红外分子振动分类

3.13 红外吸收光谱

3.13.1.1 分子的振动形式

分子振动形式分为伸缩振动和变形振动。

伸缩振动分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。

变形（弯曲）振动分为面内弯曲振动和面外弯曲振动。

面内弯曲振动又分为剪式弯曲振动和面内摇摆振动。

面外弯曲振动分为面外摇摆振动和扭曲振动。

变形振动，又称弯曲振动或变角振动，是一种分子运动形式，指的是基团键角发生周期变化而键长不变的振动。

变形振动-分类:

变形（弯曲）振动分为面内弯曲振动和面外弯曲振动。

面内弯曲振动又分为剪式弯曲振动和面内摇摆振动。

面外弯曲振动分为面外摇摆振动和扭曲振动。

所以你说的面内变形振动应该属于面内弯曲振动，为Rocking (平面摇摆振动)形式，是说法不同而已

而面内摇摆振动（rocking vibration），指基团作为一个整体在平面内摇摆.。分子中原子的振动可分为两大类：伸缩振动和弯曲振动（亦称变形振动），通常用希腊字母v表示伸缩振动，8表示弯曲

振动。伸缩振动是指原子沿着化学键方向往运动，在振动过程中化学键的键长发生变化。根据振动时原子间相对位置的变化，伸缩振动还可以分为反对称伸缩振动和对称伸缩振动。弯曲振动是指原子垂直于化学键方向的振动，可分面内弯曲振动和面外弯曲振动。面内弯曲振动是指振动在所涉及原子构成的平面内进行，这种振动方式还可以细分为剪式振动和面内摇摆振动。面外弯曲振动是指弯曲振动垂直于原子所在的平面，根据原子的运动方向，又可分为面外摇摆振动和扭曲振动。图3－26以亚甲基为例描述了上述各种振动形式，每一种振动形式都有稳定的振动频率。当外界提供的红外光频率正好等于基团振动频率。当外界提供的红外光频率正好等于基团振动的某种频率时，分子就可能吸收该频率的红外光产生吸收峰。

多原子组成的分子有许多种振动方式，因此它们的红外光谱很复杂且各有特殊之处。

3.13.1.2 决定振动频率的因素

分子振动的频率决定分子所能吸收的红外光频率，即红外吸收峰的位置。

分子中的原子在平衡位置附近幅作周性的振动，这种情况与经典力学中弹簧振子所作的简谐振动十分相似。因此可以借用经典力学的Hooke定律（公式3－11）导出振动频率：式中K为双原子形成的化学键力常数；u为两个原子的折合

质量；m1和m2分别为两个原子的质量。

因此双原子分子的振动频率与组成原子的质量以及化学键的强度有关。如果是多原子组成的分子，我们可以把它分解成若干个基团来研究，由于各种有机化合物的结构不同，组成其中各基团的原子质量和化学键力常数不同，出现的吸收频率也各不相同，因此各有其特征的红外光谱。但是，真实分子的振动并不是严格的简谐振动，所以光谱上看到的情况也要复杂得多。

3.13.1.3 红外吸收光谱产生的条件

当一定频率的红外光照射物质时，如果分子中某一基团的振动频率正好与其相同，物质就能吸收这一频率的红外光从低能跃迁到较高的能级，产生红外光吸收光谱，即V光＝V分。红外吸收光谱产生的第二个条件是外界的电磁辐射（红外光）与分子之间必须有偶合作用。外界的辐射必须把它携带的能量转移给物质分子，才能引起分子能级的跃迁，而这种能量的转移是通过分子振动时偶极矩的变化实现的。如果振动时分子的偶极矩没有变化，光的能量无法转移给分子，红外吸收光谱就不能产生，这种振动称为非红外活性的。当分子中的原子在其平衡位置附近振动时，电荷量q并不变化，但正负电荷中心的距离r则不断变化，偶极矩u也发生相应的变化。对称分子的正负电荷中心重叠r为0，当对称分子作为称振动时，正负电荷中心始终重叠，u不发生变化。因

此是非外活性，如N2、O2等。应该注意，对称分子在不对称振动时，会产生瞬间偶极矩，因此是红外活性的。例如CO2是一个三个原子组成的线性分子，有四种不同的振动方式：1)对称的伸缩振动2)反对称伸缩振动3）面内弯曲振动4）面外弯曲振动（参见图3—27）。

CO2是一个对称分子，正负电荷中心重叠，偶极矩u＝0。在振动反式1）中，正负电荷中心始终重叠，Δu＝0，为非红外活性；在振动方式2）、3）和4）中都能产生瞬间偶极矩，Δu≠0，因此是红外活性的，能在红外吸收光谱图中产生吸收峰。但3）、4）的振动频率相同，两种振动发生简并。所以，CO2虽然有四种振动形式，但在红外光谱图上只出现两个吸收峰。它们是2349cm-1的不对称伸缩振动和667cm-1的弯曲振动吸收。

物质分子吸收外界辐射能量从较低能级跃迁到较高能级时，还受到能级跃迁选律的限制，即分子并不能从低能级跃迁到任意一个较高的能级。通常振动量子数相差1的两个能级间跃迁几率量大。在常温下，大部分分子处于振动基态（u＝0），吸取相应能量的红外光后，跃迁到第一激发态（v＝1）。由这种振动能级跃迁产生的吸收频率叫基频，是红外吸收光谱中最重要的吸收峰。分子吸收较高频率的红外光，从振动基态直接跃迁到第二或第三激发态的情况以很小的几率出现。这种跃迁产生的吸收频率叫做倍频。还有一种情况是某一频

率的红外光，它能量恰好等于两种振动能级跃迁所需能量之和。它也能被分子吸收，同时用于两种能级跃迁，产生的吸收峰称作组合频。在红外光谱中，倍频都是一些很弱的吸收峰。但当它们在适合条件下与某基频吸收发生共振偶合时，强度会增大。

3.13.2红外光谱与分子结构

3.13.2.1红外光谱的特征性和基团频率

许多基团的振动频率不会受到分子中其他部分的显著影响，基本上符合双原子分子的振动方程，因此只要组成基团的原子和化学键确定，它们的振动频率总是出现在一定的范围内。例如，C—H伸缩振动总是出现在3000cm-1左右。如果在这一区域没有任何峰出现，则表明被测物中不含C—H基团。这种基团的振动频率，我们称之基团特征频率。基团特征频率的特点是特征性很强，可用于鉴定这些基团是否存在。分子中还有一些基团的振动频率对分子中其他部分的虫灾5很敏感，它们的频率在一个较宽的区域里变化。例如碳、氮等原子以单键形式的基团，与其相邻的每一个原子和基团的性质都将影响C—C和C—N振动频率的变化，使其特征性不同.

