赵猗深

（中国电科集团十三所检测中心， 河北 石家庄 050051）

任何产品都要在一定的环境条件下使用、运输和储存，因此摆脱不了环境的影响，特别是恶劣环境下工作的产品更是如此。通常产品在使用前，都要验证产品能否适应现场环境，并能达到令人满意的的工作要求，这就要求产品投产前通过模拟现场环境进行试验。环境适应性和可靠性贯穿于产品设计、研制、生产、试验和使用全过程，因此产品环境试验的是保证产品正常使用和产品寿命的非常重要一环。

环境对产品的影响直到二次大战后才逐渐受到人们的重视的。由于现场环境存在有温度、湿度、沙尘、雾水，对投入的产品产生较大的影响，这些因素不能保证产品正常使用，并发生损坏，甚至安装到设备上导致误动作。现场环境的振动是对产品性能影响的一个重要问题，振动会导致设备及内部结构的动态位移。动态位移的速度、加速度可导致或加剧产品的结构疲劳，加速机械磨损。振动测量是从航空航天部门发展起来的，在动力机械、交通运输、建筑等工业部门及环境保护、劳动保护等方面也显示出其重要作用。

一、振动检测原理

模拟现场环境进行振动检测的主要是试验方法和检测设备。产品振动实际经受的振动有正弦振动和随机振动。正弦振动是由于飞机、车辆、船舶、空中飞行器和场面机械的旋转、脉动、振荡等诸力所引起；产品在运输和实际使用中遇到的振动，大多是随机振动。随机振动的频率域宽，并有连续的频谱，能同时在所有频率上对产品进行激励，比用正弦振动仪对某些频率或连续扫频模拟振动更真实、更有效，因此随机振动试验能更真实的反映产品的耐振性。

随着精密加工技术的高速发展，运动部件的高精度实时测量越来越重要，需要测量的振动小、频率范围也越宽。振动测量和检测的工具中，测振是振动测量仪器的最基本部分。一般的振动测量系统的性能往往决定了整个仪器或系统的性能。根据线性系统的叠加原理，振动的响应是振动系统测振部分对各个谐振动相应的叠加。测试点的振动必须具有一定的代表性，能够准确的、稳定的反映出激振力和元件用于的设备的振动幅度或频率等参数。

振动检测能对产品进行24小时不间断的监控、记录，随时测量产品的振动频率，保护产品免受失衡、偏心、松动或磨损而导致的振动不足或振动过度。剔除那些振动频率超标、不能适应环境的产品，及早检测出即将发生的故障，使预防、纠正措施做事前纠错，将振动异常所带来的损失降低到最小。是质量保证体系的重要措施。

二、振动测量设备

振动测量设备主要包括三方面的设备。激振设备、测振设备和分析设备。

（一）激振设备分为激振器和振动台两类，目前已采用带振动控制仪的激振设备 ，它可按要求的波形或谱形激振。激振源即产品内部的结构、组件等产生的振动会通过中间承力媒介传到产品的最的外端，某种程度上说，承力媒介的振动能够反映出产品总质量的振动状况，产品内部的不平衡度和附件的受激振的程度。

（二）测振设备有测力、测运动和测阻抗等三种传感器。达到对产品振动监测，监测器的测量灵敏度高、抗干扰能力好，监测范围广泛，能够实时检测到任何波形的振动，可以适用于任意多轴测量的应用，采集到各个方向上出现的振动数据。振动监测器中高性能的产品，在千分之一秒的时间内达到同时采集三个通道方向的振动数据，实现产品振动故障诊断和趋势监测。

（三）分析设备为滤波器，可以起抗干扰、去噪声、提取有用信号等作用。振动测量得到的大量原始数据必须经过各种处理，才能作为工程设计的计算依据。多通道振动测试与模态分析是由数据采集、数字信号处理（DSP）和计算机等部分组成的虚拟仪器设备。测试的原始记录通过直观分析可将数据分为瞬态的、周期的、随机的3种，数据采集部分将被分析的声或振动信号转换成数字信号，数字信号处理（DSP）部分对采集到的字信号进行调理，从而得到表征响应特征的各种信息，处理的结果传到计算机来显示并保存。

作者是半导体测试设备领域现场环境试验人员，针对元器件、零件、电子材料等产品进行振动检测，主要是编好振动频率的程序通过振动台检测产品，为半导体设备和电子零部件工程工艺材料产品应用，汽车、电子零部件提供产品保证。在现场或实验室对振动系统的实物或模型进行响应测量、动态特性参数测定以及载荷识别。其中响应测量包括位移、速度、加速度、应变、应力等；动态特性参数测定包括各阶模态频率、模态阻尼、系统频率响应或脉冲响应等；载荷识别或振动环境描述包括脉冲载荷或随机载荷、湍流谱、道路谱、海浪谱、地震谱等。