振动实验

实验二十衰减振动的测量

一、实验目的

掌握衰减法测量自由平板振动混响时间及结构阻尼的方法

二、实验要求

1．了解被测试件混响时间与频率的关系。 2．掌握振动测试仪器设备的性能及使用方法。

三、实验环境

1．振动噪声谱分析软件spectra

2．被测试件: 面积0.5×0.5㎡，2㎜厚铁板 3．冲击力锤 LC －02型 4．型加速度传感器YD －5 5．电荷放大器SD －6B 6．调谐滤波器TDL-2型 7．通用计算机 P4 1.7/256 8．Micphone 输入线

四、实验内容、步骤

实验内容：

测量薄扳振动混响时间及结构阻尼。测试系统如图20.1所示

图20.1结构阻尼测试系统

测量原理：

被测结构受到力锤的冲击力作衰减振动，其位移相应为： )cos(

200?δ

ωξξδ--=-t e ，其中0ξ、0?是由初始条件决定的两个常

数，δ位衰减系数，002f πω=为系统固有角频率。由此可见，衰减振动对振幅：

e t A δξ-=0)(

随时间作指数衰减，其振幅衰减到初始值的10－3（－60dB ）时对应对时间为混响时间60T ，

即

T e

δ--= 由2

0ηωδ=

及对数运算可知：

060

02.2210ln 6T f T f ≈

=πη

实验步骤：

1.按要求的仪器连接好测试系统；

2.打开个仪器电源，用冲击锤试击被测试件，确定被测信号的大小，并保证合适的信噪比，同时设置采集软件的采样率、通道等参数；

3.调节滤波器的相对频宽为23%，调节中心频率为63Hz,打开采集软件为记录模式，用钢头力锤敲击试件，等信号幅值降低到等同背景噪声时，停止采集并记录下数据（或通过时域记录结果，直接用时标标记从显示图上量出T 60）；

4.更换力锤为橡皮头，重复步骤3；

5. 改变中心频率依次为80、100、125、160、200、250、315、400Hz,重复步骤3～4，记录下所有数据。

五、实验报告要求及计录、格式

1.将所有数据整理成表格，根据采样频率按T 20 或T 30（视信噪比定）计算T 60，或直接依据实验中从时域图上获得的T 60 ,按公式60

02.2T f ≈

η计算阻尼；

2. 按1/3倍频程绘出T 60及阻尼η与频率的关系。

六、实验注意事项

1．对试件进行冲击激励时，可选不同的锤头，获得不同的冲击脉冲宽度。

2．带通滤波器输出通过Micphone 输入线送入计算机，注意滤波器输出不能短路。

七、讨论、思考题

除冲击试验外，还可选用哪种方法实现结构的动态参数测试？

实验二十一弹性结构振动响应测试

一、实验目的

1．掌握振动系统的组成原理及构件振动的测试方法

2．了解所用仪器的工作原理及使用方法

二、实验要求

1.学会使用spectra(softest)软件进行数据采集及数据文件记录

2.学会使用MATLAB软件进行FFT分析，绘出被测试件的振动频谱图

三、实验环境

1．谱分析软件VS302USB

2. MATLAB7.0

3. 噪声信号发生器ZN1681

4．功率放大器GF-10

5．激振器 JZ-2A

6．试件0.5m×0.5m×2m2

7．加速度传感器 YD5

8．电荷放大器SD-6A

9．通用计算机P4 1.7/256

10．试件支架

11．Microphone输入线

四、实验内容、步骤

实验内容：

测量薄扳在宽带激励下稳态振动响应。测试系统如图21.1所示

图21.1稳态振动测试系统

实验步骤：

1．熟悉系统中各仪器的使用方法，检查系统连接的正确性；

2．将信号发生器的“输出控制”旋钮、功放的“增益调节”旋钮及电荷放大器的“输出”旋钮反时针置于最小位置，打开计算机及其它仪器；

3．打开spectra(softest)软件包，可在操作桌面上观察到时域及频域窗口（或通过view 命令设置），通过MODE命令设置为实时方式（real time），打开RUN按钮，即可观察到实时信号的时域及相应的频域波形。窗口下的状态栏显示有信号强度、采样频率、通道数等信息显示。

4．将功放“输入选择”开关置于AC 位置，输出方式设置为“恒压”，“增益调节”旋钮旋至“0时10分”位置，电荷放大器的“输出”旋钮置于10mv/m/s2档，缓慢调节信号发生器的“输出控制”旋钮，可听见试件被激励的声音，同时可在CRT 上观察到相应的时域及频域波形。在调节信号发生器的“输出控制”旋钮时，要观察功放的输出电压表不要超

过0.4V，若未达到，则可通过功放上的“增益调节”旋钮调至0.4V。

5．进行数据记录时，应将操作桌面上的MODE设置为记录方式（RECORDER）。此时按下REC按钮即可开始采集数据，（其采样频率可用OPTION命令中的SETTING来设定或使用默认值，其范围为11025～44100Hz），采样时间一般控制在2秒即可，按下STOP按钮结束采样。

6．打开FILE命令，将数据以“文件名.WAV”格式存入F盘，文件名自定。检验数据是否以存盘，可用MODE命令中的后处理方式（post process）进行观察。

7．最小化spectra，打开MATLAB软件包，在该软件操作桌面上打开存在F盘的“文件名.WAV”数据文件，注意操作时，文件类型选为ALL FILE（*.*），确认后，即可看到所记录的声音文件处于IMPORT WIZARD的文件行，点击FINISH钮，将其调入内存，此时在工作空间窗口即可看到数据以构架数组的变量形式存于内存中。

8．在COMMAND命令窗口，输入文件名即可看到data及f

两个子项，输入“文件名.data”，

回车后，将显示出所有的采样数据。

9．可选其中一部分数据进行FFT，所选数据的长度N应符合N=2m，一般选N为2048或4096，可采用赋值语句将所选数据赋给另一变量。如：

y=文件名.data(1:4096)

即将原数据中的第1～4096个数据赋给变量y，此时可在工作空间窗口看到该变量，右键点击该变量，即可直接用所给命令Plot画数据图。

10．对创建的数据数组y进行FFT，可用以下命令；

Y=fft(y)

其中Y是一个复数数组。

11．计算Nyquest频率fn=fs/2及相应的频率刻度，并形成频率轴上的一维数组w，即w=linspace(1,fn,N/2)