为了便于对红外吸收光谱进行解析，通常将中红外光谱区域划分为四个部分。

1）4000~2500cm-1，为含氢基团的伸缩振动区，通常称为“氢

键区”。

2）2500~2000cm-1叁键和累积双键区。

3）2000~1500cm-1，双键区。

4）小于1500cm-1，单键区。

其中，氢键区、叁键区和双键区的特征性强，所以4000~1500cm-1的区域称为官能团特征频率区，主要用于鉴定官能团。小于1500cm-1的单键区光谱复杂、特征性差。这是因为有机化合物是碳氢化合物，除了特殊结构的化合物之外，C—C是大量的，形成有机化合物的骨架，它们这一区域产生许多吸收峰，加上大量的C—H基团的变形振动也落在这一区域，使该区域中红外吸收峰非常多。这一区域中单个吸收峰虽然特征性不强，但整体的光谱图形对分子结构的变化却十分敏感。分子结构的微小差别，例如某个官能团的位置引起的立体异构，都会造成这一区域光谱图形的变化。这种光谱图形对于分子结构变化的敏感反应，犹如人的指纹，因此，小于1500cm-1的区域在红外吸收光谱中称为指纹区。

在红外光谱图中，吸收峰的位置取决于基团振动频率，吸收峰的强度则与基团振动时偶极矩变化（△μ）的大小有关。基团振动时，△μ愈大，吸收强度愈大；△μ较小，吸收强度就弱。如果振动时，△μ等于0，吸收强度就为0，即为非红外活性。主要有两个因素影响振动时的△μ大小。一是振

动基团本身的极性，极性大的基团，振动时的偶极矩的变化较大，对应的红外吸收峰较强。例如C=C。二是分子的对称性，分子对称性愈强，振动时偶极矩变化愈小，吸收峰也愈弱。例如C=C的吸收峰在端基烯烃、顺式烯烃和反式烯烃中的强度依次减弱，反式烯烃中C=C的伸缩振动吸收几乎看不到。由次可见，在红外光谱中，谱峰强度也是一个重要的信息，它能为基团的归属、分子对称性的判断提供辅助依据。

3.13.2.2影响基团频率位移的因素

根据基团特征频率区中出现的吸收峰，我们可以判断被测样品中含有什么样的官能团。

对于一个特定化合物中的特定基团来说，它的振动频率是一个固定值，这个值与这一基团在分子中所处的环境有关。不同类型的C—H振动频率有差异是因为分子中化学键的力常数不一样。对基团频率产生较大影响的因素有电子和空间两种效应。

诱导效应使分子中电子云分布发生变化，从而引起基团的化学键力常数变化，使基团振动频率增大或减少。共轭体系中成键电子的离域作用造成电子云分布平均化，使共轭体系内的双键键强减弱，而单键键强略有增加。因此与孤立双键相比，共轭双键的伸缩振动向低频移动，但体系内的单键振动频率增大。

空间立体障碍使共轭效应受到限制，双键的振动频率向高频

率移动。

另一种空间效应是环的张力。六元环没有张力，因此六元环上的基团振动频率与它们处在链状化合物时基本相等。但随着张力变大，环完基团的振动频率增大，而环内基团在振动频率减小（参见表3-4）

表3-4 环张力对基团振动频率的影响

化合物基团及震动形式振动频率（cm-1）

六元环五元环四元环三元环

环酮 VC=O 1715 1745 1780 1850

环外烯 VC=C 1651 1657 1678 1781

环烷 VC—H 2925 ———

环内烯 VC=C 1639 1623 1566

此外，氢键的生成使O—H、N—H键变长，键的力常数变小，振动频率向低频率移动，谱带变宽。

3.13.3烃类的红外光谱

（1）烷烃结构中只有碳和碳氢以单键相连的两大类基团，因此，它在红外吸收光谱比较简单。主要特征吸收有：1）各种碳氢基团的伸缩振动出现在2800~3000cm-1，这一区域属于官能团特征频率区的氢键区。饱和碳氢基团包括CH3、CH2、CH，其中CH3、CH2具有对称和不对称伸缩振动，

因此三种基团共五种不同的振动，其频率各不相同，在分辨频率高的仪器上可以逐一区别（参见表3-5）。2）碳氢基团的变形振动频率均低于150cm-1，特征性比它们的伸缩振动较差，但其中CH3、的对称变形振动出现在1380~1370cm-1，特征性比较强，常用于辅助判断分子中是否含有甲基。当分子中出现异丙基时，由于振动偶合，1380cm-1的甲基吸收峰分裂为两个强度近似相等的峰1385cm-1和1375cm-1。当分子中含有叔丁基时，该峰也会发生分裂，不过低频的吸收峰强度大约是高频的峰强的两倍。另外CH3的不对称伸缩振动和CH2的对称变形振动（剪式振动）频率均为1460cm-1。3）当分子中含有4个以上的CH2组成的长链时，只20cm-1出现直支链的C—C骨架振动出现在小于1500cm-1的单键区。

六元和五元环烷烃与链状烷烃的红外光谱没有显著差别。特别小的三元环因张力变大，环上的CH2伸缩振动向高移频，吸收峰出现在3050cm-1左右。

表3-5 烷烃的特征吸收频率

基团振动形式吸收峰位置（cm-1）强度* 备注

—CH3υas 2962 ± 10 s0

υs 2872 ± s

δas 1450 ± m

δs 1380~1370 m 异丙基，叔丁基发生裂分

—CH2 υas 2926±5

υs 2853±10

δs 1465±20

H C υ 2890±10 w

.

