振動激勵器

振動激勵器是無起模機構的筒易振動造型機，是一種利用電動、電液壓、壓電或其他原理獲得機械振動的裝置。原理是：將激勵信號輸入一個置於磁場中的線圈，來驅動和線圈相聯的工作台。電動式振動台主要用於10Hz以上的振動測量，最大可激發200N的壓力。在20Hz以下的頻率範圍，常使用電液壓式振動台，這時振勸信號的性質由電伺服系統控制。液壓驅動系統可以給出較大的位移和衝擊力。振動台可以用於加速度計的校準，也可用於電聲器件的振動性能測和其聳的振動試驗。對於不同的測試物和技術指標，應注意選用不同結構和激勵範圍的振動台。

在頻率試驗中，通常用簡諧力或力距來激勵結構的振動。只是在用自由振動法確定動力特性時，才有時用施加脈衝或按近似於所研究階次振型的形狀預先彎曲試件的方法來實現振動的激勵。

對於簡單的結構，為了激振，只施加一個激振力(或力距)就完全足夠了。激振力作用在便於分離某階振動的點上，通常作用在振型的腹部上。例如，在激勵運載火箭及其模型的橫向振動時，此點位於殼體的鼻錐上。

如果結構具有密集的頻譜和大的阻尼，則用若干個激振力(或力距)來激勵振動。其數量取決於一系列因素：相靠近的固有頻率的存在，現有試驗設備的能力和所用的動力特性確定方法。

為產生簡諧力，使用各種力激勵器：電動式，慣性式，電液式和彈簧偏心式激勵器等等。這些激勵器稱為激振器。對振動激勵器的主要求在於；在把必需的力傳到結構上時，它們對結構的慣性、剛度和阻尼的性質不會產生實質性的影響。

在採用多點激勵法時，下列要求也很重要：若干台激勵器能協同工作，在工作頻段內激勵力不變，波形失真小，頻率和激勵力幅值控制簡便。

從滿足上述要求的觀點看來，近年來獲得廣泛實際應用的電動式激勵器是最合適的。電動式激勵器的工作原理是大家熟悉的。電動式激勵器是以通有給定頻率交流電流的動圈與直流磁場相互作用為其工作原理的。產生的力與動圈的安匝數和磁路工作氣隙中感應磁場成正比。在設計電動式振動激勵器時，力求獲得最大的力一電流比和力一移動系統質量比。這就使動圈繞組工作在高溫狀態中。因此，為了提高效率而採用空氣冷卻，有時(在大功率激勵器中)採用水冷卻。通常把力激勵器的移動系統連接在板簧或平面膜片上。用永久磁鐵或電磁鐵產生磁場。採用永久磁鐵不但力特性穩定性好，而且由電網產生的諧波小。

電動式力激勵器與功率放大器配套使用。功率放大器把振蕩器供給的控制電壓變換為通入激勵器動圈繞組的電流。如果功率放大器具有低的輸出阻抗，則由於存在動圈在磁場中運動而產生的反電勢，隨著頻率和振幅的改變，所加的電壓與變換成的電流之間的相位關係可能會明顯地改變。對於若干台力激勵器必須同步工作的多通道振動裝置，上述相位變化是不允許的。因此，為這些裝置研製和配備了高輸出阻抗的功率放大器。例如，Prodera公司的輸出功率為160瓦、頻率範圍為0~10 的20WA50/DA功率放大器具有10000歐姆的輸出阻抗。

功率放大器用專用的振蕩器來進行控制。這些振湯器能產生頻率和幅值均可調節的簡諧電壓。現代的振蕩器具有很高的頻率穩定度(不劣於0．1%)並有振動頻率數字顯示。

電動式力激勵器、功率放大器和振蕩器一起組成振動激勵系統(圖1)。

專用的連接件一帶鉸節點的剛性機械連接桿，彈性連接桿和電磁聯軸節用於電動式力激勵器與被試結構的對接。對連接件的基本要求與對力激勵器移動系統的要求相似：連接件不應在實質上改變結構的慣性、剛度和阻尼的性質。

其它型式的力激勵器(慣性式、電液式和彈簧一偏心式)具有一系列嚴重的缺點，因而目前它們在頻率試驗中的應用極為有限。

本儀器可用於推動小型振動激勵器，特別是由1801型激勵器主體和6枚可互換激勵器頭所構成的BK激勵系統。

本儀器可用作具有低輸出阻抗和平直的電壓頻率響應的電壓發生器，或作為具有高輸出阻抗和平直的電流頻率響應的電流源。在這兩種方式中用作高功率低失真的振動激勵器。

參考圖2。