其中linspace为线性等分命令，1为数组的第一个数据，fn为数组的最后一个数据，N/2为数据总数。

12．用如语句取Y的模Ya：

Ya=abs(Y(1:N/2))

13．作频谱图

Plot(w,Ya)

14．在频谱图上，可用放大、缩小及加辅助线等功能，确定有关峰点的频率值及相应的幅度。

五、实验报告要求及计录、格式

1．画出0～1000Hz的振动频谱图，标出各共振峰的频率。

2．对应最低频率的共振峰，按半功率法求损耗因子η。

六、实验注意事项

1．试件与激振器顶杆连接是通过磁力（座）吸附在试件表面，并悬挂在支架上，因此，实验中不要碰撞试件，以免试件转动使激振器顶杆受力而损坏激振器。

2．功放极易损坏，因此，其输出幅值不能超出规定电压，更不能短路。注意信号发生器及电荷放大器的输出也不能短路。

七、讨论、思考题

根据频谱图分析试件的振动模态。

化学计算与测量实验之实验4分子振动

实验4 分子振动实验目的（1）完成H2O分子、CO2分子、氯代环丙烷分子、正丁酸分子的计算，掌握红外光谱的吸收图的绘制和每个振动的模式的分子图；找出实验的数据进行对比（2）从理论上剖析振动光谱、简振模式，以及简振模式与振动光谱的对应关系。（3）掌握红外光谱与Raman光谱的识别，掌握谱图中峰的辨认计算方法用密度泛函的B3LYP方法，在含有弥散函数的AUG-cc-pVDZ基组水平上，对分子做对称性限制的优化。在优化构型的基础上，进行简振频率、IR强度、Raman活性和简振模式的计算。计算使用Gaussian98程序包。这是一个关于有机分子振动光谱的实验，涉及简振频率、红外光谱、拉曼光谱以及简振模式的计算。主要分析讨论简振模式的振动方式与分类、简振模与振动光谱的对应关系等。振动分析的结果会给出分子的全部振动模式。分子中的各个原子被放在一个称为标准取向的笛卡尔直角坐标系中。各个原子的振动则在该点的一个平行子坐标系中给出其在各轴上的分量。Chemcraft程序则可以直接转换成矢量形式，并动态模拟各个模式的振动。其频率值和振动的红外和拉曼强度也同时给出。注意要分析两种不同振动光谱产生的原因以及强度与振动的关系。本实验依旧使用Schr?dinger equation与The Born-Oppenheimer Approximation，公式如下：双原子分子振动能量：当v=0时，能量最低，即在绝对零度时，振动能量为1/2。该能量也被称为零点能。

红外光谱红外光谱法是一种根据分子对特定频率的波的吸收来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。物质产生红外吸收光谱必须满足两个条件： ①电磁波能量与分子两能级差相等，这决定了吸收峰出现的位置。 ②分子振动时其偶极矩必须发生变化。拉曼光谱是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。分子振动的过程中，极化率的变化导致拉曼光谱的产生，化学键的伸缩对极化率影响较大，而键角的变化影响则较小。计算结果（1）H2O 偶极矩Tot=2.1261 振动模式

实验一 DHVTC振动测试与控制学生实验系统的

实验一 DHVTC振动测试与控制学生实验系统的组成与使用方法一、实验目的 1、了解振动测试与控制实验系统的组成、安装和调整方法。 2、学会激振器、传感器与数采分析仪的操作、使用方法。图1-1 二、DHVTC振动测试与控制学生实验系统的组成图1-1 DHVTC振动测试与控制学生实验系统示意图（1）底座（2）支座（3）二（三）自由度系统（4）薄壁圆板（5）非接触式激振器（6）接触式激振器（7）力传感器（8）偏心电机（9）磁电式速度传感器（10）被动隔振系统（11）简支梁（12）主动隔振系统（13）单/复式动力吸振器（14）压电式加速度传感器（15）电涡流位移传感器（16）磁性表座（17）单自由度系统如图1-1所示，实验系统由“振动与控制实验台”、激振测振系统与动态分析仪组成。 1、振动与控制实验台振动测试与控制实验台由弹性体系统（包括简支梁、悬臂梁、薄壁圆板、单自由度系统、二自由度系统、多自由度系统模型）配以主动隔振、被动隔振用的空气阻尼减震器、单式动

力吸振器、复式动力吸振器等组成。可完成振动与振动控制等20多个实验的试验平台。 2、激振系统与测振系统（1）激振系统激振系统包括： DH1301正弦扫频信号源 JZ-1型接触式激振器 JZF-1型非接触式激振器偏心电动机、调压器力锤（包括测力传感器）（2）测振系统动态采集分析仪 MT-3T型磁电式振动速度传感器 DH130压电式加速度传感器 WD302电涡流位移传感器测力传感器（3）动态采集分析系统信号调理器数据采集仪计算机系统（或笔记本电脑）控制与基本分析软件模态分析软件三、DHVTC-59型仪器的使用方法 1、激振系统的使用方法 DH1301型正弦扫频信号源 DH1301型正弦扫频信号源是配有功率放大后的正弦激振信号源，可推动JZ-1型接触式激振器或JZF-1型非接触式激振器。 A、技术指标：频率范围0.1~9999.99Hz 谐波失真<1% 最大输出功率5w 输出电流0~500 m A 功耗20w

振动试验基本知识

专业知识 1、振动试验基本知识 1.1 振动试验方法试验方法包括试验目的，一般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。为了完成试验程序中规定的试验，在振动试验方法中又规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验方法。正弦振动试验正弦振动试验控制的参数主要是两个，即频率和幅值。依照频率变和不变分为定频和扫频两种。定频试验主要用于： a）耐共振频率处理：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能力。 b）耐予定频率处理：在已知产品使用环境条件振动频率时，可采用耐予定频率的振动试验，其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。扫频试验主要用于： ●产品振动频响的检查（即最初共振检查）：确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。 ●耐扫频处理：当产品在使用频率范围内无共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进行耐扫频处理，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。 ●最后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，各共振点有无改变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。随机振动试验随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型：宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上一个或数个正弦信号、宽带随机加上一个或数个窄带随机。前两种是随机试验，后两种是混合型也可以归入随机试验。电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。 1.2 机械环境试验方法标准电工电子产品环境试验国家标准汇编（第二版）2001年4月汇编中汇集了截止目前我国正式发布实施的环境试验方面的国家标准72项，其中有近50项不同程度地采用IEC标准，内容包括：总则、名词术语、各种试验方法、试验导则及环境参数测量方法标准。其中常用的机械环境试验方法标准：（1）GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击（2）GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Eb和导则：碰撞（3）GB/T 2423.7-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要用于设备型产品）（4）GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed和导则：自由跌落（5）GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）（6）GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法