δ1340 w

（CH2）n δ c—c 720 w 强度随n增大而增大

*s、m、w分别指吸收峰强度为强、中、弱

(2)烯烃烯烃中C=C基团的伸缩振动出现在双键区的1680~1620cm-1范围内，这是烯烃红外吸收的第一个特征。不同类型的烯烃中，C=C伸缩振动略有差别。烯烃的第二个特征吸收是烯烃只有一种振动方式，振动频率在3100~3010cm-1范围内C—C的各种伸缩振动频率均小于3000cm-1，如果分子中存在双键的=C—H，在烷基CH3、CH2、CH振动吸收峰高频一侧会出现一个小峰。此峰虽小，但能指示分子中存在不饱和C—H，因而很重要。烯烃第三个特征吸收是双键原子的=C—H面外弯曲震动，振动频率范围胃50~1000cm-1，吸收强度较强。不同类型的烯烃中这一基团的振动频率各不同，因而不受取代基性质的影响，频率比较固定，因此在判断烯烃存在及其类型时是十分有用（参见表

3-6）。

在辩识烯烃红外光谱中三个区域的特征吸收时，应注意它们之间的相互补充和验证。

表3-6 不同类型烯烃υc=c 和δ=C—H频率（cm-1）

烯烃类型υc=c δ外=C—H

RHC=CH2 1643 996~985，915~905两峰

RR…C=CH2 1653 895~885

RHC=CHR…（顺式）1657 728~675

RHC=CHR…（反式）1673 990~965

RR…C=CHR“ 1670 850~790

RR…V=CHR“ 1670 无

（2）炔烃炔烃的红外吸收光谱较烯烃简单。炔中C C的伸缩振动在叁键区的2260~2100cm-1范围内产生特征吸收，这一区域除了C N、N=C=O、B=H等特殊基团之外较少受干扰。在R…C CR中的υc c吸收强度取决于R…R的差别。炔烃的另一个特征吸收是出现在3300cm-1的叁键原子上碳氢基团（C—H）的伸缩振动。这一区域O—H、N—H存在干扰吸收，但后二者产生的吸收峰形宽，还比较容易区分。

3.13.4 红外光谱的解析

红外吸收光谱在有机物结果分析中的作用主要包括下列四个方面。

（1）确定化合物的类型从一张红外光谱图上，我们很容易

判断被测物质是有机物还是无机物，是饱和的还是不饱和的，是脂肪还是芳香族化合物。确定被测物质所属的类型，对于缩小和限定进一步解析的范围，提高工作效率和加快分析进度非常重要。

第一，区分有机物和无机物。

第二，区分脂肪饱和与不饱和化合物。

第三，区分脂肪族化合物和芳香族化合物。

（2）确定官能团主要依据4000~1500cm-1基团特征频率区中的吸收峰来确定被测物质中可能含有的官能团。

（3）区分位置或立体异构从.红外吸收光谱我们不仅能够确定被测化合物含有哪些官能团，有时还能得到这些官能团连接方式和立体化学方面的信息。

（4）确定化合物的结构在相同的条件下测定化合物的红外光谱，并与标准谱图进行表决看是否一致。红外光谱的重复性很好，指纹区与化合物的精细结构相关联，两张完全相同的谱图代表了两个结构相同的化合物。

机械振动的概念

第一章绪论 1-1 机械振动的概念 振动是一种特殊形式的运动，它是指物体在其平衡位置附近所做的往复运动。如果振动物体是机械零件、部件、整个机器或机械结构，这种运动称为机械振动。 振动在大多数情况下是有害的。由于振动，影响了仪器设备的工作性能；降低了机械加工的精度和粗糙度；机器在使用中承受交变载荷而导致构件的疲劳和磨损，以至破坏。此外，由于振动而产生的环境噪声形成令人厌恶的公害，交通运载工具的振动恶化了乘载条件，这些都直接影响了人体的健康等等。但机械振动也有可利用的一面，在很多工艺过程中，随着不同的工艺要求，出现了各种类型利用振动原理工作的机械设备，被用来完成各种工艺过程，如振动输送、振动筛选、振动研磨、振动抛光、振动沉桩等等。这些都在生产实践中为改善劳动条件、提高劳动生产率等方面发挥了积极作用。研究机械振动的目的就是要研究产生振动的原因和它的运动规律，振动对机器及人体的影响，进而防止与限制其危害，同时发挥其有益作用。 任何机器或结构物，由于具有弹性与质量，都可能发生振动。研究振动问题时，通常把振动的机械或结构称为振动系统（简称振系）。实际的振系往往是复杂的，影响振动的因素较多。为了便于分析研究，根据问题的实际情况抓住主要因素，略去次要因素，将复杂的振系简化为一个力学模型，针对力学模型来处理问题。振系的模型可分为两大类：离散系统（或称集中参数系统）与连续系统（或称分布参数系统），离散系统是由集中参数元件组成的，基本的集中参数元件有三种：质量、弹簧与阻尼器。其中质量（包括转动惯量）只具有惯性；弹簧只具有弹性，其本身质量略去不计，弹性力只与变形的一次方成正比的弹簧称为线性弹簧；在振动问题中，各种阻力统称阻尼，阻尼器既不具有惯性，也不具有弹性，它是耗能元件，在有相对运动时产生阻力，其阻力与相对速度的一次方成正比的阻尼器称为线性阻尼器。连续系统是由弹性元件组成的，典型的弹性元件有杆、梁、轴、板、壳等，弹性体的惯性、弹性与阻尼是连续分布的。严格的说,实际系统都是连续系统，所谓离散系统仅是实际连续系统经简化而得的力学模型。例如将质量较大、弹性较小的构件简化为不计弹性的集中质量；将振动过程中产生较大弹性变形而质量较小的构件，简化为不计质量的弹性元件；将构件中阻尼较大而惯性、弹性小的弹性体也可看成刚体。这样就把分布参数的连续系统简化为集中参数的离散系统。 例如图1-1（a）所示的安装在混凝土 基础上的机器，为了隔振的目的，在基础下 面一般还有弹性衬垫，如果仅研究这一系统 在铅垂方向的振动，在振动过程中弹性衬垫 起着弹簧作用，机器与基础可看作一个刚体， 起着质量的作用，衬垫本身的内摩擦以及基 础与周围约束之间的摩擦起着阻尼的作用 （阻尼用阻尼器表示，阻尼器由一个油缸和 活塞、油液组成。活塞上下运动时，油液从 间隙中挤过，从而造成一定的阻尼）。这样图1-1（a）所示的系统可简化为1-1（b）所示的

