振動臺做掃頻的時候的振幅偏差分解

這是一個非常好的問題，也是振動測試工程中的核心問題。振動臺在掃頻時，“振幅恒定”并不是指整個過程中振幅是一個固定值，而是指在掃頻過程中，系統(tǒng)能夠按照設定的“參考譜”來精確控制振幅，其偏差在國家標準或行業(yè)標準允許的范圍之內(nèi)。

這個“恒定”是相對于設定值而言的，是一個動態(tài)控制的過程。

核心概念：控制譜與容差帶

在掃頻測試中，您會設定一個“振動量級-頻率”曲線，這就是 “控制譜” 或 “參考譜” 。例如，“從10Hz到500Hz，加速度保持10m/s2”。振動臺的控制系統(tǒng)會努力讓臺面的實際振動值緊跟這條設定曲線。

“合格”就意味著實際振動曲線（監(jiān)測曲線）全程都落在控制譜的 “容差帶” 之內(nèi)。

合格的標準依據(jù)

主要依據(jù)以下國家標準：

1. GB/T 2423.10-2019 《環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc: 振動（正弦）》

2. GB/T 5170.13-2018 《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設備檢驗方法 第13部分：振動（正弦）試驗用電動振動臺》

這些標準明確規(guī)定了振幅（通常指加速度）的允差要求。

具體的合格判據(jù)

以下是在整個掃頻范圍內(nèi)，振幅控制被認為是“合格”的通用要求：

1. 基本允差（在非共振點）

• ±15% 或 ±20%：這是最常見的允差要求。例如，您設定的是10 m/s2，那么在掃頻過程中，實際測得的加速度值應在 8.5 m/s2 到 11.5 m/s2（對應±15%） 或 8 m/s2 到 12 m/s2（對應±20%） 之間。

• GB/T 2423.10-2019 中通常推薦使用 ±15%。

• 這個允差適用于掃頻范圍內(nèi)的大部分頻率點，特別是那些試件沒有明顯共振的頻率區(qū)域。

2. 共振點附近的放寬允差

• ±25%：這是一個非常重要的例外條款。當掃描到試件的共振頻率時，由于很小的激勵能量就能引起試件巨大的響應，臺面的控制點振幅會急劇變化，控制系統(tǒng)需要迅速降低輸出以保護設備并維持控制。在這種情況下，標準允許將容差放寬到 ±25%。

• 例如，設定10 m/s2，在共振點，實際值在7.5 m/s2 到 12.5 m/s2 之間都是可以接受的。

• 同時，標準通常還規(guī)定，在共振點上，不允許連續(xù)超過5個循環(huán)的振幅值低于設定值的-25%（即不能長時間“欠試驗”）。

  
  

3. 容差帶圖示

一個合格的掃頻控制曲線應該如下圖所示：

• 綠色區(qū)域（容差帶）：實際監(jiān)測曲線（藍色線）必須全程落在這個帶狀區(qū)域內(nèi)。

• 共振峰/谷：當曲線出現(xiàn)尖峰或凹陷時，其幅度不能超出放寬后的容差帶（如±25%）。

如何判斷您的振動臺掃頻是否“合格”？

1. 查看實時控制/監(jiān)測曲線：任何現(xiàn)代的振動控制系統(tǒng)都會在屏幕上同時顯示“控制譜”（設定值）和“監(jiān)測譜”（實際值）兩條曲線。

2. 觀察偏差：在掃頻過程中，觀察監(jiān)測曲線是否始終緊貼控制曲線，并且沒有超出圖形上標出的容差帶范圍。

3. 檢查共振點：特別注意在曲線出現(xiàn)劇烈峰值的頻率點，監(jiān)測曲線是否瞬間超出了±15%但仍在±25%以內(nèi)，并且能快速恢復。

4. 閱讀測試報告：測試結(jié)束后，系統(tǒng)生成的報告通常會有一個“合規(guī)性檢查”，明確告訴你本次測試是否在容差范圍內(nèi)完成。

總結(jié)

振動臺掃頻時“振幅恒定”合格的最終判據(jù)是：

在整個掃頻頻率範圍內(nèi)，控制點的實際振幅值，相對于設定值的偏差，在非共振點不超過 ±15% ，在試件共振點附近不超過 ±25% ，并且全程沒有連續(xù)過多的循環(huán)數(shù)低于下限。

如果您在測試中觀察到振幅波動超出了上述范圍，則可能意味著存在負載過重、夾具共振、控制系統(tǒng)調(diào)試不佳（均衡失敗）或振動臺推力不足等問題，需要進行分析和解決。