一  实验目的

1、了解并掌握简谐振动信号位移、速度、加速度幅值之间的关系。

2、学会用速度传感器测量简谐振动位移、速度、加速度的幅值。

3、正确理解和分析各种计算值与测试值之间的误差及其产生的原因。

二  实验原理

振动体的位移、速度、加速度是系统振动的重要参数，正确测试其值对探索振动参量之间关系、全面了解和掌握振动规律有着重要的作用。它们的值可用位移传感器、速度传感器或加速度传感器来直接测取,也可根据位移、速度、加速度的关系，用一种传感器来进行测量，或者利用测振仪的微分、积分电路来测量。

对于位移、速度、加速度三个振动参量，只要知道其中一个，就可以通过微分和积分变换求出另外两个振动参量。在工程实践中，对有的参量，由于受条件限制无法测得时，可以通过参量变换求得。另外，当三个振动参量的时间过程都测得时，可以通过参数变换进行相互检验。将实测波形与参数变换得到的波形比较，进一步分析测量精度和误差范围，为测试波形的基线修正和测试结果的修正提供条件。

设某一简谐振动其固有园频率为，初相位为，该振动的位移、速度、加速度分别计为、、。

若

（1-1）

则

（1-2）

（1-3）

由（1-1）～（1-3）式可知，速度、加速度是与位移具有相同频率的简谐振动，但是其相位角分别超前或。如果已知加速度，也可以通过积分求得速度及位移变化规律。

位移、速度和加速度的相应的幅值分别记为、、，则其幅值关系为

（1-4）

（1-5）

上式中：为简谐振动的频率。

本实验主要由激振信号源通过电动式激振器对振动实验台上的简支梁施加谐激振，用速度传感器测量简支梁上某一位置在不同激振频率条件下的振动响应的位移、速度和加速度的幅值，这相当于测量简支梁在谐激振作用下该位置的稳态振动响应的位移、速度和加速度的幅值。并且应用（1-4）和（1-5）式对每一频率下的三种不同幅值进行相应理论计算，然后与仪器实测的对应结果进行比较，分析其相应误差。

三  仪器和设备

（1）SJF-3型激振信号源；

（2）JZ-1型电动式激振器；

（3）SCZ2-3型双通道测振仪；

（4）ZG-1型磁电式振动速度传感器；

（5）简支梁机械振动实验台架。

实验仪器和设备装置框图见图1-1所示。

图1-1  实验仪器和设备装配框图

四、  结果与分析

（一）数据记录

将位移、速度、加速度幅值的实测结果填入表1-1。

（二）幅值计算

实验测试结果记录表                          表1-1

 1、测试位移幅值及频率值，由（1-4）和（1-5）式计算速度幅值与加速度幅值。

2、测试速度幅值及频率值，由（1-4）和（1-5）式计算位移幅值与加速度幅值。

3、测试加速度幅值及频率值，由（1-4）和（1-5）式计算位移幅值与速度幅值。

（三）比较理论计算和实验测试结果的误差。