振动传感器种类、原理及发展趋势

振动传感器种类、原理及发展趋势 【摘要】振动传感器是一种能感受机械运动振动的参量(振动速度、频率，加速度等)并转换成可用输出信号的传感器。 在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好与可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益，且数字化、多功能与智能化是现代传感器发展的重要特征。 【关键词】种类；原理；发展趋势 【Abstract】:Vibration transducer is atransducer that can feel the vibration of a mechanical movement parameters (frequency of the vibration velocity, acceleration, etc.) and converted into usable output signal of the sensor. At the height of the development of modern industry, modern testing technology to digitization, information management has become an inevitable trend of development, and testing system for the front end is the sensor, it is the soul of an entire test system, is listed as a leading-edge technology around the world, particularly in recent years, the rapid development of IC technology and computer technology, the development of a sensor provides a good and reliable scientific and technology base. Place the sensor development, Crescent IK, and multipurpose digital, is a modern and intelligent sensor development, an important feature. 【Keywords】:type , principle , inevitable trend of development 振动传感器的分类

(完整版)机械振动习题答案

机械振动测验 一、 填空题 1、 所谓振动，广义地讲，指一个物理量在它的①平均值附近不停地经过②极大 值和③极小值而往复变化。 2、 一般来说，任何具有④弹性和⑤惯性的力学系统均可能产生机械振动。 3、 XXXX 在机械振动中，把外界对振动系统的激励或作用，①激励或输入；而 系统对外界影响的反应，称为振动系统的⑦响应或输出。 4、 常见的振动问题可以分成下面几种基本课题：1、振动设计2、系统识别3、 环境预测 5、 按激励情况分类，振动分为：①自由振动和②强迫振动；按响应情况分类， 振动分为：③简谐振动、④周期振动和⑤瞬态振动。 6、 ①惯性元件、②弹性元件和③阻尼元件是离散振动系统三个最基本的元件。 7、 在系统振动过程中惯性元件储存和释放①动能，弹性元件储存和释放②势 能，阻尼元件③耗散振动能量。 8、 如果振动时系统的物理量随时间的变化为简谐函数，称此振动为①简谐振动。 9、 常用的度量振动幅值的参数有：1、峰值2、平均值3、均方值4、均方根值。 10、 系统的固有频率只与系统的①质量和②刚度有关，与系统受到的激励无 关。 二、 试证明：对数衰减率也可以用下式表示，式中n x 是经过n 个循环后的振幅。 1 ln n x x n δ=

三、 求图示振动系统的固有频率和振型。已知12m m m ==，123k k k k ===。

北京理工大学1996年研究生入学考试理论力学（含振动理论基础）试题 自己去查双（二）自由度振动 J，在平面上在弹簧k的限制下作纯滚动，如图所示，四、圆筒质量m。质量惯性矩 o 求其固有频率。

五、物块M质量为m1。滑轮A与滚子B的半径相等，可看作质量均为m2、半径均 为r的匀质圆盘。斜面和弹簧的轴线均与水平面夹角为β，弹簧的刚度系数为k。 又m1 g>m2 g sinβ , 滚子B作纯滚动。试用能量法求：（1）系统的微分方程；（2）系统的振动周期。

传感器分类

传感器分类 传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。 按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为： 1．电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。

2．磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的测量。 3．光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4．电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5．电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7．谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。

第一节 振动基础知识

振动基础知识 一、振动的种类及其特点 各种机器设备在运行中，都不同程度地存在振动，这是运行机械的共性。然而，不同的机器，或同一台机器的不同部位，以及机器在不同的时刻或不同的状态下，其产生的振动形式又往往是有差别的，这又体现了设备振动的特殊性。我们可以从不同的角度来考察振动问题，常把机械振动分成以下几种类型。 1.按振动规律分类 按振动的规律，一般将机械振动分为如图2-2几种类型 这种分类，主要是根据振动在时间历程内的变化特征来划分的。大多数机械设备的振动类型是周期振动，准周期振动，窄带随机振动和宽带随机振动，以及某几种振动类型的组合。一般在起动或停车过程中的振动信号是非平稳的。设备在实际运行中，其表现的周期信号往往淹没在随机振动信号之中。若设备故障程度加剧，则随机振动中的周期成分加强，从而整台设备振动增大。因此，从某种意义上讲，设备振动诊断的过程，就是从随机信号中提取周期成分的过程。 2.按产生振动的原因分类 机器产生振动的根本原因，在于存在一个或几个力的激励。不同性质的力激起不同的振动类型。据此，可将机械振动分为三种类型： （1）自由振动给系统一定的能量后，系统所产生的振动。若系统无阻尼，则系统维持等幅振动；若系统有阻尼，则系统为衰减振动。 （2）受迫振动元件或系统的振动是由周期变化的外力作用所引起的，如不平衡、不对中所引起的振动。 （3）自激振动在没有外力作用下，只是由于系统自身的原因所产生的激励而引起的振动，如油膜振荡、喘振等。 因机械故障而产生的振动，多属于受迫振动和自激振动。 3.按振动频率分类 机械振动频率是设备振动诊断中一个十分重要的概念。在各种振动诊断中常常要分析频率与故障的关系，要分析不同频段振动的特点，因此了解振动频段的划分与振动诊断的关系很有实用意义。按着振动频率的高低，通常把振动分为3种类型：

机械振动习题及答案

机械振动 一、选择题 1. 下列4种运动（忽略阻力）中哪一种是简谐运动 （ C ） ()A 小球在地面上作完全弹性的上下运动 ()B 细线悬挂一小球在竖直平面上做大角度的来回摆动 ()C 浮在水里的一均匀矩形木块，把它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动 ()D 浮在水里的一均匀球形木块，把它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动 解析：A 小球不是做往复运动，故A 不是简谐振动。B 做大角度的来回摆动显然错误。D 由于球形是非线性形体，故D 错误。 2．如图1所示，以向右为正方向，用向左的力压缩一弹簧，然后松手任其振动。若从松手时开始计时，则该弹簧振子的初相位应为 图 一 （ D ） ()0A ()2 πB

