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低頻小位移正弦定頻試驗(yàn)介紹
使用電動(dòng)型振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)中，壓電式加速度傳感器是測(cè)量振動(dòng)中的加速度值，而在相同的位移幅值條件下加速度值與信號(hào)的頻率平方成正比，所以不同頻段的加速度信號(hào)大小相差甚大。例如，當(dāng)振動(dòng)位移為1mm，頻率為1Hz的信號(hào)，加速度值為0.004g；高頻振動(dòng)位移為0.1mm，頻率10kHz的信號(hào)，其加速度值可達(dá)40000g。
盡管壓電式加速度傳感器具有較大的測(cè)量量程范圍，但對(duì)于測(cè)量低頻率的小位移振動(dòng)信號(hào)，顯然不能滿足。尤其是客戶提出需要滿足0.5Hz、0.5mm（最低要求）的定頻試驗(yàn)條件（此試驗(yàn)條件主要是為了滿足某儀器的微米級(jí)測(cè)量要求）。
于是我們提出基于微米級(jí)位移激光傳感器對(duì)電動(dòng)型振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行控制的試驗(yàn)方案，并對(duì)位移數(shù)據(jù)和波形進(jìn)行測(cè)量。其系統(tǒng)圖如下所示，
核心控制部分的激光傳感器：
激光頭ANR1215 + 控制單元ANR5231（廠家：松下電工）
測(cè)量距離：130mm以內(nèi)
測(cè)量范圍：-50mm～+50mm
輸出電壓：-5V～+5V
靈敏度：10V/100mm= 100mV/mm
響應(yīng)頻率設(shè)定：10Hz以內(nèi)
增益設(shè)置：自動(dòng)模式
激光頭設(shè)置狀況：
控制點(diǎn)（激光點(diǎn)）放大圖：
主要測(cè)量數(shù)據(jù)和波形
1 頻率一定、位移變化
采集到的控制波形如下：
0.04Hz
0.1Hz
0.3Hz
0.5Hz
1.0Hz
3.0Hz
5.0Hz
2 位移一定、頻率變化
0.3mmp-p
0.5mmp-p
1.0mmp-p
3.0mmp-p
6.0mmp-p
10.0mmp-p
總結(jié)：
通過控制波形的采集，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論，
1 頻率0.04Hz位移0.1mmp-p以上，可以實(shí)現(xiàn)控制，但有些區(qū)域控制波形不是很好，控制精度低，失真度比較高。（振動(dòng)臺(tái)推力8kN）
2 頻率0.5Hz位移0.5mmp-p以上，波形漂亮，控制精度高，失真度小。
3 控制運(yùn)行時(shí)間越長，控制精度越高，波形越好，失真度越小。
通過事前試驗(yàn)檢證，試驗(yàn)波形得到客戶認(rèn)可，試驗(yàn)遂行。對(duì)于特殊的試驗(yàn)，可以通過更換控制傳感器達(dá)到試驗(yàn)要求。低頻段位移要求高的試驗(yàn)，可以采用激光位移傳感器；中頻段速度要求高的試驗(yàn)，可以采用激光速度傳感器。高頻段加速度要求高的試驗(yàn)，采用加速度傳感器。對(duì)應(yīng)傳感器的頻率響應(yīng)特性，選擇最合適的控制傳感器。
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