振动知识及测量仪器的选择

振动知识及测量仪器的选择

一、概述

1、振动无处不在，由于制造公差、虚位、机件间的滚动等原因，各类型的设备或大或小总会产生振动；固体中的振动也是我们经常遇到的，例如机器、车辆、飞机、船舶、大炮等等都可能产生振动。

2、现我国共有19项有关振动与冲击的标准，涉及到有关术语、测量仪器、测量方法等许多方面。

3、振动测量仪器就是通过测量及分析而获得一个准确地描述振动情况的结果的测量仪器。

4、常用的振动仪器分为三种：

1）机械振动仪：对机械设备振动测量的仪器。

2）人体振动仪：评价振动发生对人体的影响的仪器。

3）环境振动仪：评价振动发生对环境影响的仪器。

5、振动测量仪器的校准：振动传感器--加速度计，年灵敏度变化在-5%以内，一般都用仪器内部电信号校准就可以了。当然有条件的也可以用振动校准器或振动台进行校准。

二、机械振动仪器

1、表现机械振动三个物理量：

1）位移s, 单位是m。位移在研究机械结构的强度和变形时较为有用，它亦被经常用来指示旋转机件的不平衡，常用来研究加工精度。

2）速度υ, 单位是m/s。速度和噪声的大小有直接关系，常用来研究振动功率及振动引起的声辐射。

3）加速度α, 单位是m/s2。加速度由于它和作用力及负载成比例，常常在研究机械的疲劳、冲击等方面被采用，现在也普遍用于评价振动对人体的影响。

2、机械振动(高频1-10KHz)测量参数：

根据测试对象选择测量参数振动幅度是用来描述振动力大小的量值，可用有效值、峰值或平均值表示，

1）峰值或峰峰值能指示振动的瞬间较大值，一般在测量位移时选用这种方式。

2）平均值因为实际意义有限，而很少被采用。

3）有效值(均方根值)是对振动量较贴切的量度，因为它直接反映了振动能量和强度，所以在振动测量中用有效值来定量是很有实际意义的。

4）另外还有一个定量“烈度”， 是国际标准所规定的。指的是振动的强烈程序，它是以在规定的频率范围内振动速度的较大有效值来表示的，单位为mm／s。

3、机械振动仪器：

1）一般振动检测仪器它要能测振动加速度、速度和位移三种参数。

测振仪配有积分微分电路进行被测量的转换，通过面板表头输出。可以直接读出位移、速度、加速度等振动量的峰值、峰-峰值、平均值或均方根值。如：HS5944振动：HS5944型振动检测仪是一种袖珍数字显示的机械振动测量仪器，能方便地测得振动加速度、速度、位移，还具有检测功能：真实有效值RMS，峰值P，为峰峰值P-P等振动参数。并有保持功能。 

2）振动频谱分析仪：频谱分析仪是电荷放大器和加速度传感器，配置振动1/3 OCT可用于机器振动测量将时域信号转为频域信号、专门对信号频率分布作分析处理的机器振动测量仪器。如：HS6281D型多通道噪声振动实时频谱分析仪的振动测量通道用来测量机器振动，可以进行FFT分析，也可以进行1/3倍频程谱分析。也可以显示振动随转速的变化等。

3）较新研制的HS6285/6286户外噪声传感器系列产品是针对工业现场或噪声源噪音监测而设计的，采集信号以4-20mA工业标准，RS-485输出振动信号；可选配USB实时信号输出。传感器可作为一个全天侯实时监控现场监测单元，兼容用户监测、控制（如：DCS等系统）而组成的精细噪声、振动测量系统，是各类振动源定量分析、定位、研究的理想选择。

