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結構動態特性測量

 

  • 傳感器的頻率相位響應

  結構動態特性測量是通過給予被測對象激勵,通過測量獲得結構對激勵的響應,然后對激勵和響應進行數據處理,以此獲得結構的動態特性。測試中響應與激勵之間必需是相互之間一一對應,因此傳感器的頻率響應的相位差必須是滯后,即相位差是負值。同時為了保證各測點之間對激勵的同步響應, 這就要求各測點的傳感器輸出響應的相位差必需控制在一定的誤差范圍內。這個測量傳感器之間的相位差又稱為相對相位差。在實際使用中不同測點傳感器之間的的相對相位誤差要比每個傳感器實際相位差值更重要。一般工程模態試驗要求傳感器的相對相位誤差值為±3o~5o。

  • 重量對結構響應的影響

  作為結構動態測試的準則,安裝在被測結構上的傳感器 (既作為附加在結構上的質量) 不能因為其重量而改變結構的動態特性。因此在對用于結構特性測量的傳感器選擇時,使用者往往要求傳感器的重量越輕越好,以保證測試的結果能正確地反映結構動態特性。但重量輕,體積小的傳感器一般也意味著靈敏度低。所以使用者在選擇傳感器時應根據實際情況進行綜合平衡。通用型結構動態試驗傳感器的靈敏度大多選用50 mV/g ~ 100 mV/g。

  • 傳感器的分辨率對結構測量影響

  很多動態結構特性測試具有低頻測量的特點,所以結構動態特性測量的傳感器通常要求有比較高的分辨率。類同于低頻測量,當前結構動態測試已很少有使用電荷型加速度傳感器。根據被測對象的頻率結構特性,對傳感器的分辨率可以用普通的寬帶電噪聲指標來衡量,也能借鑒低頻測量,用傳感器輸出電噪聲的功率譜密度來反映某一特定頻率的電噪聲。在結構動態特性測試中結構響應幅值大小直接與激勵有關,傳感器的電噪聲也僅是測量系統噪聲的一部分,因此雖然傳感器的分辨率是一個不可忽略的因素,但此因素如何影響測試則需要結合系統整體性能以及綜合測試技術等進行統籌考慮。

  • 傳感器的安裝形式和對地絕緣安裝的必要性

  結構動態測量的頻率范圍一般都不高, 然而被測結構一般都不允許打孔用螺釘安裝,所以傳感器安裝大多使用粘接形式。也因為動態測量往往要求了解某一測點在空間三個方向的響應信號,所以三軸向傳感器或三軸向安裝轉接座也常被采用。同時為了防止傳感器與被測結構間形成接地回路,增大噪聲, 因此安裝轉接座或傳感器本身通常要求為對地絕緣型,以保證測量信號的質量。

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