CN107356386A - 一种振动设备确认的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动设备确认的方法，包括以下步骤：选择对比样品、选择试验用传感器、固定样品、安装传感器、选择试验类型、选择试验量级、选择试验视频范围、选择扫频速率及方式以及试验结果处理；在选择试验用传感器步骤中，选择的传感器包括控制传感器和检测传感器，控制传感器采用单点控制；在安装传感器步骤中，将控制传感器固定于振动设备的扩展台中心，将检测传感器粘贴于对比样品上，且每次试验检测传感器安装在相同的位置。本发明的方法可用于指导实验室间和试验室内振动能力比对，因比对时采样相同的响应检测点，保证了测试数据的真实和可靠，使振动设备可被准确的确认，同时本发明具有简单易行，操作方便的优点。

Description

一种振动设备确认的方法

技术领域

本发明涉及振动设备领域，尤其涉及一种振动设备确认的方法。

背景技术

振动台通常用于检测产品性能，其模拟出一连串可控制的振动，振动包括自然或人为环境所产生的振动。将待检测的产品置于振动的环境中，通过试验产品是否能承受运送或使用时的振动环境考验，确定产品设计及功能的要求标准。振动台的价值，在于确认产品的可靠度及有效将不良品在出厂前筛检出来，避免到货损坏发生，评估其不良品的失效分析，以达成一个高水平、高可靠度的产品。

振动台在用于检测产品的可靠性之前，首先要进行确认。但是，目前没有设备或仪器可以检测振动台是否准确。为了确定振动台是准确，目前大多是通过与有资质认证的试验室间比对，来提供具体操作方法，确保振动试验的准确性，简单易行，方便操作。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种振动设备确认的方法，该方法提供了实验室间和试验室内振动能力比对的具体操作步骤，并且每次试验采用相同的响应检测点，保证了测试数据的真实性和可靠性，从而确保了振动设备确认的准确性，并且简单易行，操作方便。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种振动设备确认的方法,包括以下步骤：选择对比样品、选择试验用传感器、固定样品、安装传感器、选择试验类型、选择试验量级、选择试验视频范围、选择扫频速率及方式以及试验结果处理；在所述选择试验用传感器步骤中，所选的传感器包括选择控制传感器和检测传感器，所述控制传感器采用单点控制；在所述安装传感器步骤中，将所述控制传感器固定于所述振动设备的扩展台中心，将所述检测传感器粘贴于对比样品上，且每次试验所述检测传感器安装在相同的位置以获取相同的响应检测点。

优选方式为，在所述选择对比样品步骤中，所选比对样品具有敏感的频率特性，所述敏感的频率特性是指在某个或某几个频率点上，比对样品具有很大的响应输出。

优选方式为，所述比对样品为一体成型结构，且所述比对样品对传感器位置和质量偏差敏感度低。

优选方式为，所述比对样品选用3.2吨电动振动台标尺。

优选方式为，所述选择试验用传感器步骤中，选择的所述检测传感器灵敏度高质量轻，所述检测传感器的质量为9±0.5g。

优选方式为，在所述固定样品步骤中，利用紧固组件将样品压紧固定在试验台5面上，所述紧固组件包括相互配合的压块和紧固螺钉，所述紧固螺钉紧固时的压紧力矩与所述紧固螺钉的配比如下表所示：

优选方式为，在所述选择试验类型步骤中，选择正弦扫描方式来检测比对样品的共振频率。

优选方式为，在所述选择试验量级步骤中,选择正弦扫描试验量级为0.2g。

优选方式为，在所述选择扫频速率及方式步骤中，所选择的扫频速率要求不能遗漏共振频率；选择方式为：先选择扫频速率为1Oct/min，若经过多次重复试验发现比对样品的谐振频率f_n差异较大时，再判断比对样品是否发生疲劳损坏，若比对样品未疲劳损坏，则在0.8f_n～1.2f_n范围内降低扫频速率再寻找共振频率，此时扫描速率降为0.5Oct/min。

优选方式为，在所述试验结果处理步骤中，核查测试结果值与指定值进行比对，比对结果值Z＝(LAB–REF)/S，其中LAB为实验室测量结果均值，即REF为样品固有频率的指定值；取所有参加核查的振动设备的结果的中位值；

