冲击脉冲和振动的区别(2013年10月)VIP免费

www.bmainstrument.comwww.bmainstrument.com©CopyrightBMAAdvancedInstrumentLtd.振动和冲击脉冲的区别振动和冲击脉冲的区别www.bmainstrument.com振动和冲击脉冲的区别一、振动和脉冲的概念：1、振动的概念机械或结构在平衡位置附近的往复运动;广义地说，任何物理量交替增减变化的现象都叫做振动。2、脉冲的概念脉搏的跳动产生的冲击波。脉冲的定义其实是这样的:电压或电流的波形象心电图上的脉搏跳动的波形。www.bmainstrument.com二、振动和脉冲的区别1、振动和脉冲产生的原因不同？1）冲击脉冲信号的产生冲击脉冲是在刚性材料中传播的一种弹性波，是刚性物体之间（如钢）相互碰撞的结果。由于碰撞的原因，冲击点处的材料分子受到加速度作用，并通过靠近冲击点的材料分子传递至周围的分子中，直到形成一个特性波（我们称为前导波）。www.bmainstrument.com•若碰撞点上的材料足够坚硬且碰撞发生在极短的时间段内，则会生成非常强烈的前导波，且该波在材料中以声速传播。如图1所示。前导波在钢中的传播速度通常为5000m/s，持续的时间一般为几微秒到几十微秒。图1：弹性波前的产生为点对点碰撞的结果前导波www.bmainstrument.com2）、振动信号的产生•振动是物体受到外力的作用，在外力作用下做功，并将能量进行传递一种形式，它是一种受到外力作用后的一种效果体现。假如不考虑阻尼的作用，物体必将持续运动。现实生活中，阻尼必然存在，所以，物体的振动必将受到持续外力的激励才能持续的振动。阻尼的大小决定振动的类型和大小。www.bmainstrument.com3）、振动和脉冲产生的先后顺序和关系小钢球撞击铁棒的试验撞击首先产生脉冲信号-红色部分铁棒接收到冲击后转换成运动形式-振动由于持续的激励，振动和脉冲信号叠加在一起www.bmainstrument.com•冲击脉冲只传播于坚硬材料（如钢）中，具有非常急剧的上升和下降时间的弹性波，在整体材料中的传播速度为音速（一般为5000m/s）。冲击脉冲生成于相碰撞的两个物体的接触点，如滚动体撞击滚道上剥落处的尖锐边缘，持续的时间一般为几微秒到几十微秒。冲击脉冲的频率组成范围非常宽，包含很多高频能量；•由于上面的原因，我们通过振动来分析冲击信号，根本没有可能，分析的信号仅仅是振动的信号，因为振动传感器的响应范围一般在10KHz左右，高频信号丢失；•如设备不平衡所产生的机械波，并不属于冲击脉冲，不含有高频能量，是典型的振动波；•冲击脉冲的幅值与冲击瞬间的相对速度成正比。www.bmainstrument.com三、脉冲信号的捕捉方式问题一：前面我们说到，脉冲信号持续时间很短，持续的时间一般为几微秒到几十微秒，这么短的时间必然带来一个问题------如何保证前后冲击信号这间不互相叠加和干扰？为了解释这个问题，我们来做一个试验：我们用一支钢笔敲击杯子,会产生嗡嗡的声音;连续敲击就产生叠加的声音信号如果我们敲击1次,马上用手抓住杯子,声音就马上消失www.bmainstrument.com•通过这个试验,我们知道避免前后冲击信号的干扰,必须在硬件上做处理.这也是为什么脉冲和振动传感器不能互换的原因之一。振动传感器既用来采集振动信号又采集脉冲信号是不可能的。www.bmainstrument.com问题二•脉冲是一个高频的信号，高频信号一般能量很低，如何捕捉到这样的信号？www.bmainstrument.com•脉冲传感器工作频率设定在32KHz共振峰处，不同于振动传感器设在振动传感器灵敏度曲线直线段部分，一般频率范围在1-10KHz。•冲击脉冲利用共振效应来取信号，这样可以将信号放大5-7倍，确保可以抓到可靠信号。•前提是共振，如何保证脉冲传感器能在32KHz发生共振至关重要。www.bmainstrument.com时域中上升和下降持续时间短的强烈脉冲频域中包含很宽高能量的频率成分能量频率时间幅值傅里叶变换前面我们讲过，脉冲信号持续时间很短，在时域中相当于一根线。如上左图所示。对这样的信号进行傅里叶变换，根据数学上的斯托克斯定律，就能看到如上右图所示的频谱，在这个频谱图中包含几乎所有的频率成分，当然也包含32KHz频率成分，必然激起冲击脉冲传感器发生共振。www.bmainstrument.com时域中上升和下降持续时间较长的轻微脉冲频域中包含较少...