()2 π-C ()πD 解析： 3.一质量为m 的物体挂在劲度系数为k 的轻质弹簧下面，其振动周期为T 。若将此轻质弹簧分割成3等份，将一质量为2m 的物体挂在分割后的一根弹簧上，则此弹簧振子的周期为 （ B ） ()63T A ()36T B ()T C 2 ()T D 6 解析：有题可知：分割后的弹簧的劲度系数变为k 3，且分割后的物体质量变为m 2。故由公式k m T π2=，可得此弹簧振子的周期为3 6T 4．两相同的轻质弹簧各系一物体（质量分别为21,m m ）做简谐运动（振 幅分别为21,A A ）,问下列哪一种情况两振动周期不同 （ B ） ()21m m A =，21A A =,一个在光滑水平面上振动，另一个在竖直方向上 振动 ()B 212m m =，212A A =,两个都在光滑的水平面上作水平振动 ()C 21m m =，212A A =，两个都在光滑的水平面上作水平振动 ()D 21m m =，21A A =，一个在地球上作竖直振动，另一个在月球上作 竖直振动

红外震动类型表示与英文名称

红外振动类型的英文表示方法及其全称 （remove the research barrier） 1、红外光谱的产生和表示在分子的振动过程中，只有那些能引起分子偶极矩改变的振动，才能吸收红外辐射，从而在红外光谱中出现吸收谱带。多原子分子的振动是由许多简单的、独立的振动组合而成的。在每个独立的振动中，所有原子都是以相同相位运动，可以近似地看作谐振子振动。这种振动称为简正振动。每个简正振动具有一定的能量，故应在特有的波数位置产生吸收。由n个原子组成的多原子分子存在有3n—6个简正振动，而线型分子则为3n—5个简正振动。在简单分子中，对这些基本振动进行理论解析是可能的，但在实际的复杂有机化合物中，简正振动数目很多，而且由于倍频振动和组合频振动也会出现吸收，所以使红外光谱变得很复杂。对于所有的红外吸收谱带在理论上进行解析将是非常困难的。因此，当红外光谱用于定性分析时，通常是利用各种特征频率吸收图表，选出与官能团和骨架构有关的吸收谱带，而且还要与待定化合物的标准光谱相比较才能得出结论。红外光谱图的横坐标一般用波数v（单位cm-1），纵坐标常用百分透过率(T％)表示。 2、多原子分子的振动方式基团的各种振动类型用如下符号来表示： ν伸缩振动γ面外弯曲振动δ变形振动 β面内弯曲振动 t扭绞振动τ扭转振动 ω面外摇摆振动 s对称振动 as不对称振动 r面内摇摆振动 3、吸收带强度吸收带的强弱主要取决于分子振动时偶极矩变化的大小。分子的对称性越高，偶极矩的变化越小，吸收带越弱。一般，仅含碳和氢的化合物的吸收是较弱的。但是由电负性差别显著的原子所组成的键，如c—N、c—o、c=o、c=N等，其吸收带一般都是很强的。 吸收带的强度用表观摩尔吸光系数来表示，也用如下符号来表示：VS(very strong，极强)，S(strong，强)，M(medium，中)，w(weak，弱)，Vw(very weak，极弱)。 红外线：infrared ray,IR 中红外吸收光谱：mid-infrared absorption spectrum,Mid-IR 远红外光谱：Far-IR 微波谱：microwave spectrum,MV 红外吸收光谱法：infrared spectroscopy 红外分光光度法：infrared spectrophotometry 振动形式：mode of vibration 伸缩振动：stretching vibration

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类 传感器的分类方法很多．主要有如下几种： （1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。这种分类有利于选择传感器、应用传感器 （2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。 （3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。这种分类法可分出很多种类。 （4）按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。传感器数字化是今后的发展趋势。 （5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。 （6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。 主要特点传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。 主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器——视觉 声敏传感器——听觉 气敏传感器——嗅觉 化学传感器——味觉 压敏、温敏、传感器（图1） 流体传感器——触觉 敏感元件的分类： 物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。 化学类，基于化学反应的原理。 生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。 通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。 1)光纤传感器 光纤传感器技术是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的一门崭新的技术。光纤传感器与传统的各类传感器相比有许多特点，如灵敏度高.抗电磁干扰能力强，耐腐蚀，绝缘性好，结构简单，体积小.耗电少，光路有可挠曲性，以及便于实现遥测等. 光纤传感器一般分为两大类，一类是利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器.称为功能型传感器;另一类是光纤仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端面或中间加装其他敏感元件才能构成传感器，称为传光型传感器。无论哪种传感器，其工作原理都是利用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已调制的光信号进行检测，从而得到被测量。

机械振动的各种应用

机械振动的利用 机械振动，也简称为振动，物理学上是这样给它定义的：物体在平衡位置附近做往复运动的运动。在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。以下我就举些例子来加以说明机械振动具体得在哪些产品中运用到了。 先说说筛分设备，筛分设备是机械振动在现实生活中运用的最多的产品。比如热矿筛、旋振筛、脱水筛等各种各样的筛分设备。顾名思义，筛分设备就是运用振动的知识和筛分部件将不同大小不同类型的物品区分开来，以减少劳动力和提到生产效率。例如：热矿筛采用带偏心块的双轴激振器，双轴振动器两根轴上的偏心块由两台电动机分别带动做反向自同步旋转，使筛箱产生直线振动，筛体沿直线方向作周期性往复运动，从而达到筛分目的。又如南方用的小型水稻落谷机，机箱里有一块筛网，由发动机带动连杆做往复运动，当水稻连同稻草落入筛网的时候，不停的振动会让稻谷通过筛网落入机箱存谷槽，以实现稻谷与稻草的分离，减少人力资源，提高了农业效率。 输送设备运用到机械振动也是很多的。比如：螺旋输送机、往复式给料机、振动输送机、买刮板输送机等输送设备。输送设备就是将物体从一个地方通过输送管道输送到另一个地方的设备，以节约人力资源，提高生产效率。例如：广泛用于冶金、煤炭、建材、化工等行业中粉末状及颗粒状物料输送的振动输送机，采用电动机作为优质动源，使物料被抛起的同时通过输送管道做向前运动，达到输送的目的。 给料设备在某种程度上与输送设备有共同之处，例如：振动给料机、单管螺旋喂料机、振动料斗等设备。就拿振动料斗来说吧，振动料斗是一种新型给料设备，安装在各种料仓下部，通过振动使物料活化，能够有效消除物料的起拱，堵塞和粘仓现象，解决料仓排料难的问题。以下我就举例来说明下。 一、机械震动在铸造生产中的利用 1）分选及混合振动机 由于振动筛分在筛分过程中各个物料颗粒均处于运动状态，且在筛面上作抛掷运动，因而筛分效率高，故在砂处理系统中基本上都采用振动筛。但目前所用的振动筛基本上只有直线振动筛和单轴圆振动两种机型，这两种筛子适用于新砂和水分不高的旧砂筛分。振动筛是一种多行业、用途广泛的筛分设备，在一定的条件下它在砂处理中的应用更显示出其优越性。目前国内砂处理线上应用的多是中小型振动筛，国外已有每小时处理旧砂能力达700吨的直线振动筛。 2）冷却及烘干振动机 以对流传热方式为主的冷却和烘干机的工作原理是相同的，即促进物料与气流的充分接触而进行热交换。仅以热交换的条件来看，搅拌式冷却器内运转时只有部分物料处于动态，且搅拌摩擦所产生的部分热量又会传给物料。且在振动过