弹簧振子实验报告

弹簧振子实验报告一、引言 ?实验目的 1.测定弹簧的刚度系数(stiffness coefficient). 2.研究弹簧振子的振动特性，验证周期公式. 3.学习处理实验数据. ?实验原理一根上端固定的圆柱螺旋弹簧下端悬一重物后，就构成了弹簧振子.当振子处于静止状况时，重物所受的重力与弹簧作用于它的弹性恢复力相平衡，这是振子的静止位置就叫平衡位置.如用外力使振子离开平衡位置然后释放，则振子将以平衡位置为中心作上下振动.实验研究表明,如以振子的平衡位置为原点(x=0),则当振子沿铅垂方向离开平衡位置时,它受到的弹簧恢复力F在一定的限度与振子的位移x成正比，即 F =_ kx⑴ 式中的比例常数k称为刚度系数(stiffness coefficient),它是使弹簧产生单位形变所须的载荷?这就是胡克定律?式(1)中的负号表示弹性恢复力始终指向平衡位置.当位移x 为负值，即振子向下平移时，力F向上.这里的力F表示弹性力与重力mg的综合作用结果.

根据牛顿第二定律，如振子的质量为m,在弹性力作用下振子的运动方程为: + Arx = O x = Asin +(/>) (3) 式表明?弹簧振子在外力扰动后，将做振幅为A,角频率为宀0的简谐振动，式中的(叫/ +。)称为相位，0称为初相位?角频率为叫的振子其振动周期 (4) (4) 式表示振子的周期与其质量、弹簧刚度系数之间的关系，这是弹簧振子的最基本的特性?弹簧振子是振动系统中最简单的一种，它的运动特性(振幅，相位，频率，周期)是所有振动系统共有的基本特性，研究弹簧振子的振动是认识更复杂震动的基础. 弹簧的质量对振动周期也有影响?可以证明，对于质量为“0的圆柱形弹簧, 振子周期为 (5) m o/ m o/ 式中 ?称为弹簧的等效质量，即弹簧相当于以 ?的质量参加了振子的振动?非圆柱弹簧（如锥形弹簧）的等效质量系数不等于1/3. d 2x 上式可化为一个典型的二阶常系数微分方程乔 =0 其解为 (3) 可得 x =

现代控制报告之一超精密车床振动控制系统设计

现代控制理论基础上机实验报告之一亚微纳米超精密机床振动控制系统的状态空间法设计院系：专业：姓名：班号：学号：指导教师：哈尔滨工业大学

一、工程背景及物理描述超精密机床是实现超精密加工的关键设备，而环境振动又是影响超精密加工精度的重要因素。为了充分隔离基础振动对超精密机床的影响，目前国内外均采用空气弹簧作为隔振元件，并取得了一定的效果，但是这属于被动隔振，这类隔振系统的固有频率一般在2Hz 左右。这种被动隔振方法难以满足超精密加工对隔振系统的要求。为了解决这个问题，有必要研究被动隔振和主动隔振控制相结合的混合控制技术。其中，主动隔振控制系统采用状态空间法设计，这就是本次上机实验的工程背景。上图表示了亚微米超精密车床隔振控制系统的结构原理，其中被动隔振元件为空气弹簧，主动隔振元件为采用状态反馈控制策略的电磁作动器。上图表示一个单自由度振动系统，空气弹簧具有一般弹性支承的低通滤波特性，其主要作用是隔离较高频率的基础振动，并支承机床系统；主动隔振系统具有高通滤波特性，其主要作用是有效地隔离较低频率的基础振动。主、被动隔振系统相结合可有效地隔离整个频率范围内的振动。床身质量的运动方程为： p a 0ms F F ++= （1） p F ——空气弹簧所产生的被动控制力； a F ——作动器所产生的主动控制力。假设空气弹簧内为绝热过程，则被动控制力可以表示为： p 0r r r e e {1[/()]}n F cy k y p V V A y A =++-+ （2） r V ——标准压力下的空气弹簧体积； 0y s s =-——相对位移（被控制量）； r p ——空气弹簧的参考压力； r A ——参考压力下单一弹簧的面积；

机械振动实验报告

《机械振动基础》实验报告（2015年春季学期）

专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2015.05.07 哈尔滨工业大学

报告要求 1. 实验报告统一用该模板撰写，必须包含以下内容： (1) 实验名称 (2) 实验器材 (3) 实验原理 (4) 实验过程 (5) 实验结果及分析 (6) 认识体会、意见与建议等 2. 正文格式：四号字体，行距为1.25倍行距； 3. 用A4纸单面打印；左侧装订； 4. 报告需同时提交打印稿和电子文档进行存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：Iiuyingxiang868@hit .edu .cn 5. 此页不得删除。评语: 实验一报告正文实验名称：机械振动的压电传感器测量及分析教师签名: 年

二、实验器材 1、机械振动综台实验装置（压电悬臂梁）一套 2、激振器一套 3、加速度传感器一只 4、电荷放大器一台 5、信号发生器一台 6、示波器一台 7、电脑一台 & NI9215数据采集测试软件一套 9、NI9215数据采集卡一套三、实验原理信号发生器发出简谐振动信号，经过功率放大器放大，将简谐激励信号施加到电磁激振器上，电磁激振器振动杆以简谐振动激励安装在激振器上的压电悬臂梁。压电悬臂梁弯曲产生电流显示在示波器上，可以观测悬臂梁的振动情况；另一方面，加速度传感器安装在电磁激振器振动杆上，将加速度传感器与电荷放大器连接，将电荷放大器与数据采集系统连接，并将数据采集系统连接到计算机（PC机）上，操作NI9215数据采集测试软件，得到机械系统的振动响应变化曲线，可以观测电磁激振器的振动信号，并与信号发生器的激励信号作对比。实验中的YD64-310型压电式加速度计测得的加速度信号由DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号。电荷放大器的内部等效电路如图1所示。