S为变动性度量值，

其中代表所有参加核查的振动设备所采集的样本X₁,X₂,...,X_N的均值；当丨Z丨≤2时，则核查结果被视为满意结果；当丨Z丨＞2时，则核查结果被视为不合格，需重新核查或对设备进行检修。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的振动设备确认的方法，包括以下步骤：选择对比样品、选择试验用传感器、固定样品、安装传感器、选择试验类型、选择试验量级、选择试验视频范围、选择扫频速率及方式、确定试验次数以及试验结果处理选择试验用传感器步骤中，选择控制传感器和检测传感器，控制传感器采用单点控制；在安装传感器步骤中，将控制传感器固定于振动设备的扩展台中心，将检测传感器粘贴于对比样品上，且每次试验检测传感器安装在相同的位置。因本方法在试验过程中，让检测传感器的安装位置固定统一不变，达到了统一规定响应检测点的位置的目的，最终保证了测试数据的真实性和可靠性。因此使用本发明的方法，去指导实验室间和试验室内振动能力比对，一阶共振频率的检测时，具有简单易行，操作方便的优点，还能够获取真实可靠的测试数据，保证了确定的准确性。

由于在选择对比样品步骤中，所选比对样品具有敏感的频率特性，敏感的频率特性是指在某个或某几个频率点上，比对样品具有很大的响应输出；当试验频率稍微偏离上述频率点时，比对样品的响应要迅速减少；当试验频率远离上述频率点时，比对样品的响应要平稳一致。

由于比对样品为一体成型结构，且比对样品对传感器位置和质量偏差敏感度低；一体成型的结构，使比对样品在连锁实验室间循环往复寄送时，运输环境对其结构影响小；对粘贴其上的传感器位置和质量偏差敏感度较低。

由于在选择试验用传感器步骤中，选择的检测传感器灵敏度高质量轻，检测传感器的质量为9±0.5g；灵敏度高提高了检测信号的信噪比，质量轻减少了粘贴位置不确定性给检测结果带来的影响。

由于在选择试验量级步骤中,选择正弦扫描试验量级为0.2g；该量级具能提供满足信噪比要求的检测信号，又不过多给样品造成累积损伤。

附图说明

图1是本发明振动设备确认的方法的流程图；

图2是实施例中所使用的3.2吨电动振动台标尺的结构示意图；

图3是实施例中利用压块紧固比对样品时的结构示意图；

图中：1—标尺、2—检测传感器、3—压块、4—紧固螺钉、5—试验台。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2和图3所示，一种振动设备确认的方法,包括以下步骤：选择对比样品、选择试验用传感器、固定样品、安装传感器、选择试验类型、选择试验量级、选择试验视频范围、选择扫频速率及方式以及试验结果处理。本发明的方法中，所选择的试验用传感器包括控制传感器和检测传感器2，控制传感器采用单点控制；在安装传感器时，将控制传感器始终固定于振动设备的扩展台中心，将检测传感器2粘贴于对比样品上，且每次试验检测传感器2安装在相同的位置以获取相同的响应检测点。具体是指：所使用的比对样品的特殊性在于距离压紧地方的不同，测出的共振频率和响应量级都相差较大，因此为了保证测试数据的真实性和可靠性，对响应检测点的位置进行统一的规定。

本发明的方法，用于指导如何进行实验室间和试验室内振动能力比对，一阶共振频率的检测。因安装传感器时，让检测传感器2的安装位置固定统一不变，达到了统一规定响应检测点的位置的目的，最终保证了测试数据的真实性和可靠性，使振动设备可通过本发明的方法得当准确的确认，用于检测产品的性能时，能够准确的模拟出一连串可控制的振动。而且本发明的方法步骤简单易行，操作方便，使振动设备的确认容易实现。

