2。1。2 机械振动分类

为了便于研究，一般按照不同角度给机械振动分类。

（1） 按系统的自由度数分类： 单自由度系统振动：任何瞬间几何位置只用一个独立坐标就能确定整个系统的振 动。 多自由度系统振动：任何瞬间几何位置需要用多个独立坐标才能确定整个系统的 振动。 连续系统振动：任何瞬间几何位置需要无穷多个独立坐标才能确定整个系统的振 动。

（2） 按系统所受激励的类型分类： 自由振动：系统受初始激励作用或原有的外激励取消后产生的振动，其振动的频 率特性只与系统本身的物理特性有关。 受迫振动：系统受到外激励持续的作用下产生的振动。 自激振动：系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充而产生的振动。论文网

（3） 按系统的响应分类： 周期振动：能用时间的周期函数表示系统响应的振动。 瞬态振动：可以用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动。

随机振动：无法使用函数来描述的运动规律，只能用统计数据表示系统响应的振 动。

2。1。3 振动测量的意义

目前，研究人员除了对机械设备提出了低振、低噪声的要求外，还应该对生 产过程及设备进行随时的监测、诊断，这就要求振动测量可以随时进行。因为需 要增强机械构件的抗振和防振性能，所以应该对构件进行振动分析的设计。为了 能够通过分析构件然后找出它的漏洞，然后就能改善构件的抗振与防振性能。另 外，对于大部分受力情况复杂或者本身性质混乱的机械构件来说，现在还没有系 统的理论计算公式，振动试验及测量便是唯一的求解方法。所以，振动测试会被 广泛的运用在机械工程中，它的地位也很难动摇。

工程振动量值的物理参数通常用位移、速度和加速度来表示。由于在正常的 频率范围内振动位移幅值变化较小，并且，位移、速度、加速度三者之间可以互 相转换，所以在必须选择一个量来度量它时，研究人员通常会选用加速度的相关 数值来表示。

2。1。4 机械振动的基本测试方法

我们可以依据振动信号转换的方式将机械振动测量方式分为光学法、机械法 和电测法。各种方法的优缺点和原理如下表 2-1 所示： 

表 2-1 振动测量方式 

名称 测量原理 优缺点与应用 

光学法 运用光杠杆原理、激光多普 勒效应、读数显微镜等原理 进行测量 测量精度高，规避掉电磁场干扰，可以对 质量较小和很难设置传感器的试件进行非 接触测量。在精密测量和测振仪、传感器 的标定里用得很多 

机械法 运用杠杆原理把振动量放大 以便于数据记录 频率范围及动态、线性范围窄导致抗干扰 能力强，同时测量时会给工件加上一定的 负荷，扰乱测试结果，常用于低频大振幅 振动及扭振的测量 电测法 把振动信号转换为电量，使

用电量测量仪来测量 频率范围及动态、线性范围宽，导致灵敏

度高，便于分析和遥测，但抗干扰能力差 

2。1。5 振动测量传感器的原理与选择

（1）压电式加速度传感器  压电式传感器是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感

器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电 荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电 式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量，如压力、加速度等。