振动实验报告剖析

振动与控制系列实验姓名：李方立学号：201520000111 电子科技大学机械电子工程学院

实验1 简支梁强迫振动幅频特性和阻尼的测量一、实验目的 1、学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。 2、学会根据幅频特性曲线确定系统的固有频率f 0和阻尼比。二、实验装置框图图3.1表示实验装置的框图图3-1 实验装置框图 K C X 图3-2 单自由度系统力学模型三、实验原理单自由度系统的力学模型如图3-2所示。在正弦激振力的作用下系统作简谐强迫振动，设激振力F 的幅值B 、圆频率ωo(频率f=ω／2π)，系统的运动微分方程式为：扫频信号源动态分析仪计算机系统及分析软件打印机或绘图仪简支梁振动传感器激振器力传感器质量块 M

或 M F x dt dx dt x d M F x dt dx n dt x d F Kx dt dx C dt x d M /2/222 22 2 222=++=++=++ωξωω （3-1）式中：ω—系统固有圆频率 ω =K/M n ---衰减系数 2n=C/M ξ---相对阻尼系数 ξ=n/ω F ——激振力 )2sin(sin 0ft B t B F πω== 方程①的特解，即强迫振动为： ) 2sin()sin(0?π?ω-=-=f A A x （3-2）式中：A ——强迫振动振幅 ? --初相位 2 0222024)(/ωωωn M B A +-= （3-3）式(3-3)叫做系统的幅频特性。将式(3-3)所表示的振动幅值与激振频率的关系用图形表示，称为幅频特性曲线(如图3-3所示)： 3-2 单自由度系统力学模型 3-3 单自由度系统振动的幅频特性曲线图3-3中，Amax 为系统共振时的振幅；f 0为系统固有频率，1f 、2f 为半功率点频率。振幅为Amax 时的频率叫共振频率f 0。在有阻尼的情况下，共振频率为： 2 21ξ-=f f a (3-4) 当阻尼较小时，0f f a =故以固有频率0f 作为共振频率a f 。在小阻尼情况下可得 01 22f f f -= ξ (3-5) 1f 、2f 的确定如图3-3所示： M X C K

振动测试系统

一、振动测试系统 1.主要功能 DASP V10振动测试系统包括信号采集和实时分析软硬件。DASP V10 是一套运行在Windows95/98/Me/NT/2000/Xp平台上的多通道信号采集和实时分析软件，通过和东方所的不同硬件配合使用，即可构成一个可进行多种动静态试验的试验室。DASP V10 软件既具有多类型视窗的多模块功能高度集成特性，具有操作便捷的特点。基于东方所在各种工程应用领域的长期经验，DASP-V10对各种功能模块重新进行整合，成为一套功能更加全面、操作更加便捷、界面更加美观、性能继续保持领先的动静态信号测试分析系统。DASP V10 软件的每一个模块中均包含了非常多的功能，各种功能可交错使用，在测试和分析的功能和性能上突破了以往信号分析仪的种种限制，与INV系列采集仪配合形成的系统的各项指标均可达到或超过国家高级仪器的标准。DASP V10 软件的所有测试分析结果都可以多种方式输出，包括图形的复制、存盘、打印，数据导出为TXT、CSV、Excel电子表格和Access数据库格式，并可轻松输出图文并茂的Word格式或者Html格式的分析报告。基于DASP V10 的平台上，还可以运行专业模态和动力学分析系统、虚拟仪器库、信号发生器以及针对声学、旋转机械、路桥土木、计量检定等行业的多种软件系统，满足各方面各层次的测试和分析需求。

3.隶属（1）实验室：水机测控实验室（B01-205/207）（2）负责人：魏德华二、ANSYS/CFD流体分析软件 1.主要功能 FLUENT、CFX是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，国际市场占有率达70%。凡跟流体、热传递及化学反应等有关的领域均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛应用，包括管路、渠道、流体机械、燃烧、环境分析、油气消散/聚积、喷射控制、多相流等方面的流动计算分析。 2.主要设备 3.隶属（1）实验室：水机测控实验室（B01-205/207）（2）负责人：石祥钟

简谐振动特性研究实验

实验一、简谐振动特性研究与弹簧劲度系数测量【实验目的】 1. 胡克定律的验证与弹簧劲度系数的测量； 2. 测量弹簧的简谐振动周期，求得弹簧的劲度系数； 3. 测量两个不同弹簧的劲度系数，加深对弹簧的劲度系数与它的线径、外径关系的了解。 4. 了解并掌握集成霍耳开关传感器的基本工作原理和应用方法。【实验原理】 1. 弹簧在外力作用下将产生形变（伸长或缩短）。在弹性限度内由胡克定律知：外力和它的变形量成正比，即：（1）（1）式中，为弹簧的劲度系数，它取决于弹簧的形状、材料的性质。通过测量和的对应关系，就可由（1）式推算出弹簧的劲度系数。 2. 将质量为的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧的下端，构成一个弹簧振子，若物体在外力作用下（如用手下拉，或向上托）离开平衡位置少许，然后释放，则物体就在平衡点附近做简谐振动，其周期为：（2）式中是待定系数，它的值近似为，可由实验测得，是弹簧本身的质量，而被称为弹簧的有效质量。通过测量弹簧振子的振动周期，就可由（2）式计算出弹簧的劲度系数。 3. 磁开关（磁场控制开关）：如图1所示，集成霍耳传感器是一种磁敏开关。在“1脚”和“2 脚”间加直流电压，“1脚”接电源正极、“2脚”接电源负极。当垂直于该传感器的磁感应强度大于某值时,该传感器处于“导通”状态，这时处于“”脚和“”脚之间输出电压极小，近似为零，当磁感

强度小于某值时，输出电压等于“1脚”、“2脚”端所加的电源电压，利用集成霍耳开关这个特性，可以将传感器输出信号输入周期测定仪，测量物体转动的周期或物体移动所经时间。【实验仪器】 FB737新型焦利氏秤实验仪1台，FB213A型数显计时计数毫秒仪【实验步骤】 1. 用拉伸法测定弹簧劲度系数：（不使用毫秒仪）（1）按图2,调节底板的三个水平调节螺丝，使重锤尖端对准重锤基准的尖端。（2）在主尺顶部安装弹簧，再依次挂入带配重的指针吊钩、砝码托盘，松开顶端挂钩锁紧螺钉，旋转顶端弹簧挂钩，使小指针正好轻轻靠在平面镜上（注意：力度要适当，若靠得太紧，可能会因摩擦太大带来附加的系统误差），以便准确读数。这时因初始砝码等已使弹簧被拉伸了一段距离。（可参考说明书中的装置图）

