汽车试验学第六章.ppt

6 振动与噪声测量6.1 振动测量;1.???振动测量的目的;2.???振动测量内容;二. 振动测量方法; 按振动量的转换方式可分为：;6.1.2. 惯性测量法：; ;a). 振幅计; 加速度计 ; c) 速度计 ;6.1.3. 振动电测法; 为了获得高的测量精度，在不同频率，测量的振动量应加以选择，通常在低频时应测位移，在中频时应测速度，在高频时应测加速度。这是因为测量仪器的测量动态范围是一定的，为获得大信噪比应测量较大的信号值。例如，在频率很高时的位移极小，而加速度值很大，测量加速度可获得高精度。而在低频时，加速度很小，位移大，测量位移可得高精度。 当测量复杂的周期振动、冲击和随机振动时，要求对振动量作各种统计特性分析，在测量系统中应设有分析仪器。这类分析仪有幅值概率分析仪、频谱分析仪等。 ;6.1.4. 振动冲击测量; 振动量的幅值是表示周期振动的重要参数。振动量幅值得表示有五种。 ; 振动频率也是表征周期振动的重要参数，可以用频率计和示波器利萨如图形测量。振动相位是表征周期振动的第三个参数，可以用相位计、示波器测得。 为了了解振动的波形，必须测量时间历程，同时从时间历程上波形与时标的对比可确定振动频率。通过波形对比可确定相位值。为了解振动幅值，通常用峰－峰值。 为了了解振动能量一般用有效值。 对复杂的周期运动，除了测其幅值外，还要测量每个频率成分的幅值，即频谱。根据任何周期函数可用富里叶级数展开为诸简谐函数之和的原因，分析出各谐波成分。 ; ; 二. 冲击测量 冲击是一种确定性的非周期振动。冲击的激振函数是突然变化的非周期振动量。如力、加速度、速度、位移。对冲击的测量主要是冲击峰值、波形、持续时间、冲击富里叶谱及冲击响应等。 冲击信号，由于周期为?，可由富里叶级数推广到富里叶积分，从而求得连续频谱。 ;三. 随机振动测量 随机振动是不确定的振动，它的特点是以统计特性来表征的，主要测量均方值或均方根值，同时也观察其瞬时加速度峰值的最大值、幅值、分布概率密度、相关函数、互相关函数、自功率谱和互谱。 设随机振动是平稳的各态历经的，则可用单个样本记录的时间平均来确定其特性。 均值：样本时间历程记录x(t) 的时间平均值。 ;均方根值：是均方根的正平方根(RMS) 方差：是x(t) 与均值的差，取时间均方值。 ; ;6.2 噪声测量及其应用; 噪声是一种不悦耳、扰乱听觉、破坏安静的声音，它是由许多频率和相位不同的复杂声波杂乱组合而成。车辆和机器噪声是由各种振动源产生的。噪声类型很多，在工业与交通运输方面，主要有以下三种： ??空气动力性噪声：由气体振动而产生，当气体中有了涡流或压力发生突变时，空气扰动，发生噪声，如鼓风机、喷气机和内燃机排气等。 ??机械性噪声：由固体振动而产生，在撞击，摩擦，交变应力作用下，因机器的零件发生振动冲击，产生噪声，如汽车变速齿轮箱和制动器等。 ??电磁性噪声：由于高频交变磁场相互作用，产生周期性的交变力，引起电磁振动而产生，如电动机、发电机和变压器等。;6.2.2 噪声的物理量度和主观评价 一、噪声的物理度量;把pr=2?10-5 Pa称为听阈声压，并作为参考声压，即正常人耳刚刚能听出的1000Hz声音的声压。20 Pa称为痛阈声压。 人耳能听到的声压变化幅度有106倍，这样大的范围很难用一个线性尺度来度量。因此采用声音的声压级表示，即将声音的声压和参考声压的比值的常用对数的20倍表示，用分贝作单位。 ;2. 声强和声强级 声音具有一定的能量，在声场中，垂直于声波传插方向上，单位时间内通过单位面积的能量叫作声强，用符号 ;3. 声功率与声功率级 声源在单位时间内发出的总声能称为声功率。它的变化范围也很宽，例如，轻声耳语的声功率仅为10-9W ，而土星火箭的声功率可达3?107W。与声压、声强一样都以级来表示。声功率级就是声功率W与参考声功率Wr比值常用对数的10倍，也以分贝为单位。 ; 4.??? 频带声压级与声压谱级 声音的高低主要与频率有关，而噪声可能包含复杂的频率结构。因此，对于工程噪声的测量，仅仅测得总声压级是不能达到防治噪声和控制噪声的目的。而是要弄清噪声含有哪些频率成分，分布在哪些频带上，即要对噪声作频谱分析。这种分析一般是按一定频带宽进行的，即分析各频带宽度所对应的声压级。在某一频带宽内，噪声的声压级称频带声压级。因此，用频带声压级对噪声进行分析时，除了注明声压值外，还需注明频带宽度。在噪声测量中，常用的频带宽是倍频程带宽和1/3倍频程带宽。 在寻找噪声源时，需要在更窄的频带宽度上进行分析。通常采用恒定带宽。;为了比较不同