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941B型超低頻測(cè)振儀是一種用于超低頻或低頻振動(dòng)測(cè)量的多功能儀器，它主要用于地面和結(jié)構(gòu)物的脈動(dòng)測(cè)量，一般結(jié)構(gòu)物的工業(yè)振動(dòng)測(cè)量，高柔結(jié)構(gòu)物的超低頻大幅度測(cè)量和微弱振動(dòng)測(cè)量。每套測(cè)振儀包括941B型拾振器六臺(tái)（四臺(tái)水平向，兩臺(tái)鉛垂向）和941型放大器（六線）一臺(tái)。941型拾振器采用無源閉環(huán)伺服技術(shù)，以獲得良好的超低頻特性。拾振器設(shè)有加速度、小速度、中速度和大速度四檔。放大器具有放大、積分、高陡度濾波和阻抗變換的功能。用戶可根據(jù)需要，選取拾振器上微型撥動(dòng)開關(guān)及放大器上參數(shù)選擇開關(guān)相應(yīng)的檔位，可提供測(cè)點(diǎn)的加速度、速度或位移參量，并可提供不同頻帶和不同濾波陡度。本儀器具有體積小、重量輕、使用方便、分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大及一機(jī)多用的特點(diǎn)。本儀器可直接與各種記錄器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配接。
二．主要技術(shù)指標(biāo)
941B型拾振器主要技術(shù)指標(biāo) 表1
| 技術(shù)指標(biāo) 參量 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 加速度 | 小速度 | 中速度 | 大速度 | ||
| 靈敏度 | 0.3 | 23 | 2.4 | 0.8 | |
| zui 大 量 程 | 加速度（m/s2,0-p） | 20 | | | |
| 速 度（m/s,0-p） | | 0.125 | 0.3 | 0.6 | |
| 位 移（mm，0-p） | | 20 | 200 | 500 | |
| 通頻帶 | 0.25～80 | 1～100 | 0.25～100 | 0.17～100 | |
| 輸出負(fù)荷電阻 | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 | |
| 與941型放大器配接后的分辨率 | 加速度（m/s2） | 5×10-6 | | | |
| 速 度（m/s） | | 4×10-8 | 4×10-7 | 1.6×10-6 | |
| 位 移（m） | | 4×10-8 | 4×10-7 | 1.6×10-6 | |
| 尺寸,重量 | 63×63× | ||||
941B型拾振器靈敏度值 表2
| 檔位及指標(biāo) | | | | | | | |
| 1 | 加速度靈敏度Sa（V·s2/m） | | | | | | |
| 2 | 小速度靈敏度Sv1（V·s/m） | | | | | | |
| 3 | 中速度靈敏度Sv2（V·s/m） | | | | | | |
| 4 | 大速度靈敏度Sv3（V·s/m） | | | | | | |
941型放大器主要技術(shù)指標(biāo)
放大倍數(shù)K:參數(shù)選擇開關(guān)置于1時(shí)，K=10～5000；
參數(shù)選擇開關(guān)置于2時(shí)，K=1～500；
參數(shù)選擇開關(guān)置于3時(shí)，K=5～2000；KI1=20；
參數(shù)選擇開關(guān)置于4時(shí)，K=1～500；KI2=4；
其中KI1 及KI2 為積分增益
放大器各檔位的放大倍數(shù) 表3
| 參數(shù)選擇檔位置 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 1 | 直 通 | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 5000 |
| 2 | 直 通 | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 | 400 | 500 |
| 3 | 積分（KI1=20） | 5 | 10 | 25 | 50 | 100 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 2500 |
| 4 | 積分（KI2=4） | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 | 400 | 500 |
放大器積分增益 表4