弦振动实验报告

实验13 弦振动的研究任何一个物体在某个特定值附近作往复变化，都称为振动。振动是产生波动的根源，波动是振动的传播。均匀弦振动的传播，实际上是两个振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播的叠加，在一定条件下可形成驻波。本实验验证了弦线上横波的传播规律：横波的波长与弦线中的张力的平方根成正比，而与其线密度（单位长度的质量）的平方根成反比。一. 实验目的 1. 观察弦振动所形成的驻波。 2. 研究弦振动的驻波波长与张力的关系。 3. 掌握用驻波法测定音叉频率的方法。二. 实验仪器电动音叉、滑轮、弦线、砝码、钢卷尺等。三. 实验原理 1. 两列波的振幅、振动方向和频率都相同，且有恒定的位相差，当它们在媒质内沿一条直线相向传播时，

将产生一种特殊的干涉现象——形成驻波。如图3-13-1所示。在音叉一臂的末端系一根水平弦线，弦线的另一端通过滑轮系一砝码拉紧弦线。当接通电源，调节螺钉使音叉起振时，音叉带动弦线A端振动，由A端振动引起的波沿弦线向右传播，称为入射波。同时波在C点被反射并沿弦线向左传播，称为反射波。这样，一列持续的入射波与其反射波在同一弦线上沿相反方向传播，将会相互干涉。当C点移动到适当位置时，弦线上就形成驻波。此时，弦线上有些点始终不动，称为驻波的波节；而有些点振动最强，称为驻波的波腹。 2. 图3-13-2所示为驻波形成的波形示意图。在图中画出了两列波在T=0，T/4，T/2时刻的波形，细实线表示向右传播的波，虚线表示向左传播的波，粗实线表示合成波。如取入射波和反射波的振动相位始终相同的点作为坐标原点，且在X=0处，振动点向上到达最大位移时开始计时，则它们的波动方程分别为：（3-13-1）（3-13-2）式中为波的振幅，为频率，λ为波长，为弦线上质点的坐标位置。两波叠加后的合成波为驻波，其方程为：（3-13-3）由上式可知，入射波与反射波合成后，弦线上各点都在以同一频率作简谐振动，它们的振幅为，即驻波的振幅与时间无关，而与质

2016年《振动测试实验》综合练习题 (2)

2016年《振动测试实验》综合练习题 1、关于振动传感器，请回答以下问题： 1）振动传感器主要有那些类型？哪种传感器目前使用最广泛？答：①振动传感器按所测机械量分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。 ②目前使用最广泛的是加速度传感器。 2）加速度传感器安装方式有哪些？对于飞机空中振动环境测试，你认为哪几种安装方式较合适？答：①加速度传感器安装方式：刚螺栓连接、胶合螺栓、石蜡粘接、双面胶、永久磁铁。 ②对于飞机空中振动环境测试，用刚螺栓连接、胶合螺栓较合适。 3）加速度传感器和力传感器的主要技术指标？答：（1）灵敏度：电信号输出与被测运动输入之比。加速度传感器的灵敏度通常为V/g或PC/ms-2、V/ms-2。力传感器的灵敏度通常为V/N。（2）频率响应特性（包括幅频特性和相频特性）。（3）动态范围：可测量的最大振动量与最小振动量之比。下限取决于连接电缆和测量电路的电噪声，上限取决于传感器的结构强度。（4）横向灵敏度：垂直于主轴的横向振动也会使传感器产山输出信号。该信号与主轴灵敏度的百分比为横向灵敏度。（5）幅值线性度：实际传感器的输出信号只在一定幅值范围内与被测振动成正比（即保持线性特性）。在规定线性度内可测幅值范围称为线性范围。 4）一般振动数据采集设备最大输入电压为10伏。测量一结构加速度响应，加速度最大值预估约为20g，现有加速度传感器甲（灵敏度：50mv/g）、乙（灵敏度：500mv/g）各一只，选用哪一个传感器？请说明理由。答：灵敏度等于输入电压除以加速度为10V/20g = 500 mv/g，所以选择乙传感器。 2、关于激振器，请回答以下问题： 1）常用的激振器安装方式有哪两种？两种安装方式的分别有何技术要求？答：①常用的激振器安装方式：刚性支承、柔性悬挂。 ②刚性支承安装要求：垂直向、横向、纵向支承刚度足够大。支承系统（激振器+支架）的最低阶固有频率＞试验件最高阶固有频率。柔性悬挂安装要求：垂直向、横向、纵向支承刚度足够小。

大学物理《弦振动》实验报告

大学物理《弦振动》实验报告（报告内容：目的、仪器装置、简单原理、数据记录及结果分析等）一.实验目的 1.观察弦上形成的驻波 2.学习用双踪示波器观察弦振动的波形 3.验证弦振动的共振频率与弦长、张力、线密度及波腹数的关系二.实验仪器 XY弦音计、双踪示波器、水平尺三实验原理当弦上某一小段受到外力拨动时便向横向移动，这时弦上的张力将使这小段恢复到平衡位置，但是弦上每一小段由于都具有惯性，所以到达平衡位置时并不立即停止运动，而是继续向相反方向运动，然后由于弦的张力和惯性使这一小段又向原来的方向移动，这样循环下去，此小段便作横向振动，这振动又以一定的速度沿整条弦传播而形成横波。理论和实验证明，波在弦上传播的速度可由下式表示：= ρ 1 ------------------------------------------------------- ①

另外一方面，波的传播速度v和波长λ及频率γ之间的关系是： v=λγ-------------------------------------------------------- ② 将②代入①中得γ =λ1 -------------------------------------------------------③ρ1 又有L=n*λ/2 或λ=2*L/n代入③得γ n=2L ------------------------------------------------------ ④ρ1 四实验内容和步骤 1.研究γ和n的关系 ①选择5根弦中的一根并将其有黄铜定位柱的一端置于张力杠杆的槽内，另一端固定在张力杠杆水平调节旋钮的螺钉上。 ②设置两个弦码间的距离为60.00cm，置驱动线圈距离一个弦码大约5.00cm的位置上，将接受线圈放在两弦码中间。将弦音计信号发生器和驱动线圈及示波器相连接，将接受线圈和示波器相连接。