结构振动控制的概念及分类

耗能方案 性能来抵御地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，以满足结构抗震设防标准，小震不坏，可能无法满足安全性的要求；另一方面，在满足设计要求的情况下，结构构件的尺寸可能需做得很大木工程领域新兴一种新型的抗震方式——结构振动控制，即对结构施加控制机构，由控制机构和结构 半主动控制和混合控制。 是由控制装置随结构一起振动变形而被动产生的。被动控制可分为基础隔震技术、耗能减震技术和吸是由控制装置按某种控制规律，利用外加能源主动施加的。主动控制系统由传感器、运算器和施力作术。主动控制有主动拉索系统（ATS）、主动支撑系统（ABS）、主动可变刚度系统（AVSS）、主动质期开始研究主动控制。目前，主动控制在土木工程中的应用已达30多项，如日本的Takenaka实验控制力虽也由控制装置自身的运动而被动的产生，但在控制过程中控制装置可以利用外加能源主动调置、半主动TMD、半主动力触动器、半主动变刚度装置和半主动变阻尼装置等。 主动控制，或者是同时应用不止一种的被动控制装置，从而充分发挥每一种控制形式和每一种控制装：同时采用AMD和TMD的混合控制系统、主动控制和基础隔震相结合的混合控制系统以及主动控制和

京的清水公司技术研究所。 ，但由于建筑结构体形巨大导致所需的外加能源较大，加之控制装置的控制的算法比较复杂，而且存好，容易实现，目前发展最快，应用最广，尤其是其中的基础隔震技术已相当成熟，并得到了一定程主动控制低廉，而且不需要较大的动力源，因此其具有广阔的应用和发展前景；混合控制综合了某几 和耗能减震技术。 置控制机构来隔离地震能量向上部结构传输，使结构振动减轻，防止地震破坏。目前研究开发的基础和混合隔震等。近年来，越来越多的国家开展了基础隔震技术的研究，因此，隔震技术也得到了飞速：日本94栋，美国21栋，中国46栋，意大利19栋，新西兰16栋，已采用了基础隔震技术。最近有 使结构的振动能量分散，即结构的振动能量在原结构和子结构之间重新分配，从而达到减小主结构振尼器（TLD）；（3）质量泵；（4）液压—质量控制系统（HMS）；（5）空气阻尼器。其中，应用最多两个重300吨的TMD，质量块在9米长的钢板上滑动，它很好地减小了大楼的风振反应，防止了玻璃幕nade桥的桥塔均安装了TMD，其减震效果均令人十分满意。日本的Yokohama海岸塔是一个高101米析表明，安装了TLD后塔的阻尼比由0.6%增加到4.5%，在强风作用下塔的加速度减小到原来的1/3 TLD以控制其风振反应。

NO1机械振动答案

· Word 资料 《大学物理AII 》作业 No.01 机械振动 一、选择题： 1．假设一电梯室正在自由下落，电梯室天花板下悬一单摆(摆球质量为m ，摆长为l ) 。若使单摆摆球带正电荷，电梯室地板上均匀分布负电荷，那么摆球受到方向向下的恒定电场力F 。则此单摆在该电梯室作小角度摆动的周期为： [ C ] (A) Fm l π2 (B) Fl m π2 (C) F ml π 2 (D) ml F π 2 解： 2．图(a)、(b)、(c)为三个不同的简谐振动系统。组成各系统的各弹簧的原长、各弹簧的劲度系数及重物质量均相同。(a)、(b)、(c)三个振动系统的ω2（ω为固有角频率）值之比为 [ B ] (A) 2∶1∶ 2 1 (B) 1∶2∶4 (C) 2∶2∶1 (D) 1 ∶1∶2 解：由弹簧的串、并联特征有三个简谐振动系统的等效弹性系数分别为：2 k ，k ，k 2 则由m k = 2 ω可得三个振动系统的ω2（ω为固有角频率）值之比为： m k 2 ：m k ：m k 2，即1∶2∶4 3．两个同周期简谐振动曲线如图所示。则x [ A ] (A) 超前π/2 (C) 落后π 解：由振动曲线画出旋转矢量图可知 x 1的相位比x 2的相位超前π/2 4．一物体作简谐振动，振动方程为)2 1 cos(π+=t A x ω。则该物体在t = T /8（T 为振动周期）时刻的动能与t = 0时刻的动能之比为： (b) (c)

[ B ] (A) 1:4 (B) 1:2 (C) 1:1 (D) 2:1 (E) 4:1 解：由简谐振动系统的动能公式：)2 1(sin 2122πω+= t kA E k 有t = 0时刻的动能为：22221)2102(sin 21kA T kA =+?ππ t = T /8时刻的动能为：2224 1 )2182(sin 21kA T T kA =+?ππ， 则在t = T /8时刻的动能与t = 0时刻的动能之比为：1:2