| 記錄道 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 積分 增益 | 參數(shù)選擇檔3 K11 （1/s） | | | | | | |
| 參數(shù)選擇檔4 K12 （1/s） | | | | | | | |
輸入阻抗（KΩ）：≥1000
輸出負(fù)荷（KΩ）：≥1
輸入噪聲（μv）：直流供電時(shí)≤1；交流供電時(shí)≤10。
| 通頻帶選擇開關(guān)檔位 | 通頻帶（Hz） | 低通濾波陡度 |
| 1 | 0.25～25 | -40dB/oct |
| 2 | 0.025～35 | -40dB/oct |
| 3 | 0.25～200 | -12dB/oct |
通 頻 帶 ：
電 源 ：±5～±12VDC或220VAC
耗 電 ：90mA（±12DC時(shí)）
尺 寸（mm）：380×240×110
重 量 （kg）：5
使 用 環(huán) 境溫度：-10℃～+
使 用 環(huán) 境濕度：≤80%
三．原 理
（一）．拾振器
941B型拾振器屬于動(dòng)圈往復(fù)式拾振器。拾振器原理如圖1所示，圖中Km為微型撥動(dòng)開關(guān)。
當(dāng)微型撥動(dòng)開關(guān)的開關(guān)1接通（ON）時(shí)，動(dòng)圈式往復(fù)擺的運(yùn)動(dòng)微分方程為：
其中：
此時(shí)，電阻RPl的阻值較小，故阻尼常數(shù)D≥1，拾振器的運(yùn)動(dòng)部分構(gòu)成速度擺，即擺的位移與地面運(yùn)動(dòng)的速度成正比，拾振器構(gòu)成加速度計(jì)，它的輸出電壓與地面運(yùn)動(dòng)的加速度成正比，其加速度靈敏度
式中BL為機(jī)電耦合系數(shù)。
當(dāng)微型撥動(dòng)開關(guān)2或開關(guān)3或開關(guān)4接通時(shí)，擺的運(yùn)動(dòng)微分方程為：
式中M1為并聯(lián)電容后的當(dāng)量質(zhì)量，此時(shí)，由于線圈回路的電阻較大，因此，Dl＜1，當(dāng)Ml＞＞ml時(shí)，拾振器的速度靈敏度
式中C為電容器的電容量。
拾振器的測(cè)量方向分為鉛垂向和水平向?？蓮氖罢衿鞣阶?span lang="EN-US">V、H符號(hào)辨別。H代表水平向，V代表鉛垂向，水平向和鉛垂向拾振器測(cè)振時(shí)應(yīng)按圖2所示放置。
鉛垂向 水平向
圖2 拾振器測(cè)量方向圖
（二）.放大器
放大器是用作放大、積分、濾波和阻抗變換。放大器的前面板如圖3所示，圖中：
（1）“CB”為電壓表，是用來檢查電源電壓及各信號(hào)道工作是否正常的指示裝置。
（2）“Kl”為表頭功能選擇開關(guān)，置于“E+”、“E-”可分別檢查正負(fù)電源是否正常。
（3）“K
（4）“K
（5）“K
（6）“LED”為發(fā)光二極管，它發(fā)亮?xí)r表示電源已接通。
放大器后面板如圖4所示，圖中：
CZl為電源插座；CZ2為信號(hào)輸人插座；CZ3為信號(hào)輸出插座；BX為保險(xiǎn)絲座；K 5為電源開關(guān)，K 6為交直流電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。
（三）．整套測(cè)振儀的靈敏度
1．測(cè)量加速度
當(dāng)拾振器上的微型波動(dòng)開關(guān)1置于ON，放大器的參數(shù)選擇開關(guān)置于檔1或者檔2時(shí)，儀器輸出為加速度參量，此時(shí)，側(cè)振儀整機(jī)加速度靈敏度
式中K為放大器的放大倍數(shù)。
2．測(cè)量速度
當(dāng)拾振器上的微型撥動(dòng)開關(guān)2或3或4置于ON，放大器的參數(shù)選擇開關(guān)置于檔1或檔2時(shí)，儀器輸出為速度參量，此時(shí)，測(cè)振儀整機(jī)的速度靈敏度
3．測(cè)量位移
當(dāng)拾振器上的微型撥動(dòng)開關(guān)2或3或4置于ON，放大器的參數(shù)選擇開關(guān)置于檔3或檔4時(shí)，儀器輸出位移參量，此時(shí)測(cè)振儀整機(jī)的位移靈敏度
式中K I為積分增益。
四．使用方法
1．接通電源
先將電源選擇開關(guān)K 6置于所需位置。如使用交流電源，則把電源電纜的交流插頭（三芯）與市電（220VAC）連接，如使用直流電源，則把電源電纜的直流電源線按紅接正、黃接負(fù)、屏蔽層接地與蓄電池連接，然后將電源電纜插頭（七芯）插入放大器電源插座上。將電源開關(guān)K 5置于開（此時(shí)發(fā)光二極管--LED亮），并將表頭功能開關(guān)K l依次置于“E +”“E -”位置，通過表頭檢查電源電壓是否正常。電源插頭接線見圖5。
2．拾振器與放大器的使用