DHVTC-5901振动测试与控制实验系统组成与使用方法

实验一DHVTC-5901振动测试与控制实验系统组成与使用方法一、实验目的 1、了解振动测试与控制实验系统的组成、安装和调整方法。 2、学会激振器、传感器与动态分析仪的操作、使用方法。二、DHVTC振动测试与控制实验系统的组成图1－1DHVTC振动测试与控制学生实验系统示意图（1）底座（2）支座（3）二（三）自由度系统（4）薄壁圆板（5）非接触式激振器（6）接触式激振器（7）力传感器（8）偏心电机（9）磁电式速度传感器（10）被动隔振系统（11）简支梁（12）主动隔振空气阻尼器（13）单/复式动力吸振器（14）压电式加速度传感器（15）电涡流位移传感器（16）磁力表座如图1-1所示，实验系统由“振动与控制实验台”、激振测振系统与动态分析仪组成。 1、振动与控制实验台振动测试与控制实验台由弹性体系统（包括简支梁、悬臂梁、薄壁圆板、单自由度系统、二自由度系统、多自由度系统模型）配以主动隔振、被动隔振及动力吸振用的空气阻尼减震

器、单式动力吸振器、复式动力吸振器等组成。是完成振动与振动控制等近30个实验的试验平台。 2、激振系统与测振系统（1）激振系统激振系统包括： DH1301正弦扫频信号源 JZ-1型接触式激振器 JZF-1型非接式触激振器偏心电动机、调压器力锤（包括测力传感器）（2）测振系统动态采集分析仪 ZG-1型磁电式振动速度传感器压电式加速度传感器 WD302电涡流位移传感器测力传感器（3）动态采集分析系统信号调理器数据采集仪计算机系统（或笔记本电脑）控制与基本分析软件模态分析软件三、DHVTC-59型仪器的使用方法 1、激振系统的使用方法 DH1301型正弦扫频信号源是配有功率放大器的正弦激振信号源，可推动JZ-1型接触式激振器或JZF-1型非接式触激振器。 A、技术指标：频率范围10-1000Hz 谐波失真〈1% 最大输出功率5ω 输出电流0~500 m A 功耗20ω

压电陶瓷振动的干涉测量实验报告

一、实验目压电陶瓷振动的干涉测量实验报告的与实验仪器 1.实验目的（1）了解压电陶瓷的性能参数；? （2）了解电容测微仪的工作原理，掌握电容测微仪的标定方法； ? （3）、掌握压电陶瓷微位移测量方法。 2.实验仪器压电陶瓷材料（一端装有激光反射镜，可在迈克尔逊干涉仪中充当反射镜）、光学防震平台、半导体激光器、双踪示波器、分束镜、反射镜、二维可调扩束镜、白屏、驱动电源、光电探头、信号线等。二、实验原理 1. 压电效应压电陶瓷是一种多晶体，它的压电性可由晶体的压电性来解释。晶体在机械力作用下，总的电偶极矩（极化）发生变化，从而呈现压电现象，因此压电陶瓷的压电性与极化、形变等有密切关系。 1) 正压电效应：压电晶体在外力作用下发生形变时，正、负电荷中心发生相对位移，在某些相对应的面上产生异号电荷，出现极化强度。对于各向异性晶体，对晶体施加应力时，晶体将在 X，Y，Z 三个方向出现与应力成正比的极化强度，即： E = g·T（g为压电应力常数）， 2) 逆压电效应：当给压电晶体施加一电场 E 时，不仅产生了极化，同时还产生形变，这种由电场产生形变的现象称为逆压电效应，又称电致伸缩效

应。这是由于晶体受电场作用时，在晶体内部产生了应力（压电应力），通过应力作用产生压电应变。存在如下关系： S = d·U（d为压电应变常数）对于正和逆压电效应来讲， g和d 在数值上是相同的。 2. 迈克耳逊干涉仪的应用迈克耳逊干涉仪可以测量微小长度。上图是迈克耳逊干涉仪的原理图。分光镜的第二表面上涂有半透射膜，能将入射光分成两束，一束透射，一束反射。分光镜与光束中心线成 45°倾斜角。M1和 M2为互相垂直并与分束镜都成 45°角的平面反射镜，其中反射镜 M1后附有压电陶瓷材料。由激光器发出的光经分光镜后，光束被分成两路，反射光射向反射镜 M1（附压电陶瓷），透射光射向测量镜 M2（固定），两路光分别经 M1、M2反射后，分别经分光镜反射和透射后又会合，经扩束镜到达白屏，产生干涉条纹。M1和 M2与分光镜中心的距离差决定两束光的光程差。因而通过给压电陶瓷加电压使 M1随之振动，干涉条纹就发生变化。由于干涉条纹变化一级，相当于测量镜 M1移动了λ/2，所以通过测出条纹的变化数就可计算出压电陶瓷的伸缩量。三、实验步骤 1)将驱动电源分别与光探头，压电陶瓷附件和示波器相连，其中压电陶瓷附件接驱动电压插口，光电探头接光探头插口，驱动电压波形和光探头波形插口分别接入示波器 CH1 和 CH2； 2)在光学实验平台上搭制迈克尔逊干涉光路，使入射激光和分光镜成 45 度，反射镜 M1 和 M2与光垂直，M1 和 M2 与分光镜距离基本相等；

随机振动试验报告

随机振动试验报告高等桥梁结构试验报告讲课老师: 张启伟(教授) 姓名: 史先飞学号: 1232627 试验报告 1 试验目的 1.过试验进一步加深对结构模态分析理论知识的理解; 2.熟悉随机振动试验常用仪器的性能与操作方法; 3.复习和巩固随机振动数据测量和分析中有关基本概念; 4.掌握通过多点激振、单点拾振的方法，利用DASP2005软件进行模态分析的基本操作步骤。