各种传感器的分类、比较和应用

传感器的定义传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统”。传感器是传感系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。 传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源。 无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能，传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，它将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。文档收集自网络，仅用于个人学习 传感器原理结构在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥，即为基础扭矩传感器；在轴上固定着：(1)能源环形变压器的次级线圈，(2)信号环形变压器初级线圈，(3)轴上印刷电路板，电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。在传感器的外壳上固定着：文档收集自网络，仅用于个人学习 （1）激磁电路，(2)能源环形变压器的初级线圈(输入)，(3) 信号环形变压器次级线圈(输出)，(4)信号处理电路文档收集自网络，仅用于个人学习 工作过程 向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成 1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器LM131变换成频率信号，通过信号环形变压器T2 从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。文档收集自网络，仅用于个人学习 传感器分类倾角传感器 倾角传感器在军事、航天航空、工业自动化、工程机械、铁路机车、消费电子、海洋船舶等领域得到广泛运用。辉格公司为国内用户提供全球最全面、最专业的产品方案和服务。提供

机械振动与机械波20个题型分类

机械振动和机械波考点例析 一、夯实基础知识 1、深刻理解简谐运动、振幅、周期和频率的概念 （1）简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。 特征是：F=-kx,a=-kx/m （2）简谐运动的规律： ○ 1在平衡位置： 速度最大、动能最大、动量最大； 位移最小、回复力最小、加速度最小。 ○ 2在离开平衡位置最远时： 速度最小、动能最小、动量最小； 位移最大、回复力最大、加速度最大。 ○3振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离。 加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。 （3）振幅A ： 振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。 它是描述振动强弱的物理量。 它是标量。 （4）周期T 和频率f ： 振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T,它是标量，单位是秒； 单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率，单位是赫兹（Hz ）。 周期和频率都是描述振动快慢的物理量，它们的关系是：T=1/f. 2、深刻理解单摆的概念 (1)单摆的概念： 在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。 (2)单摆的特点： ○ 1单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型; ○ 2单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关; ○ 3单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角α<100时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T=g L 2。

(3)单摆的应用：○1计时器；○2测定重力加速度g=224T L π. 3、深刻理解受迫振动和共振 (1)受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。 (2)共振：○ 1共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。○ 2产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。○3共振的应用：转速计、共振筛。 4、熟练掌握波速、波长、周期和频率之间的关系 （1）波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离。 波长通常用λ表示。 （2）周期：波在介质中传播一个波长所用的时间。 波的周期与传播的介质无关，取决于波源，波从一种介质进入另一种介质，周期不会改变。周期用T 表示。 （3）频率：单位时间内所传播的完整波（即波长）的个数。 周期的倒数为波的频率。波的频率就是质点的振动频率。频率用f 表示。 （4）波速：波在单位时间传播的距离。 机械波的波速取决于介质，一般与频率无关。波速用V 表示。 （5）波速和波长、频率、周期的关系： ① 经过一个周期T ，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以波速为T V λ= ② 由于周期T 和频率f 互为倒数（即f =1/T ），所以上式可写成f V λ= 此式表示波速等于波长和频率的乘积。 5、深刻理解简谐运动的图像和波动图像的意义 (1)简谐运动的图象： ○1定义：振动物体离开平衡位置的位移X 随时间t 变化的函数图象。不是运动轨迹，它只是反映质点的位移随时间的变化规律。 ○ 2作法：以横轴表示时间，纵轴表示位移，根据实际数据取单位，定标度，描点，用平滑线连接各点便得图线。 ○ 3图象特点：用演示实验证明简谐运动的图象是一条正弦（或余弦）曲线。 (2)简谐运动图象的应用： ○ 1可求出任一时刻振动质点的位移。 ○ 2可求振幅A ：位移的正负最大值。 ○ 3可求周期T ：两相邻的位移和速度完全相同的状态的时间间隔。 ○ 4可确定任一时刻加速度的方向。 ○ 5可求任一时刻速度的方向。

6.机械振动习题及答案

一、 选择题 1、一质点作简谐振动，其运动速度与时间的曲线如图所示，若质点的振动按余弦函数描述，则其初相为 [ D ] （A ） 6π (B) 56π (C) 56π- (D) 6π- (E) 23 π- 2、已知一质点沿y 轴作简谐振动，如图所示。其振动方程为3cos()4 y A t π ω=+，与之对应的振动曲线为 [ B ] 3、一质点作简谐振动，振幅为A ，周期为T ，则质点从平衡位置运动到离最大 振幅 2A 处需最短时间为 [ B ] （A ）;4T (B) ;6T (C) ;8 T (D) .12T 4、如图所示，在一竖直悬挂的弹簧下系一质量为m 的物体，再用此弹簧改系一质量为m 4的物体，最后将此弹簧截断为两个弹簧后并联悬挂质量为m 的物体， 此三个系统振动周期之比为 (A);2 1 : 2:1 (B) ;2:21:1 [ C ] (C) ;21:2:1 (D) .4 1 :2:1

5、一质点在x 轴上作简谐振动，振幅cm A 4=，周期s T 2=，其平衡位置取坐标原点。若0=t 时刻质点第一次通过cm x 2-=处，且向x 轴负方向运动，则质点第二次通过cm x 2-=处的时刻为 (A);1s (B) ;32s (C) ;34 s (D) .2s [ B ] 6、一长度为l ，劲度系数为k 的均匀轻弹簧分割成长度分别为21,l l 的两部分， 且21nl l =，则相应的劲度系数1k ，2k 为 [ C ] （A ）;)1(,121k n k k n n k +=+= （B ）;11,121k n k k n n k +=+= (C) ;)1(,121k n k k n n k +=+= (D) .1 1 ,121k n k k n n k +=+= 7、对一个作简谐振动的物体，下面哪种说法是正确的 [ C ] （A ） 物体处在运动正方向的端点时，速度和加速度都达到最大值； （B ） 物体位于平衡位置且向负方向运动时，速度和加速度都为零； （C ） 物体位于平衡位置且向正方向运动时，速度最大，加速度为零； （D ） 物体处于负方向的端点时，速度最大，加速度为零。 8、 一个质点作简谐振动，振幅为A ，在起始时刻质点的位移为 A 2 1 ，且向x 轴的正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为 ［ B ］

