频率域和时间域的实时分析。振动试验方法也有了很大的革新，出现了许多快速试验方法。与微型计算机联机分析，可以在短时间内显示测试数据和分析结果。
本课题的主要工作就是设计一个以计算机和数据采集系统为基础的振动测试系统。它分为硬件和软件设计两部分，硬件部分的主要内容是振动测试实验台的设计和数据采集系统的设计；而软件部分以LabVIEW为软件开发平台，配合必要的传感器、信号调理电路和数据采集卡(USB2015)组成的多通道振动测试与分析虚拟仪器系统。
关键词： 虚拟仪器，测试原理，硬件设计，软件分析
ABSTRACT
With the development of science and technology，mechanical strength design of the structure by the static strength as the main criteria to the dynamic characteristics of a good design for the main direction of the transition. Mechanical vibration test technology is the future structure and dynamic strength of the field is a major component of. As a mechanical engineering students in learning the mechanical design vibration theory course, master some mechanical vibration test technology and skills, to enhance undergraduate education in teaching practice, to the quality of education is particularly necessary.
Over the last decade, electronic technology and digital technology development so that the vibration and shock testing technologies in a great change。Measurement sensors and test equipment have many new structure, measurable frequency range and dynamic range has increased significantly, Records of equipment and a large number of machines used microprocessors.it can be frequency domain and time domain of real-time analysis. Vibration test method also a great innovation, there are many rapid test method.With the micro-computer on-line analysis, in a short period of time shows that the test data and analysis results.
The main topic of this work is to design a computer and data acquisition system based on the vibration test systems. It is divided into hardware and software design of two parts，Hardware are the main contents of vibration test design and data acquisition system design, software and part of a software development platform for LabVIEW. With the necessary sensors, signal conditioning circuit and Data Acquisition (USB2015) composed of multi-channel vibration testing and analysis of virtual instrument systems.
Key words：Virtual machines, Testing principle, Hardware design,Software analysis
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
1 绪论 1
1.1振动测试的概述 1
1.2振动测试技术的发展 1
1.3振动测试的分类和内容 2
1.3.1 振动量的测量 2
1.3.2动态特性测试 2
1.3.3环境模拟试验 2
1.4虚拟仪器 3
1.4.1虚拟仪器的概述 3
1.4.2虚拟仪器的特点 3
1.4.3虚拟仪器的发展状况 4
2 振动测试与分析系统原理 6
2.1振动测试系统的原理 6
2.2振动信号测试原理 6
2.2.1混频现象与采样定理 6
2.2.2量化与量化误差 8
2.2.3采样方式 9
2.2.4泄漏与加窗 9
3 振动测试教学实验系统设计 12
3.1系统设计的目的 12
3.2系统组成 12
3.3系统功能 13
3.4实验台设计 13
4 系统硬件配置 16
4.1测试系统的硬件平台 16
4.2振动测试系统 16
4.2.1压电加速度传感器 17
4.2.2电涡流位移传感器 18
4.2.3磁电式速度传感器 18
4.2.4数据采集卡(DAQ) 18
4.2.5电荷放大器 19
4.3激振系统 21
4.3.1激振器 21
4.3.2信号发生器 22
4.3.3偏心电动机和调压器 24
5 系统软件 25
5.1LabVIEW介绍 25
5.2时间域分析的实现 26
5.2.1自相关 26
5.2.2互相关 26
5.3幅值域分析的实现 27
5.4系统软件设计 28
5.4.1信号发生模块设计 29
5.4.2滤波 30
5.4.2频域分析 31
5.4.3时域分析 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
随着科学技术的发展，机械类的结构强度设计在由静强度为主要准则向具有良好动态特性为设计主要方向过渡。机械振动测试技术是目前乃至今后结构动强度领域的一个主要组成部分。 作为一名机械类工科学生在学习了机械设计振动理论课程后，掌握一些机械振动测试技术与技能，对加强本科教育的教学实践环节，适应素质教育尤为必要。