如图1、图2和图3所示，在步骤S1中，选择对比样品时，比对样品具有敏感的频率特性，具体要求为在某个或某几个频率点上，样品具有很大的响应输出；当试验频率稍微偏离上述频率点时，样品的响应要迅速减少；当试验频率远离上述频率点时，样品的响应要平稳一致。本实施例中，将3.2吨电动振动台标尺1作为比对样品，标尺1的尺寸为长180mm,宽30mm，高50mm,标尺1的试验台面整体呈长方形，一端为梯形，梯形的窄边宽10mm，振动台标尺1具有上述谐振器要求的频率特性。标尺1还为一体成型结构，使标尺1在连锁实验室间循环往复寄送时运输环境对其结构影响小，同时对粘贴其上的传感器位置和质量偏差敏感度较低。

在步骤S2中，选择试验用传感器时，所选择的传感器包括控制传感器和检测传感器2。其中控制传感器要求始终固定于扩展台面中心，并且采用单点控制；检测传感器2粘贴于比对样品上。具体选择传感器时，要求传感器的灵敏度高，以提高检测信号的信噪比；还要求传感器的质量轻，以减少粘贴位置不确定性给检测结果带来的影响。本实施例优选使用的检测传感器2，其质量为9±0.5g。

如图1和图3所示，在步骤S3中，固定样品时用紧固组件将样品压紧固定在试验台5面上，紧固组件包括相互配合的压块3和紧固螺钉4，紧固螺钉4和压紧力矩大小既要保证能将比对样品固定紧，又要能适应试验台5面，如下表所示：

本实施例中，比对样品的结构简单、体积小、质量轻的特点，优选使用的紧固螺钉4的螺纹直径为M10、机械性能为8.8级的螺钉，压紧力矩为60N·m。

如图1和图2所示，在步骤S4中，安装传感器时因使用的比对样品的特殊性在于距离压紧地方的不同而测出的共振频率和响应量级都相差较大，因此为了保证测试数据的真实、可靠，对响应检测点的位置进行统一规定。本实施例中，检测传感器2的安装位置为距离梯形端部30mm的中心线上。

在步骤S5中，选择试验类型时，使用正弦扫频方式来检测比对样品的共振频率。虽然随机振动谱型也可反映试验样品的一阶及高阶共振频率，但由于随机振动检测出的每阶共振频率都受到了其余阶次共振频率影响，因此，随机振动谱型反映的样品共振频率总比正弦扫频检测出的样品共振频率低，特别当样品某两阶共振频率相距较近时，此影响更大。

在步骤S6中，选择试验量级时，优选使用的正弦扫频试验量级为0.2g。较低的试验量级可能导致检测信号信噪比低(特别当振动设备没有地线或地线不合格时，电源信号会在50Hz的整数倍频率点上产生很大干扰)，较大的试验量级则会给样品累积疲劳损伤，不利于试验样品多次使用。因此，试验量级的选取原则为：既能提供满足信噪比要求的检测信号，又不过多给样品造成累积损伤。

还包括选择试验视频范围的步骤，试验频率范围需覆盖振动台标称工作频率范围。

在步骤S7中，选择扫频速率及方式时，扫频速率选取的基本原则是：不能遗漏共振频率。研究表明，1Oct/min的扫频速率已能基本保证不遗漏共振频率。如多次重复试验发现样品的谐振频率f_n差异较大，并排除样品疲劳损坏的可能后，可在0.8f_n～1.2f_n范围内降低扫频速率重新寻找共振频率，此时推荐使用0.5Oct/min。

还包括确定试验次数步骤和对试验设备的要求步骤，

在确定试验次数时，需要考虑振动台(含工作年限)、控制仪(含工作年限)、比对样品和传感器的安装方式、试验人员的不同，都有可能导致试验结果发生偏差。因此，需要采用多次测量求平均值的方式来减少误差，每种安装方进行不少于3次的正弦扫频。

当某次试验结果测得的共振频率明显小于之前结果时，需检查样品是否发生疲劳损坏。

在步骤S8中，试验结果处理时，先根据以下要求评定结果：要给出频率的不确定度，响应给出平均值；记录每次扫频的结果的分辨率达到0.001Hz，最后结果精确至0.01Hz。