三、人体响应振动计（测量振动对人体影响的仪器）

1、人体响应振动计(中频1-2.5KHz)主要用于劳动卫生、职业病防治等部门用于研究分析振动对人体的危害。人体响应振动计是根据振动对人体影响的特点来设计的。

2、国际标准化**根据ISO2631和ISO5349标准，制定了ISO8041-2005《人体对振动的响应——测量仪器》标准。

3、测量仪器用来测量手传振动、全身振动和频率范围从0.1Hz至0.5Hz的低频全身振动，并以这些振动中的一个或若个频率计权测量计权加速度。它至少应显示测量期间的计权方均根加速度、带限方均根加速度、过载和欠量程指示以及测量时间。

4、人体响应振动仪器：如HS5936 型振动测试仪： 是一种数字显示振动测量仪器, 可以直接测量振动加速度、振动烈度 (速度) 、手传振动频率计权加速度值，主要用于机器振动的测量，以评价机器振动的强度(如油锯、凿岩机、风镐等) 振动的测量，以评价手持工具振动对人体(手臂)的影响。振动加速度、振动烈度的测量符合 ISO2372 、ISO2373 标准及有关的国家标准要求，手传振动的测量符合 ISO5439 及GB/T14790 标准要求，仪器性能符合 ISO8041 标准要求，各量程档测量范围见下表：

 

量程及频率 测量功能	L	H	频率范围
加速度(a m/s2)	0.30～199.99	3.0～1 999.9	5Hz～10KHz
手传振动频率计权 加速度(Ha m/s2)	0.30～199.99	3.0～1 999.9	1Hz～2.5KHz
速度(v cm/s)	0.03～19.999	0.30～199.99	10Hz～1Kz

四、环境振动测量仪（用于测量和评价环境振动的仪器）

 1、国家标准发布了GB/T10070（71）-1988《城市区域环境振动标准》，《城市区域环境振动测量方法》、GB/T50355-2005《住宅建筑室内振动限值》等 ，并要求用积分振动计或自动测量仪器进行测量。

2、测量仪器：环境振动(低频1-80Hz)振动的主要评价量为全身垂向计权振级VLz，单位分贝（dB，以10-6m/s2为基准）。如：HS6256型环境振动分析：是一种袖珍式高智能化的测量仪器，它既能测量全身垂向(W.B.z) 计权振级(也是环境振级)、又能测量全身水平(W.B.x-y) 计权振级, 以及不计权(Lin) 振动加速度级。性能符合ISO8041或GB/10071 -88《城市区域环境振动测量方法》及ISO2631《人承受全身振动评价》2型人体响应振动计和环境振动测量仪器的要求。本仪器自动测量功能：VLp、VLeq、VLAE、VLN (VL5、VL10、VL50、VL90、VL95)、SD、VLmax、 VLmin,V Ld、VLn、VLdn等，测量数据自动存储：单组测量 3000组整时测量 80

组具有128×64点阵式液晶显示器带背景光显示，全中文界面，显示内容丰富，操作界面采用菜单方式，有汉字提示功能，用户操作简便。测量结果可长期保存在仪器内，通过内置RS-232接口在现场或事后用微型打印机打印出来或送到计算机中去处理。

五、振动仪器选择参考：

振动源	对应仪器	测量数据	价格
机械设备 振动	HS5936 型振动测试仪	1、评价机械设备振动幅度； 2、直接读出位移、速度、加速度 3、振动量的峰值、峰-峰值、平均值或均方根值。	3380元/台
对人体振动	HS5936 型振动测试仪	1、评价振动发生对人体的影响； 2、直接测量振动加速度、振动烈度 (速度) ； 3、手传振动频率计权加速度值。	4500元/台
环境振动	HS6256或HS5933A 环境振动分析仪	1、评价振动发生对环境影响的仪器 2、环境振级全身垂向(W.B.z) 3、全身水平(W.B.x-y) ； 4、计权振级； 5、不计权(Lin) 振动加速度级； 6、VLp、VLeq、VLAE、VLN (VL5、VL10、VL50、VL90、VL95)、SD、VLmax、VLmin,V Ld、VLn、VLdn	6800元或； 6900元（套）