什么是振动测量技术?

[拼音]：zhendong celiang jishu

[外文]：measurement technique of vibration

在环境问题中，振动测量包括两类：一是对引起噪声辐射的物体振动测量；二是对环境振动测量。

辐射噪声的物体振动测量，应该根据实际情况选择测点。不仅要测量发声物体的振动，还要测量振源（如电动机、齿轮或凸轮轴等）的振动和传导振动的物体的振动。

声频范围的振动测量，一般取20～20000赫的均方根振动值（线性档或C 档振动值）。振动的频谱一般是用窄带分析（见噪声源测量）。振动值可以用加速度或速度或位移来表示（见振动的物理量），速度是与辐射噪声有密切关系的振动值。振动对人的影响常用加速度值描述。

振源频率的测量应当扩展到20赫以下。可按振源基座三维正交方向测量振动加速度。机械振动在多数情况包括重要的离散分量（突出的单频振动）。在振动测量中要注意这一特点。

在测量过程中，加速度计须要与被测物良好接触，否则会在垂直方向或水平方向产生相对移动，使测量结果产生严重误差。常用的压电加速度计可用金属螺栓、绝缘螺栓和云母垫圈、永久磁铁、胶合剂和胶合螺栓、蜡膜粘附等方法附着固定在振动物体上(见振动测量仪器)。不同的附着固定方法所安装的加速度计的频率响应如图。

使用加速度计测振时，加速度计的感振方向和振动物体测点位置的振动方向应取一致。如果两个方向之间有夹角为α，则测量值的相对误差C=1-cosα。

测量前应认真选择加速度计，其灵敏度、频率响应能满足测量要求，对于质量轻小的振动物体，附在它上面的加速度计的质量要足够小，以免影响振动的状态。估算加速度计附加质量的影响，通常用下式计算：

式中αr为附有加速度计时对结构的加速度产生的响应；αs为无加速度计时结构的加速度响应；ms为振动结构的等效质量;ma为加速度计的质量。此外，测量前应充分了解温度、湿度、声场和电磁场等环境条件，以使加速度计和其他仪器能有效地工作。

造成人整体暴露在振动环境中的振动是环境振动。环境振动的特点一般是振动强度范围广，加速度有效值的范围约为3×10-3～3米／秒2，振动频率约为 1～80赫甚至为0.1～1赫的超低频。因此测量仪器应选择高灵敏度加速度计、低频振动测量放大器和窄带、1/1 或 1/3倍频带滤波器，或使用装有国际标准化组织(ISO)推荐的频率计数网络的环境振动测量仪，通过计数网络测量得到振动级。

环境振动测量一般测量1～80赫范围内的振动，在X、Y、Z三个方向上的加速度有效值。环境振动可以通过测量值同振动标准所规定的数值进行比较来评价。为了准确测定传到人体的振动，振动测点应尽可能选在振动物体和人体表面接触的地方。站在地面或坐在平台上的人，如人体和支撑物之间没有缓冲垫，则拾振器应安置在地面或平台上；如人体和支撑物之间有柔软的垫层，则应在人体和垫层之间插入一刚性结构（如钢板），放置拾振器。

在住宅、医院、办公室等建筑物内测量振动，应在室内地面中心附近选择3～5个测点进行测量；考虑楼房对振动的放大作用，应在建筑物各层都选择几个房间，进行测量。

为了解环境振动源（运转的机器）的振动特征和影响范围，应在振动源的基础座上，以及距基础座5米、10米、20米等位置上选定测点，进行振动测量。

测量公路两侧由于机动车辆引起的振动时，应在公路边缘上距边缘5米、10米、20米处选定测点，测量振动级。拾振器要水平放置在平坦坚硬的地面上，而不应放在沙地、泥地、草地上。

测量环境振动和振源强度时，应在同一位置测量本底振动，振源的实际振动值按表修正。

参考书目

铁道部铁道建筑研究所编：《振动测试和分析》，人民铁道出版社，北京，1976。J.T.Broch，E.T.H.Dipling，Mechanical Vibration and Shock Measurements，B & K，Copenhagen，1976.