2 试验仪器和设备 1. ZJY-601振动与控制教学实验仪系统(ZJY-601A型振动教学实验仪、激励锤、YJ9-A型压电型加速度传感器等)。 2. DASP 16通道接口箱。 3. 装有“DASP2005智能数据采集和信号分析系统”软件的PC机。 4. 有关设备之间的联接电缆。 3 试验原理 3.1模态叠加原理 N自由度线性振动系统的运动微分方程是一组耦合的方程组: 引入模态矩阵Φ和模态坐标(广义坐标或主坐标)q，使X= Φq。如果阻尼矩阵能对角化，方程组即可解耦: 解耦后的第i个方程为: 可见，采用固有振型描述振动的模态坐标后，N自由度线性振动系统的振动响应可以表示为N阶模态响应的叠加。 3.2实模态理论实模态理论建立在无阻尼的假设基础上。在实模态理论中，模态频率就是系统的无阻 ,尼模态固有频率错误～未找到引用源。;而固有振型矩阵中的各元素都是实数，它们之间i 的相位差是0?或180?。系统在P点激励，l点测量的频响函数为:

K,,式中，称为频率比，，为模态固有频率。当，则: ,,,,,/,,,iiiiiMi 取频响函数矩阵的一列或一行，如第P列，就可确定振动系统的全部动力特性(模态参数)。 3.3伪实模态理论某些有阻尼振动系统有时会出现与实模态一样的实数振型，而非复数振型，但其模态 2,,,,,1固有频率为，具有这种性质的振动系统的模态称为伪实模态。伪实模态理diii 论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化模态称为伪实模态。在伪实模态下，各测点的相位差都是0?或180?。伪实模态理论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化的情况。一般情况下，阻尼矩阵对角化的充要条件为: 上式也是有阻尼振动系统方程解耦的充要条件。总之，H(ω)建立了模态参数与频响函数的关系。因此，利用实验测出的H(ω) 值，即可计算出系统的模态参数。根据频响函数的互易定理及模态理论，只需 H(ω)矩阵的一列(或一行)即可求出全部模态参数。

振动测试实验

转子实验报告测量和分析参数: 通道数: 4 ; 采样频率: 2048Hz ; dt: 0.488281ms 数字跟踪滤波设置：不滤波通道参数表1: 通道参数结果图形:

小结本次实验为DASP（柔性转子实验），实验的目的是为了：①了解轴系挠度曲线与转子转速变化关系；②观察转子在临界速度时的振动现象，振动幅值的变化情况；③测出临界转速下柔性转子的一阶振型。本次实验的变量为柔性转子不同转数500r/min、1000r/min、1500r/min，其余为不变量。通过实验所生成的图表，可以直观明了的看到，随着转数的增加，柔性转子的轴心轨迹由橄榄形（500r/min）→蝌蚪形（1000r/min）→包子形（1500r/min）。而其水平、垂直位移的波形曲线也变的紧促、光滑和圆润。通过本次实验，可以为摩托车发动机轴系结构的振动问题的研究，提供一定事实依据。也为我们研究此类问题做了一个很好的铺垫。本次实验的实验仪器和设备为重庆科技学院提供，来源于东方振动和噪声技术研究所INV1612型（多功能柔性转子实验系统）。小结本次实验为单通道频谱分析，实验的目的是为了研究不同频率段的简支梁的振动情况。同时，测出此简支梁的共振点。本次实验的变量为不同频率40Hz、45Hz、50Hz，其余为不变量。实验中，主要测得了在不同频率的振动下的加速度、速度、位移，从而直观的反应出不同频率下的振动的能量的大小。从实验的图形结果分析，可知在不同频段下的振幅表现为正态分布的特点。在梁的共振频率段的振幅表现的最为强烈，而在低于或高于共振频率段的振动能量呈现出衰减的事态。通过本次实验，可以为摩托车车架结构的振动问题的研究，提供一定事实依据。也为我们研究此类问题做了一个很好的铺垫。本次实验的实验仪器和设备为重庆科技学院提供，来源于东方振动和噪声技术研究所INV1601型（振动与控制教学实验系统）。

船舶试验典型振动问题的控制方法

V ol 38No.Z1 Apr.2018 噪声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第38卷第Z1期2018年4月文章编号：1006-1355(2018)Z1-0278-05 船舶试验典型振动问题的控制方法付佳，徐智言，盛利贤（上海外高桥造船有限公司，上海200137）摘要：由于某超大型液化气船在船舶试航期间出现明显振动问题，为了保证船舶顺利交付，急需在有限时间内提出经济有效的振动控制方案。通过应用有限元软件对局部振动结构进行模态分析，将计算结果与激励频率范围进行对比，并结合试航试验结果，找出引起局部振动的主要激励源。采用避开结构固有频率的方法，结合修改时间与优化成本，最终提出经济有效的结构优化方案。通过再次试航试验，结果表明修改后的结构振动响应有显著减少，验证了优化方案的有效性。关键词：振动与波；船舶振动；模态分析；振动控制；实船试验中图分类号：U661.44 文献标志码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1355.2018.Z1.058 The Control Methods for the Typical Vibration Problems in Ship Trial FU Jia ,XU Zhiyan ,SHENG Lixian （Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co.Ltd.,Shanghai 200137,China ） Abstract There are some vibration problems of the very large liquefied petroleum gas carrier during the sea trials.In order to ensure the delivery of ship,an economical and effective plan for vibration control is needed to be presented urgently.In this paper,the finite element method is used to analyze the mode of local https://www.360docs.net/doc/9310425398.html,paring the calculated results with the range of excitation frequency and the data of ship trial,the main excitation source that causes the local vibration are found.By using the method of avoiding the natural frequency of the structure as well as considering the modification time and optimal cost,the economical and effective plans are presented.In the second ship trial,the results show that the vibration response is reduced obviously after modification and the feasibility of this plan is verified. Keywords :vibration and wave;ship vibration;modal analysis;ship trial 船舶在运营过程中，会受到外界激励力的影响产生不同程度的振动，当振动过于剧烈时，会对船体结构、设备仪器以及船上人员的舒适性带来损伤。通常情况下，设计人员会从设计、建造、运营3个阶段对船体振动展开计算分析与控制工作。但是，由于影响船舶振动的因素繁多，一些振动问题在船舶设计与建造阶段未能发觉，当船舶进行试航试验时才被发现。在试航阶段解决船舶振动问题时，设计人员必须考虑优化成本与修改时间等影响因素，因此对在试航期间发现的振动问题提出振动控制方案收稿日期：2018-03-15 作者简介：付佳（1989-），女，辽宁省葫芦岛市人，硕士，主要研究方向为船舶结构设计、船舶振动噪声分析控制。 E-mail:just_fujia@https://www.360docs.net/doc/9310425398.html, 存在一定难度。以某超大型液化气船为例，该船在试航期间发现驾驶室与首备件舱口角隅在主机转速为89r/min 附近时会发生明显振动现象，为了减小振动幅度，满足船东与市场要求，将对上述两部分开展减振处理。本文应用有限元计算软件对驾驶室与首备件舱口角隅进行振动模态与固有频率分析，所得计算结果与试航实测结果对比吻合，从而找出引起局部结构振动的主要原因。通过避开共振频率范围的方法，结合结构修改成本与时间，提出了一种经济有效的结构优化方案。最后通过再次实船试航试验证明优化方案的有效性，结果令船东较为满意。目前国内文献更关注船舶在设计阶段的分析预报，而针对船舶试航期间发现振动问题并提出振动控制方案的文献较少。事实上，很多船舶在试航期万方数据

