高频振动试验技术

lilya001

高频振动试验技术
一种崭新的基于压电作动器的振动试验技术，突破传统分析方法的极限，高频振动试验技术的引领者---德国m+p公司
德国m+p公司创新开发了一种对大尺寸（>100 mm)、大质量（>100 g）试验样品进行高频机械激励（>2~40 kHz）的新型试验台架m+p PZT，新方法的目标是使用压电致动器激励试验对象或安装了试验对象的工装。这种新技术在频率上限和振动幅值上取得了极大的提升，减少了横向振动，试验成本也低于传统方法（功耗、噪音、场地等）。除了振动传感器高频校准，高频（例如>5 kHz）环境模拟振动试验在未来也会变得更为重要！

此台架有几种典型的应用。包括研究MEMS陀螺仪和相关组件（例如ECUs）抵抗高频振动的能力。当前MEMS陀螺仪常用作汽车驾驶稳定系统（ESP）中的控制传感器，但未来陀螺仪也将用于自动驾驶技术。在这些关键性的安全设备中，必须避免由于高频振动导致的传感器失效。

此台架的一种应用是研究车辆部件高频声学特征。当前，低噪声新能源汽车正稳步获得市场份额。以前被内燃机的轰鸣声所掩蔽而不为人耳发觉的高频噪声现在清晰可辨。必须检查、降低或改善这些噪声。

另一种应用是汽车零部件例如继电器和传感器的可靠性试验。在实验室里可以重现现场测量的振动时间历程数据。为了使试验更真实，试验也可以结合气候条件（温度和湿度），频率高达2~3 kHz。

目前最常见的振动试验方法是使用电磁激振器。电动激振器通常在<5~10 kHz频率范围内激励试验样品（尺寸和质量如前所述）。当工作频率高于机械频率限制时，常出现问题（例如电枢共振）影响控制质量和信号质量（控制偏差，横向振动等）。

该方法的创新之处在于使用了一个压电惯性激振器，和能够安装样品的反作用质量一起安装在抗震底座上。这套压电致动器的性能描述如下：
· 力：100 N；
· 频率范围：1~40 kHz(取决于实验对象或测试夹具）；
· 温度范围：-40°C/F~120°C(248°F)。


压电作动器采用模块化设计，为广泛的应用领域提供了更大的灵活性。例如，单个致动器用于小样品试验或多个制动器用于大样品试验。

例如，可以按以下指标对ESP ECU进行平面激振试验：
· 力：700 N；
· 试验对象和试验夹具：150 x 150 x 150 mm, 7 kg, 3D打印陶瓷部件；
· 加速度：10g-RMS；
· 频率范围：1~30 kHz。

使用m+p VibControl振动控制系统，可以像在电动激振器上一样进行传统振动试验（随机，正弦），但在频率和幅值选择上的灵活性更大。m+p这套技术建立了大型组件试验控制精度和信号质量的新标准。通过工作在更宽的温度范围，这种方法拓宽了传统试验方法的边界，提高了结果可靠性。

本文来源：德国M+P国际公司北京代表处微信公众号