然后进行数据处理：核查测试结果值与指定值进行比对，比对结果值：

Z＝(LAB–REF)/S，

其中，LAB为实验室测量结果均值，即REF为样品固有频率的指定值；取所有参加核查的振动设备的结果的中位值；

S为变动性度量值(标准偏差)，即

此处代表所有参加核查的振动设备所采集的样本X₁,X₂,...,X_N的均值；当丨Z丨≤2时，则核查结果被视为满意结果；当丨Z丨＞2时，则核查结果被视为不合格，需重新核查或对设备进行检修。

综上所述，本发明的振动设备确认的方法与现有技术相比，解决了现有技术中振动设备无法确定是否准确的技术问题；而本发明的振动设备确认的方法，提供了实验室间和试验室内振动能力比对的具体操作步骤，并且每次试验采用相同的响应检测点，保证了测试数据的真实性和可靠性，从而确保了振动设备确认的准确性，并且简单易行，操作方便。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种振动设备确认的方法结构的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种振动设备确认的方法，其特征在于，包括以下步骤：选择对比样品、选择试验用传感器、固定样品、安装传感器、选择试验类型、选择试验量级、选择试验视频范围、选择扫频速率及方式以及试验结果处理；

在所述选择试验用传感器步骤中，所选的传感器包括选择控制传感器和检测传感器，所述控制传感器采用单点控制；

在所述安装传感器步骤中，将所述控制传感器固定于所述振动设备的扩展台中心，将所述检测传感器粘贴于对比样品上，且每次试验所述检测传感器安装在相同的位置以获取相同的响应检测点。

2.根据权利要求1所述的振动设备确认的方法，其特征在于，在所述选择对比样品步骤中，所选比对样品具有敏感的频率特性，所述敏感的频率特性是指在某个或某几个频率点上，比对样品具有很大的响应输出。

3.根据权利要求2所述的振动设备确认的方法，其特征在于，所述比对样品为一体成型结构，且所述比对样品对传感器位置和质量偏差敏感度低。

4.根据权利要求3所述的振动设备确认的方法，其特征在于，所述比对样品选用3.2吨电动振动台标尺。

5.根据权利要求1所述的振动设备确认的方法，其特征在于，所述选择试验用传感器步骤中，选择的所述检测传感器灵敏度高质量轻，所述检测传感器的质量为9±0.5g。

6.根据权利要求1所述的振动设备确认的方法，其特征在于，在所述固定样品步骤中，利用紧固组件将样品压紧固定在试验台面上，所述紧固组件包括相互配合的压块和紧固螺钉，所述紧固螺钉紧固时的压紧力矩与所述紧固螺钉的配比如下表所示:

7.根据权利要求1所述的振动设备确认的方法，其特征在于，在所述选择试验类型步骤中，选择正弦扫描方式来检测比对样品的共振频率。

8.根据权利要求7所述的振动设备确认的方法，其特征在于，在所述选择试验量级步骤中,选择正弦扫描试验量级为0.2g。

9.根据权利要求1所述的振动设备确认的方法，其特征在于，在所述选择扫频速率及方式步骤中，所选择的扫频速率要求不能遗漏共振频率；选择方式为：先选择扫频速率为1Oct/mi n，若经过多次重复试验发现比对样品的谐振频率f_n差异较大时，再判断比对样品是否发生疲劳损坏，若比对样品未疲劳损坏，则在0.8f_n～1.2f_n范围内降低扫频速率再寻找共振频率，此时扫描速率降为0.5Oct/mi n。

10.根据权利要求1所述的振动设备确认的方法，其特征在于，在所述试验结果处理步骤中，核查测试结果值与指定值进行比对，比对结果值Z＝(LAB–REF)/S，其中LAB为实验室测量结果均值，即REF为样品固有频率的指定值；取所有参加核查的振动设备的结果的中位值；

S为变动性度量值，

<mrow> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <mi>X</mi> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mover> <mi>X</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msqrt> <mn>2</mn> <mo>,</mo> </mrow>

其中代表所有参加核查的振动设备所采集的样本X₁,X₂,...,X_N的均值；当丨Z丨≤2时，则核查结果被视为满意结果；当丨Z丨＞2时，则核查结果被视为不合格，需重新核查或对设备进行检修。