振动试验系统现状与发展

振动试验系统现状与发展振动试验的目的在于确定所设计、制造的机器、构件在运输和使用过程中承受外来振动或者自身产生的振动而不至破坏，并发挥其性能、达到预定寿命的可靠性。随着对产品，尤其是航空航天产品可靠性要求的提高，作为可靠性试验关键设备的振动试验系统的发展显得越来越重要。 60年代，702所为满足航天产品振动试验的需要，开始了振动试验系统的研制，包括推力10N至100kN的振动台及各种振动测量仪表和传感器。目前，702所的振动试验设备不仅在航天领域而且在其他行业发挥着作用，成为该所的一项重要民品。用于振动试验的振动台系统从其激振方式上可分为三类：机械式振动台、电液式振动台和电动式振动台。从振动台的激振方向，即工作台面的运动轨迹来分，可分为单向(单自由度)和多向(多自由度)振动台系统。从振动台的功能来分，可分为单一的正弦振动试验台和可完成正弦、随机、正弦加随机等振动试验和冲击试验的振动台系统。以下笔者对各种振动台，主要对电动振动台，及其辅助设备的结构、性能和成本的现状及发展等进行简单的论述。 1.机械式振动台机械式振动台可分为不平衡重块式和凸轮式两类。不平衡重块式是以不平衡重块旋转时产生的离心力来激振振动台台面，激振力与不平衡力矩和转速的平方成正比。这种振动台可以产生正弦振动，其结构简单，成本低，但只能在约 5Hz～100Hz的频率范围工作，最大位移为 6mm峰-峰值，最大加速度约10g，不能进行随机振动。凸轮式振动台运动部分的位移取决于凸轮的偏心量和曲轴的臂长，激振力随运动部分的质量而变化。这种振动台在低频域内，激振力大时，可以实现很大的位移，如100mm。但这种振动台工作频率仅限于低频，上限频率为20Hz左右。最大加速度为3g左右，加速度波形失真很大。机械式振动台由于其性能的局限，今后用量会越来越小。 2.电液式振动台电液式振动台的工作方式是用小的电动振动台驱动可控制的伺服阀，通过油压使传动装置产生振动。这种振动台能产生很大的激振力和位移，如激振力可高达104kN，位移可达2. 5m，而且在很低的频率下可得到很大的激振力。大激振力的液压台比相同推力的电动式振动台价格便宜。电液台的局限性在于其高频性能较差，上限工作频率低，波形失真较大。虽然可以做随机振动，但随机振动激振力的rms额定值只能为正弦额定值的1/3以下。这种振动台因其大推力、大位移可以弥补电动振动台的不足，在未来的振动试验中仍将发挥作用，尤其是在船舶和汽车行业会有一定市场。 3.电动式振动台

弦音震动实验报告

大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：弦音震动学院：专业班级：学生：学号：实验地点：座位号：实验时间：

一、实验目的： 1、了解固定均匀弦振动的传播规律，加深对振动与波和干涉的概念。 2、了解固定均匀弦振动的传播形成驻波的波形，加深对干涉的特殊形式（驻波）的认识。 3、了解决定固定弦共有频率的因素，测量均匀弦线上恒博的传播速度及均匀弦线的线密度。 4、了解声音和频率的关系。二、实验装置：实验装置如图1所示。吉它上有四支钢质弦线，中间两支是用来测定弦线力，旁边两支用来测定弦线线密度。实验时，弦线3与音频信号源接通。这样，通有正弦交变电流的弦线在磁场中就受到周期性的安培力的激励。根据需要，可以调节频率选择开关和频率微调旋钮，从显示器上读出频率。移动劈尖的位置，可以改变弦线长度，并可适当移动磁钢的位置，使弦振动调整到最佳状态。根据实验要求：挂有砝码的弦线可用来间接测定弦线线密度或横波在弦线上的传播速度；利用安装在力调节旋钮上的弦线，可间接测定弦线的力。

如图1所示，实验时,将弦线3（钢丝）绕过弦线导轮5与砝码盘10连接，并通过接线柱4接通正弦信号源。在磁场中，通有电流的金属弦线会受到磁场力（称为安培力）的作用，若弦线上接通正弦交变电流时，则它在磁场中所受的与磁场方向和电流方向均为垂直的安培力，也随之发生正弦变化，移动劈尖改变弦长，当弦长是半波长的整倍数时，弦线上便会形成驻波。移动磁钢的位置，将弦线振动调整到最佳状态，使弦线形成明显的驻波。此时我们认为磁钢所在处对应的弦为振源，振动向两边传播，在劈尖与吉它骑码两处反射后又沿各自相反的方向传播，最终形成稳定的驻波。考察与力调节旋钮相连时的弦线3时，可调节力调节旋钮改变力，使驻波的长度产生变化。为了研究问题的方便，当弦线上最终形成稳定的驻波时，我们可以认为波动是从骑码端发出的，沿弦线朝劈尖端方向传播，称为入射波，再由劈尖端反射沿弦线朝骑码端传播，称为反射波。入射波与反射波在同一条弦线上沿相反方向传播时将相互干涉，移动劈尖到适合位置．弦线上就会形成驻波。这时，弦线上的波被分成几段形成波节和波腹。如图2所示。