基于聲卡的懸臂梁模態(tài)特性測(cè)試(參考版)
2025-01-19 11:41本頁(yè)面
【正文】 參考文獻(xiàn)：[1]王伯雄. 測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，2003.[2]劉樹(shù)棠 譯. 信號(hào)與系統(tǒng). 西安：西安交通大學(xué)出版社，1998.[3]謝官模. 振動(dòng)力學(xué). 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.9。實(shí)驗(yàn)利用Veeco公司的NanoscopeⅢa型原子力顯微鏡(AFM)做為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，本實(shí)驗(yàn)主要是利用AFM系統(tǒng)檢測(cè)離子吸附到微懸臂梁敏感層前后微懸臂梁振動(dòng)頻率的變化。實(shí)驗(yàn)的方法是在微懸臂梁的表面修飾了三乙基氫硫基十二基銨層（敏感層），以離子為被測(cè)物。微懸臂梁的諧振級(jí)次數(shù)越高，其頻率的偏移量就越大。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)處理中頻譜圖是離散的，在相鄰但相隔較遠(yuǎn)的兩個(gè)頻譜值直接用直線(xiàn)連接，這樣導(dǎo)致尋找出的－3dB點(diǎn)不可信，從而在頻域中計(jì)算出的阻尼比也不可信。此外，懸臂梁支架不牢固，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有振動(dòng)。但是測(cè)得每個(gè)階次頻率比和理論值比例是一致的，所以測(cè)得的各階頻率值是可信的。一般情況下使用沖擊激勵(lì)且沖擊激勵(lì)的時(shí)長(zhǎng)（改錐敲擊時(shí)間）越短，懸臂梁越長(zhǎng)，更容易測(cè)出二階以至高階的頻率來(lái)。3． 可以由該實(shí)驗(yàn)找出二階固有頻率值。但是加沖擊激勵(lì)要好于階躍，這是因?yàn)閺母髯孕盘?hào)的幅頻圖中可以明顯看出沖擊激勵(lì)更容易激勵(lì)出高階的固有頻率振蕩。（5）聲卡采集出的信號(hào)是含有直流分量的，但是聲卡做了改進(jìn)，內(nèi)部的電容濾掉了直流分量，所以采集到的數(shù)據(jù)是交流信號(hào)值。（4）改錐的敲擊位置應(yīng)在鋼尺的最末端，這樣容易測(cè)出高階固有頻率。（3）聲卡的采樣頻率為20kHz，這樣采集出的數(shù)據(jù)文件太大，需要再對(duì)直接聲卡采樣的數(shù)據(jù)做一次采樣。如果先加激勵(lì)再采樣，會(huì)丟失高階頻率的測(cè)量值。由式（312）計(jì)算后可知，懸臂梁固有頻率理論值為 （51） 懸臂梁l=175mm模態(tài)特性分析1) 沖擊激勵(lì)時(shí)的模態(tài)特性分析圖 51懸臂梁l=175mm施加沖擊激勵(lì)時(shí)域波形和頻域圖形在時(shí)域圖中計(jì)算阻尼比：， 在頻域圖中計(jì)算阻尼比： 2) 階躍激勵(lì)時(shí)的模態(tài)特性分析圖52懸臂梁l=175mm施加階躍激勵(lì)時(shí)域波形和頻域圖形在時(shí)域圖中計(jì)算阻尼比：， 在頻域圖中計(jì)算阻尼比： 綜上有表51 170mm懸臂梁固有頻率（單位：Hz）
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