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(wú)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(kāi)關(guān)及放大器上參數(shù)選擇開(kāi)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

941B型拾振器靈敏度值                           表2

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(kāi)關(guān)置于1時(shí)，K=10～5000；

          參數(shù)選擇開(kāi)關(guān)置于2時(shí)，K=1～500；

          參數(shù)選擇開(kāi)關(guān)置于3時(shí)，K=5～2000；K_I1=20；

          參數(shù)選擇開(kāi)關(guān)置于4時(shí)，K=1～500；K_I2=4；

其中K_I1 及K_I2 為積分增益

放大器各檔位的放大倍數(shù)                          表3

放大器積分增益                              表4

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 ：

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℃～+50℃

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K_m為微型撥動(dòng)開(kāi)關(guān)。

    當(dāng)微型撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的開(kāi)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：

，                       （1）

    其中： 為擺的運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量， 、 、 分別為擺的加速度，速度和位移， 為阻尼系數(shù)， 為簧片的剛度， 為地面運(yùn)動(dòng)的加速度。

    此時(shí)，電阻R_Pl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

   ，                            （2）

式中BL為機(jī)電耦合系數(shù)。

    當(dāng)微型撥動(dòng)開(kāi)關(guān)2或開(kāi)關(guān)3或開(kāi)關(guān)4接通時(shí)，擺的運(yùn)動(dòng)微分方程為：

  ，                     （3）

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，D_l＜1，當(dāng)M_l＞＞m_l時(shí)，拾振器的速度靈敏度

   ，                            （4）

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(lái)檢查電源電壓及各信號(hào)道工作是否正常的指示裝置。

    （2）“K_l”為表頭功能選擇開(kāi)關(guān)，置于“E₊”、“E_-”可分別檢查正負(fù)電源是否正常。

    （3）“K₂”為放大倍數(shù)選擇開(kāi)關(guān)，使用者按需要把K₂置于適當(dāng)位置。

    （4）“K₃”為參數(shù)選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)K₃置于檔1或檔2時(shí)為直通檔，用來(lái)測(cè)量加速度或速度，當(dāng)置于檔3時(shí)為積分檔l，用來(lái)測(cè)量小位移；置于檔4時(shí)為積分檔2，用來(lái)測(cè)量低頻的中位移或大位移。

    （5）“K₄”為通頻帶選擇開(kāi)關(guān)，置于1檔時(shí)，放大器通頻帶為0_。25～25Hz，低通濾波陡度為-40dB／oct，主要用在場(chǎng)地脈動(dòng)測(cè)量；置于2檔時(shí)，放大器的通頻帶為0.025～35Hz，低通濾波陡度為-40dB／oct，主要用在結(jié)構(gòu)脈動(dòng)測(cè)量及超低頻大位移測(cè)量；置于3檔時(shí)，放大器的通頻帶為0.25-200Hz，低通濾波陡度為-12dB／oct，主要用于一般振動(dòng)測(cè)量及波速測(cè)量。

（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(kāi)關(guān)，K ₆為交直流電源轉(zhuǎn)換開(kāi)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(kāi)關(guān)1置于ON，放大器的參數(shù)選擇開(kāi)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

    ，                            （5）

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(kāi)關(guān)2或3或4置于ON，放大器的參數(shù)選擇開(kāi)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

    ，                           （6）

    3．測(cè)量位移

    當(dāng)拾振器上的微型撥動(dòng)開(kāi)關(guān)2或3或4置于ON，放大器的參數(shù)選擇開(kāi)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

  ，                        （7）

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(kāi)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(kāi)關(guān)K ₅置于開(kāi)（此時(shí)發(fā)光二極管--LED亮），并將表頭功能開(kāi)關(guān)K _l依次置于“E ₊”“E _-”位置，通過(guò)表頭檢查電源電壓是否正常。電源插頭接線見(jiàn)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(kāi)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“1”檔置于“ON”或把輸出端短路，以保護(hù)拾振器的運(yùn)動(dòng)部件。

    （2）放大器各功能開(kāi)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(kāi)關(guān)K ₄置于相應(yīng)檔位。

      ②參數(shù)選擇開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)K ₂置于合適的檔位。

表5

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(shuō)明書(shū)。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

  ,                       （8）

式中，U₀為磁帶機(jī)的輸出電壓。K_c為磁帶機(jī)的放大倍數(shù)。加速度幅值

   ,                            （9）

速度靈敏度

    ,                     （10）

速度幅值

   ,                           （11）

位移靈敏度

  ,                     （12）

位移幅值

  ,                           （13）

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）0.保險(xiǎn)絲管      4只

（6）儀器使用說(shuō)明書(shū)    l本

（7）產(chǎn)品合格證        相應(yīng)給出

附:常見(jiàn)故障排除