近十年来，电子技术和数字计算技术的发展，使振动和冲击的测试技术发生了极大的变化。测量传感器和测试仪器出现了许多新型结构，可测量的频率范围和动态范围大大增加，记录仪器和分析仪器大量采用微处理器，可进行频率域和时间域的实时分析。振动试验方法也有了很大的革新，出现了许多快速试验方法。与微型计算机联机分析，可以在短时间内显示测试数据和分析结果。
本课题的主要工作就是设计一个以计算机和数据采集系统为基础的振动测试系统。它分为硬件和软件设计两部分，硬件部分的主要内容是振动测试实验台的设计和数据采集系统的设计；而软件部分以LabVIEW为软件开发平台，配合必要的传感器、信号调理电路和数据采集卡(USB2015)组成的多通道振动测试与分析虚拟仪器系统。
关键词： 虚拟仪器，测试原理，硬件设计，软件分析
ABSTRACT
With the development of science and technology，mechanical strength design of the structure by the static strength as the main criteria to the dynamic characteristics of a good design for the main direction of the transition. Mechanical vibration test technology is the future structure and dynamic strength of the field is a major component of. As a mechanical engineering students in learning the mechanical design vibration theory course, master some mechanical vibration test technology and skills, to enhance undergraduate education in teaching practice, to the quality of education is particularly necessary.
Over the last decade, electronic technology and digital technology development so that the vibration and shock testing technologies in a great change。Measurement sensors and test equipment have many new structure, measurable frequency range and dynamic range has increased significantly, Records of equipment and a large number of machines used microprocessors.it can be frequency domain and time domain of real-time analysis. Vibration test method also a great innovation, there are many rapid test method.With the micro-computer on-line analysis, in a short period of time shows that the test data and analysis results.
The main topic of this work is to design a computer and data acquisition system based on the vibration test systems. It is divided into hardware and software design of two parts，Hardware are the main contents of vibration test design and data acquisition system design, software and part of a software development platform for LabVIEW. With the necessary sensors, signal conditioning circuit and Data Acquisition (USB2015) composed of multi-channel vibration testing and analysis of virtual instrument systems.
Key words：Virtual machines, Testing principle, Hardware design,Software analysis
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
1 绪论 1
1.1振动测试的概述 1
1.2振动测试技术的发展 1
1.3振动测试的分类和内容 2
1.3.1 振动量的测量 2
1.3.2动态特性测试 2
1.3.3环境模拟试验 2
1.4虚拟仪器 3
1.4.1虚拟仪器的概述 3
1.4.2虚拟仪器的特点 3
1.4.3虚拟仪器的发展状况 4
2 振动测试与分析系统原理 6
2.1振动测试系统的原理 6
2.2振动信号测试原理 6
2.2.1混频现象与采样定理 6
2.2.2量化与量化误差 8
2.2.3采样方式 9
2.2.4泄漏与加窗 9
3 振动测试教学实验系统设计 12
3.1系统设计的目的 12
3.2系统组成 12
3.3系统功能 13
3.4实验台设计 13
4 系统硬件配置 16
4.1测试系统的硬件平台 16
4.2振动测试系统 16
4.2.1压电加速度传感器 17
4.2.2电涡流位移传感器 18
4.2.3磁电式速度传感器 18
4.2.4数据采集卡(DAQ) 18
4.2.5电荷放大器 19
4.3激振系统 21
4.3.1激振器 21
4.3.2信号发生器 22
4.3.3偏心电动机和调压器 24
5 系统软件 25
5.1LabVIEW介绍 25
5.2时间域分析的实现 26
5.2.1自相关 26
5.2.2互相关 26
5.3幅值域分析的实现 27
5.4系统软件设计 28
5.4.1信号发生模块设计 29
5.4.2滤波 30
5.4.2频域分析 31
5.4.3时域分析 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
