利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告(4)

利用波尔共振仪研究受迫振动

BG-2型波尔共振仪由振动仪与电器控制箱两部分组成。振动仪部分如图3所示,铜质圆形摆轮安装在机架上。弹簧的一端与摆轮的轴相联,另一端可以固定在机架支柱上。在弹簧弹性力的作用下,摆轮可绕轴自由往复摆动。在摆轮的外围有一圈槽型缺口,其中一个凹槽更长。机架上有一个光电门,与电气控制箱相联接,通过记录长凹槽来测量摆轮的振动周期,通过记录短凹槽数来测量摆轮的振幅(角度值)。在机架下方有一对带有铁芯的线圈,利用电磁感应原理使摆轮受到电磁阻尼力作用。为使摆轮作受迫振动,在电动机轴上装有偏心轮,通过连杆机构带动摆轮,在电动机轴上装有带刻线的有机玻璃转盘,它随电机一起转动,通过它可以从角度读数盘读出相位差φ。调节控制箱上的十圈电机转速调节旋钮,可以在实验范围(30~45转/min)内连续调节电机转速。由于电路中采用特殊稳速装置、电动机采用惯性很小的带有测速发电机的特种电机,所以转速极为稳定。电机的有机玻璃转盘上装有两个挡光片。在角度读数盘中央上方(90°处)也装有光电门(策动力矩信号),并与控制箱相连,以测量策动力矩的周期。

受迫振动时摆轮与外力矩的相位差是利用小型闪光灯来测量的。闪光灯受摆轮信号光电门控制,每当摆轮上长型凹槽通过平衡时,光电门被挡光,引起闪光。在稳定情况时,在闪光灯照射下可以看到有机玻璃指针好像一直“停在”某一刻度处,这一现象称为频闪现象,所以此数值可方便地直接读出,误差不大于2°。

四、 实验内容

1、调节实验仪器使转盘铅直,转动时与支架等无摩擦。 2、在空气阻尼下测量摆轮摆幅与周期关系,并计算阻尼系数:

(1)将阻尼开关旋至“0”,用手转动相位差读数盘有机玻璃挡光杆使之处于水平位置。 (2)用手将摆轮转到 160o后松开手,记录摆轮周期T和对应的幅角值 。 3.测量不同电磁阻尼档时的电磁阻尼、幅频特性曲线和相频特性曲线:

(1)将阻尼开关旋至“1”,用手转动相位差读数盘有机玻璃挡光杆使之处于水平位置。 (2)用手将摆轮转到 160o后松开手,记录摆轮周期T和对应的幅角值 。 (3)打开电机电源开关,改变电机转速(策动力矩频率),当受迫振动稳定后,读取摆轮的振幅值并利用闪光灯测定受迫振动位移与策动力相位差 (测量范围以。 20 160 为准,电机转速改变量可根据 等间隔选取)

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