（1）拾振器的安裝與調(diào)節(jié)
在把拾振器的撥動(dòng)開關(guān)置于適當(dāng)位置之后，把拾振器與被測(cè)點(diǎn)用粘合劑固結(jié)牢，并使水平拾振器的幾何軸線大致呈水平，鉛垂向拾振器的幾何軸線與水平面大致呈垂直，然后將拾振器的輸出端與放大器的輸入插座相連。
注意：拾振器在非使用狀態(tài)時(shí)，均應(yīng)將“
（2）放大器各功能開關(guān)的應(yīng)用
①通頻帶的選擇。用戶根據(jù)需要把通頻帶選擇開關(guān)K 4置于相應(yīng)檔位。
②參數(shù)選擇開關(guān)檔位的選擇。用戶根據(jù)需要，參考表5所列，把參數(shù)選擇開關(guān)（K 3）置于相應(yīng)檔位。
③根據(jù)所需振動(dòng)信號(hào)大小，把放大倍數(shù)開關(guān)K 2置于合適的檔位。
表5
| 測(cè) 量 參 量 | 拾 振 器 檔 位 | 放大器“參數(shù)選擇”開關(guān)擋位 |
| 加速度 | 1閉合（ON），其它斷開 | 1或2 |
| 小速度 | 2閉合（ON），其它斷開 | 1或2 |
| 中速度 | 3閉合（ON），其它斷開 | 1或2 |
| 大速度 | 4閉合（ON），其它斷開 | 1或2 |
| 小位移 | 2閉合（ON），其它斷開 | 3 |
| 中位移 | 3閉合（ON），其它斷開 | 3或4 |
| 大位移 | 4閉合（ON），其它斷開 | 4 |
3．與記錄器配接
（1）與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配接
配按時(shí)應(yīng)注意共地，以免發(fā)生串線現(xiàn)象，在儀器使用前，用戶應(yīng)閱讀所使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的使用說明書。目前我國(guó)使用的“數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)”，通常備有程控放大器。使用時(shí)要求把所測(cè)參量（位移、速度、或加速度）、量綱（m、m／s或m／s2）及測(cè)振儀整機(jī)靈敏度輸入系統(tǒng)中。在時(shí)域分析或頻率域分析的結(jié)果中，自動(dòng)消去其程控放大器的放大倍數(shù)。
（2）與磁帶記錄器配接
配接時(shí)應(yīng)注意共地，以防止發(fā)生串線現(xiàn)象。整套儀器（包括磁帶記錄器）靈敏度為：
加速度靈敏度
式中，U0為磁帶機(jī)的輸出電壓。Kc為磁帶機(jī)的放大倍數(shù)。加速度幅值
速度靈敏度
速度幅值
位移靈敏度
位移幅值
五、儀器的成套性
（1）電源電纜 2根
（2）放大器輸入電纜 6根
（3）放大器輸出電纜 6根
（4）拾振器輸出電纜 6根
（5）
（6）儀器使用說明書 l本
（7）產(chǎn)品合格證 相應(yīng)給出
附:常見故障排除
| 放大器表頭無電壓指示 | 放大器后面板電源插座接觸是否良好，保險(xiǎn)絲是否熔斷。檢查電源回路，或更換保險(xiǎn)絲。檢查電池有無電壓輸出。 |
| 閉合放大器的電源開關(guān)， 保險(xiǎn)絲立即熔斷 | 檢查電池的正負(fù)極性是否接反，檢查有無短路現(xiàn)象。 |
| 記錄曲線出現(xiàn)嚴(yán)重漂移 | 1.檢查電源電壓是否正常。 2.如故障未排除，檢查各道測(cè)線接頭是否包好。 3.檢查拾振器是否與被測(cè)點(diǎn)固定好，有無相對(duì)滑移現(xiàn)象。 4.檢查輸入插座是否接觸可靠。 |
| 各線道偏壓很大，儀器不 能工作 | 檢查電源電壓和保險(xiǎn)絲是否正常。 |
| 某一線道偏壓很大，其它 線道正常 | 該線道的運(yùn)算放大器損壞，需要更換。 |
| 對(duì)于有共地的記錄器，如 發(fā)現(xiàn)各線道記錄器的時(shí)程曲線的幅值和頻率成分都十分接近 | 檢查記錄器和放大器的各線道連接線是否正確，是否統(tǒng)一共地。 |
| 如發(fā)現(xiàn)某記錄通道有明顯的高頻分量 | 檢查拾振器與測(cè)點(diǎn)是否固結(jié)牢，測(cè)點(diǎn)是否有局部振動(dòng)。 |
| 在測(cè)小振幅值振動(dòng)時(shí)，明 顯有50Hz干擾或其它高頻干擾 | 檢查測(cè)點(diǎn)周圍是否有高壓電纜，測(cè)點(diǎn)周圍是否有其它機(jī)械振動(dòng)干擾。 |
| 在做拾振器一致性試驗(yàn)時(shí)，某一線道出現(xiàn)波形不一致或無信號(hào) | 檢查信號(hào)導(dǎo)線是否有斷路或短路現(xiàn)象，如測(cè)線沒有問題，可能是拾振器出了故障，需返回修理。 |
