低频模态激振器    电磁模态激振器

JZQ-20B型高精度低频激振器使用说明

一、用途

  JZQ-20B型高精度是一种电动变换器，即将电能转换为机械能，对试件提供激振力的一种装置。与GF200型功率放大器相配，再加上有关仪器，可广泛用于各种工程结构的振动试验。特别适用于桩基检测、桥梁、水坝等大型结构振动试验。

此外，它可以用作振动台，对小型仪表、零件等作环境振动试验、疲劳试验以及对传感器进行校验。

二、主要技术指标

三、原理

电动式激振器是由弹簧、动圈、铁芯、磁钢、磁极板、壳体等组成。动圈骨架上部可直接和激振顶杆相连。动圈处于铁芯和磁极板之间的工作间隙中。动圈由上下二组弹簧支持,构成激振器的可动系统(部件)。弹簧本身固定在壳体上。

当功率放大器供给动圈可变频率电流时，根据电磁感应定律，可以得到：

             F＝0.102BLI×10⁴                (1)

             F₀＝0.102BLI₀×10⁴              (2)

式中：

      F为电磁感应力（公斤），即通常所谓的激振力

      F_O为激振力F的幅值（公斤），即所谓的大激振力

      B为工作气隙中平均磁感应强度（高斯）

      I为动圈中的电流瞬时值（安培）

      L为切割磁力线的线圈的导线的有效长度（米）

由（1）、（2）式可得：

          α＝F/I＝F₀/I₀＝0.102BL×10⁴      (3)

对于每台激振器而言,B,L均为常数,故α即为定值,，通常称α为激振器的力常数。

四、主要特性

（1）弹簧特性

本激振器采用了两组线性弹簧作为动圈的悬挂装置。

（2）频率特性

本激振器的可动部件零阶固有频率约为22赫兹。这个共振频率对于激振大试件或者采用力传感器测量试件频响函数时，将不会影响试验结果。可动部件的*阶弹性共振频率约为2.8K赫兹。因此该型激振器使用在0.01～2.0K赫兹是很合适的。如图(1)所示。

图(1)激 振 器 频 响 特 性

（3）力常数

由于各台激振器的线圈匝数和磁感应强度不是严格相等的，故各台激振器的力常数会略有不同，标在合格证的力常数是在位移S=0，即激振器动圈处于中立位置校测到的值。

（4）磁场

该激振器采用了高能磁性材料——钕铁硼，它具有*的矫顽力，因而使激振力对电流的非线性小于1％。同时使激振器的体积和重量大大减小。

五、使用

（一）激振器的悬挂

可以采用下列三种方法：

（1）激振器刚性固定于地面。这种固定方法要求激振器和支架、夹具等形成的振动系统之共振频率高于激振器的工作频率3～4倍。为此，尽可能采用笨重而刚性较好的支架和夹具。对于非临时性的固定或激振器在相当低的频率下工作时，这种方法比较合适。

（2）激振器弹性地固定于地面。这种固定方法要求激振器和弹簧所形成的振动系统之共振频率低于激振低工作频率3～4倍。为此，激振器通常采用橡皮绳或金属弹簧和支架连接。此方法便于多次安装，同时可以大大减小激振器的能量向地面传递。当激振工作频率f＞5赫兹时，建议尽可能采用这种方法。

（3）激振器弹性地固定在试件本身上。这种方法要求激振器和弹簧所形成的振动系统低于激振低工作频率3～4倍。为此，激振器也必须采用橡皮绳或金属弹簧悬挂在试件上。当激振器无法采用上述两种方法固定于地面时，如桥梁、飞机的机翼以及其它自由悬挂的结构，这是*能够采用的方法。

（二）激振器与试件的连接

随激振器一起提供的连接杆，是专门用来连接激振器和试件的。主要起到将传递激振力给试件的作用，同时也起到保护激振器的作用。如由于激振器安装不当，试件的激振方向和激振器的轴线方向不*时，可能致使连接杆弯曲,甚至断裂，而不至于损坏激振器。

连接杆和试件与激振器连接时，必须使激振器动圈处于中间(平衡)位置。连接好以后，还要在连接杆的两端并上螺帽，以防止由于振动而造成连接松动。

（三）大行程限制

当激振器可动部件达到极限行程时，动圈骨架将碰撞限制器发出哒哒的响声。此时须迅速减小功率放大器的输出电流。

（四）大电流的限制

本激振器和功率大器配套使用，通过动圈上的电流须加以监视且不得超过大电流峰值25A。在2/3以上出力的状态工作时，激振器只能间隙性工作，否则内部升温会造成损坏。

（五）用作振动台

  在本激振器动圈骨架装一个小台面，可以当作小振动台使用。