[科普中国]-振动激励器

振动激励器振动台。利用电动原理获得机械振动的装置。它可用于加速度计的校准以及电声器件振动性能的测试，也可用来试验产品的耐振强度和耐振稳定性。电动振动台按工作原理来分，有三种类型，即直接式、补偿式和感应式。按它具有的推力、工作频率范围等特性来分，种类就更多。因此对于不同的被测物和振动技术指标，应选用不同结构和激励范围的振动台。1

概念振动激励器是无起模机构的筒易振动造型机，是一种利用电动、电液压、压电或其他原理获得机械振动的装置。原理是：将激励信号输入一个置于磁场中的线圈，来驱动和线圈相联的工作台。电动式振动台主要用于10Hz以上的振动测量，最大可激发200N的压力。在20Hz以下的频率范围，常使用电液压式振动台，这时振劝信号的性质由电伺服系统控制。液压驱动系统可以给出较大的位移和冲击力。振动台可以用于加速度计的校准，也可用于电声器件的振动性能测和其耸的振动试验。对于不同的测试物和技术指标，应注意选用不同结构和激励范围的振动台。

振动的激励在频率试验中，通常用简谐力或力距来激励结构的振动。只是在用自由振动法确定动力特性时，才有时用施加脉冲或按近似于所研究阶次振型的形状预先弯曲试件的方法来实现振动的激励。

对于简单的结构，为了激振，只施加一个激振力(或力距)就完全足够了。激振力作用在便于分离某阶振动的点上，通常作用在振型的腹部上。例如，在激励运载火箭及其模型的横向振动时，此点位于壳体的鼻锥上。

如果结构具有密集的频谱和大的阻尼，则用若干个激振力(或力距)来激励振动。其数量取决于一系列因素：相靠近的固有频率的存在，现有试验设备的能力和所用的动力特性确定方法。

为产生简谐力，使用各种力激励器：电动式，惯性式，电液式和弹簧偏心式激励器等等。这些激励器称为激振器。对振动激励器的主要求在于；在把必需的力传到结构上时，它们对结构的惯性、刚度和阻尼的性质不会产生实质性的影响。

在采用多点激励法时，下列要求也很重要：若干台激励器能协同工作，在工作频段内激励力不变，波形失真小，频率和激励力幅值控制简便。

从满足上述要求的观点看来，近年来获得广泛实际应用的电动式激励器是最合适的。电动式激励器的工作原理是大家熟悉的。电动式激励器是以通有给定频率交流电流的动圈与直流磁场相互作用为其工作原理的。产生的力与动圈的安匝数和磁路工作气隙中感应磁场成正比。在设计电动式振动激励器时，力求获得最大的力一电流比和力一移动系统质量比。这就使动圈绕组工作在高温状态中。因此，为了提高效率而采用空气冷却，有时(在大功率激励器中)采用水冷却。通常把力激励器的移动系统连接在板簧或平面膜片上。用永久磁铁或电磁铁产生磁场。采用永久磁铁不但力特性稳定性好，而且由电网产生的谐波小。2

电动式力激励器与功率放大器配套使用。功率放大器把振荡器供给的控制电压变换为通入激励器动圈绕组的电流。如果功率放大器具有低的输出阻抗，则由于存在动圈在磁场中运动而产生的反电势，随着频率和振幅的改变，所加的电压与变换成的电流之间的相位关系可能会明显地改变。对于若干台力激励器必须同步工作的多通道振动装置，上述相位变化是不允许的。因此，为这些装置研制和配备了高输出阻抗的功率放大器。例如，Prodera公司的输出功率为160瓦、频率范围为0~104合资的20WA50/DA功率放大器具有10000欧姆的输出阻抗。

功率放大器用专用的振荡器来进行控制。这些振汤器能产生频率和幅值均可调节的简谐电压。现代的振荡器具有很高的频率稳定度(不劣于0．1%)并有振动频率数字显示。

电动式力激励器、功率放大器和振荡器一起组成振动激励系统(图1)。

专用的连接件一带铰节点的刚性机械连接杆，弹性连接杆和电磁联轴节用于电动式力激励器与被试结构的对接。对连接件的基本要求与对力激励器移动系统的要求相似：连接件不应在实质上改变结构的惯性、刚度和阻尼的性质。

其它型式的力激励器(惯性式、电液式和弹簧一偏心式)具有一系列严重的缺点，因而目前它们在频率试验中的应用极为有限。2

2707功率放大器概述本仪器可用于推动小型振动激励器，特别是由1801型激励器主体和6枚可互换激励器头所构成的BK激励系统。

本仪器可用作具有低输出阻抗和平直的电压频率响应的电压发生器，或作为具有高输出阻抗和平直的电流频率响应的电流源。在这两种方式中用作高功率低失真的振动激励器。3

主要技术特性参考图2。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学