机械设备振动标准

机械设备振动标准 它是指导我们的状态监测行为的规范 最终目标：我们要建立起自己的每台设备的标准（除了新安装的设备）。 监测点选择、图形标注、现场标注。 振动监测参数的选择：做一些调整：长度、频率范围 状态判断标准和报警的设置 1 设备振动测点的选择与标注 监测点选择 测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。铅垂方向标注为 V，水平方向标注为H，轴线方向标注为A，见图6-1。 图6-1 监测点选择 图6-2在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图 振动监测点的标注 （1）卧式机器 这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。在多根轴线的(齿轮传动)机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。常见的几种标注方法见图6-3～6-5。 图6-3 振动监测点的标注

图6-4 振动监测点的标注 图6-5 振动监测点的标注 （2）立式机器 遵循与卧式机器同样的约定。 现场机器测点标注方法 机壳振动测点的标注可以用油漆标注，也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标注。采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。钢盘规格为厚度5mm，直径30mm，用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。 2 设备振动监测周期的确定 振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。在确定设备监测周期时，应遵守以下原则； 1）安装设备或大规模维修后的设备运行初期，周期要短（如每天监测一次），待设备进入稳定运行期后，监测周期可以适当延长。 2）检测周期应尽量固定。 3）对点检站专职设备监测，多数设备监测周期一般可定为7至14天；对接近或高于3000转/分的高速旋转设备，应至少每周监测1次。 4）对车间级设备监测，监测周期一般可定为每天1次或每班1次。 5）实测的振动值接近或超过该设备报警标准值时，要缩短监测周期。如果实测振动值接近或超过该设备停机值，应及时停机安排检修。如果因生产原因不能停机时，要加强监测，监测周期可缩短为1天或更短。 3 设备振动监测信息采集 振动监测参数的选择 对于超低频振动，建议测量振动位移和速度；对于低频振动，建议测量振动速度和加速度；对于中高频振动和高频振动，建议测量振动加速度。说明如下：（1）设备振动按频率分类。根据振动的频率，设备振动可以分为以下几种：1）超低频振动，振动频率在10Hz以下。2）低频振动，振动频率在10Hz至1000Hz。3）中高频振动，振动频率在1000Hz至10000Hz。4）高频振动，振动频率在10000Hz以上。 （2）位移为峰峰值；速度为有效值；加速度为有效值；有时根据需要，速度和加速度还要测量峰值。 振动监测中的几个“同” 为保证测量结果的可比性，在振动监测中要注意做到以下几个“同”： 1）测量仪器同；2）测量仪器设置同；3）测点位置、方向同；4）设备工况同；5）背景振动同。并尽量由同一个人测量。 振动数据采集 应严格按监测路径和监测周期对设备进行定期监测。采集设备振动数据时，通常还

振动传感器的种类及选择方法

涡流传感器输出与振动位移成正比。传感器与被测物体不接触，可以测量转动部件的振动，并可进一步用于测量旋转机械振动分析中的两个关键参数：转速和相位。振动测量的频率范围较宽，能同时作静态和动态测量，适用于绝大多数旋转机械。传感器输出结果与被测物体材料有关，材料本身会影响传感器线性范围和灵敏度，必须重新标定。为了获得可靠的数据，对传感器的安装要求较严。 速度传感器输出与振动速度成正比，信号可以直接提供给分析系统。传感器安装简单，临时测量可以采用手扶方式或通过磁座与被测物体固定，长期监测可以通过螺钉与被测物体固定。速度传感器体积、质量偏大，低频特性较差，测量10Hz以下振动时，幅值和相位有误差，需要补偿。测量发电机和励磁机振动时，速度传感器可能会受到电磁干扰的影响。此时，速度传感器的输出信号会变得很不稳定，忽大忽小，没有规律。 加速度传感器输出与振动加速度成正比。体积小、质量轻是加速度传感器的突出特点，特别适用于细小和质量较轻部件的振动测试。加速度传感器结构紧凑，不易损坏。涡流、速度和加速度传感器在旋转机械振动测试中都得到了广泛应用。通常是用涡流传感器测量转轴振动，用速度或加速度传感器测量轴承座振动。另外，由位移、速度和加速度之间的关系可知，为了突出反映故障信号中高频分量或脉冲量的变化，可以选用加速度传感器，而为了突出反映故障信号中低频分且的变化，可以选用涡流传感器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/9d12135803.html,/

大学机械振动课后习题和答案(1~4章总汇)

1.1 试举出振动设计、系统识别和环境预测的实例。 1.2 如果把双轴汽车的质量分别离散到前、后轴上去，在考虑悬架质量和非悬架质量两个离散质量的情况下，画出前轴或后轴垂直振动的振动模型简图，并指出在这种化简情况下，汽车振动有几个自由度?

1.3 设有两个刚度分别为1k ，2k 的线性弹簧如图T —1.3所示，试证明： 1)它们并联时的总刚度eq k 为：21k k k eq += 2)它们串联时的总刚度eq k 满足： 2 1111k k k eq += 解：1)对系统施加力P ，则两个弹簧的变形相同为x ，但受力不同，分 别为： 1122 P k x P k x =??=? 由力的平衡有：1212()P P P k k x =+=+ 故等效刚度为：12eq P k k k x = =+ 2)对系统施加力P ，则两个弹簧的变形为： 11 22P x k P x k ?=??? ?=?? ，弹簧的总变形为：1212 11()x x x P k k =+=+ 故等效刚度为：122112 111 eq k k P k x k k k k ===++

1.4 求图所示扭转系统的总刚度。两个串联的轴的扭转刚度分别为1t k ，2t k 。 解：对系统施加扭矩T ，则两轴的转角为： 11 22t t T k T k θθ?=??? ?=?? 系统的总转角为： 1212 11 ( )t t T k k θθθ=+=+， 12111()eq t t k T k k θ==+ 故等效刚度为： 12 111 eq t t k k k =+

1.5 两只减振器的粘性阻尼系数分别为1c ，2c ，试计算总粘性阻尼系数eq c 1)在两只减振器并联时， 2)在两只减振器串联时。 解：1)对系统施加力P ，则两个减振器的速度同为x &，受力分别为： 1122 P c x P c x =?? =?&& 由力的平衡有：1212()P P P c c x =+=+& 故等效刚度为：12eq P c c c x = =+& 2)对系统施加力P ，则两个减振器的速度为： 11 22P x c P x c ? =????=?? &&，系统的总速度为：12 12 11()x x x P c c =+=+&&& 故等效刚度为：12 11 eq P c x c c = =+&