[发明专利]一种梁振动频率的识别系统和识别方法

说明书

本发明涉及一种梁振动频率的识别系统，包括振动频率发生装置、振动频率识别组件和振动频率分析组件；振动频率发生装置包括悬臂梁、力传感器、力锤，振动频率识别组件包括单向ICP加速度传感器和四通道ICP信号调理器，振动频率分析组件包括信号分析仪；力传感器安装在对悬臂梁产生振动的力锤上，力传感器通过导线与信号分析仪相接；单向ICP加速度传感器粘在悬臂梁上，并与四通道ICP信号调理器的ICP通道相接；四通道ICP信号调理器与信号分析仪通过导线连接。还涉及一种梁振动频率的识别方法。本发明既能模拟悬臂梁在给定的频率下的振动，又能识别悬臂梁的振动频率，属于振动频率实验技术领域。

技术领域

本发明涉及振动频率实验技术，具体涉及一种梁振动频率的识别系统和识别方法。

背景技术

振动现象广泛存在于自然界和人类的生产、生活中，特别是悬臂梁的应用方面。振动参数的测量，尤其是振动频率的测量，意义和重要性不言而喻。因而人们发明了各种测量振动频率的方法和仪器。归纳起来可以分为接触式测量和非接触式测量两大类。接触式振动频率的测量是基于对振动物体加速度的测量，需要在振动物体上粘贴传感器。非接触式测量主要有电磁式和光学式两种测量方法，也都有明显的局限性，如：电磁式测量方法的抗电磁干扰能力较差，传感器安装较为复杂；而光学式测量的光学系统比较复杂，对被测量物体表面的光学性能要求较高等。且现有的方法都不太适合于在线测量。因而，研究开发一种更为方便快捷、测量范围宽、适用范围广、成本低廉，且易于实现远距离、网络化在线测量的振动物体振动频率测量方法和仪器是很有必要的。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种既能模拟悬臂梁在给定的频率下的振动，又能识别悬臂梁的振动频率的梁振动频率的识别系统和识别方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种梁振动频率的识别系统，包括振动频率发生装置、振动频率识别组件和振动频率分析组件；振动频率发生装置包括悬臂梁、力传感器、力锤，振动频率识别组件包括单向ICP加速度传感器和四通道ICP信号调理器，振动频率分析组件包括信号分析仪；力传感器安装在对悬臂梁产生振动的力锤上，力传感器通过导线与信号分析仪相接；单向ICP加速度传感器粘在悬臂梁上，并与四通道ICP信号调理器的ICP通道相接；四通道ICP信号调理器与信号分析仪通过导线连接。

作为一种优选，力传感器通过螺纹连接安装在力锤的下端，单向ICP加速度传感器通过导电银胶粘贴在悬臂梁的下端，力锤位于悬臂梁的正上方；悬臂梁选用导电材料。

作为一种优选，力传感器与信号分析仪的通道2连接，四通道ICP信号调理器的OUTPUT端与信号分析仪的通道1连接。

作为一种优选，悬臂梁的材料为铝合金、不锈钢或碳钢。

作为一种优选，悬臂梁为水平设置的圆棒。

作为一种优选，单向ICP加速度传感器与悬臂梁的接触面积大于0.04平方厘米。

作为一种优选，信号分析仪采用混合域示波器。

一种梁振动频率的识别方法，包括如下步骤：先搭建梁振动频率的识别系统，打开四通道ICP信号调理器和信号分析仪，通过力锤给悬臂梁末端给一个力信号，同时力信号通过力传感器反馈至信号分析仪，然后悬臂梁通过单向ICP加速度传感器传递到四通道ICP信号调理器上，通过四通道ICP信号调理器传输到信号分析仪上，信号分析仪得出悬臂梁在一特定力的作用下，悬臂梁各个振动点的实部与虚部的振动频率的图像。

作为一种优选，单向ICP加速度传感器的输出的信号叠加在输出偏置电压上，单向ICP加速度传感器由恒流电源供电。

作为一种优选，单向ICP加速度传感器通过与四通道ICP信号调理器连接，通过非线性补偿消除实验中的误差，例如温度等外界的一些不可控的影响。