FRF：激光测振仪VS加速度传感器

为了验证激光测振仪在FRF频响测试中结果的可靠性，以加速度传感器信号为参考，通过力锤法和激励法进行FRF频响测试，对比FRF的结果。

1、激光测振仪工作原理

基于激光多普勒原理的Polytec非接触式激光测振仪, 激光测振仪的核心是一台高精密激光干涉仪和一台信号处理器。高精密激光干涉仪内的激光器发出的偏振光（设频率为F0）由分光镜分成两路，一路作为测量光，一路作为参考光。参考光通过声光调制器具有一定频移（F），测量光聚焦到被测物体表面，物体振动引起测量光多普勒频移（f=2v/λ）。系统收集反射光并与参考光汇聚在传感器上，这样两束光在传感器表面产生干涉，干涉信号的频率为F0+F+f，携带了被测物体的振动信息，信号处理器将频率信号转换为物体振动的速度和位移信号。

▲图片源自网络

应用优势：

激光测振仪不仅可以应用于常规振动测量，更大的作用是在接触式传感器难以解决的领域发挥特殊作用：例如不能有附加质量影响的被测物，如轻巧，柔性或微型结构等；传统接触式传感器不易靠近或易损坏的恶劣环境, 如高温, 高压, 腐蚀, 放射等；大振幅, 高g值振动、冲击测量，可测量从原子级微弱振动到数上百万g冲击。

▲图片源自网络

2、试验系统配置

本试验采用如下的软硬件配置：

·其高科技SignalPad测控软件平台

·NI动态信号采集卡USB-4431

·Polytec IVS500激光测振仪

·朗斯ICP加速度计HA0701

·PCB 力锤 086C03

·JBL 汽车音响喇叭 CS762

·待测物体：某发动机叶片

3、试验方法和设置

本试验通过其高科技SignalPad软件中的“频率响应函数”视图进行采集分析。

传感器布置情况,加速度传感器粘贴于待测物体正上方，激光测振仪指向正下方,待测物体悬挂吊装，音响喇叭置于待测物体下方，具体位置见试验工况。

PolytecIVS500 激光测振仪的灵敏度为 4 mV/mm/s；

朗斯ICP加速度计HA0701的灵敏度为 100.29 mV/g；

采样率设置为5.12k Hz；

数据结果将由加速度传感器的积分结果与激光测速仪的测试结果进行对比。

4、试验工况

测试条件1: 通过喇叭发声，进行扫频激励
激光测振仪直射向叶片，加速度传感器粘贴于叶片背面，SignalPad软件发出扫频信号10Hz-500Hz，通过喇叭发声，对待测物体进行声激励。

测试结果：

测试条件2: 力锤激励
激光测振仪直射向叶片，加速度传感器粘贴于叶片背面，力锤激励。

测试结果：

5、试验结论

无论是力锤激励还是音响发声激励，激光测振仪与加速度-积分项的拟合重合度非常高，同时两种激励方式得到的前3阶固有频率重合度也非常好。激光测振仪可以替代传统接触式传感器进行FRF频响测试工作。