振动源简介

TMC专门用于为精密测量实验室和工业提供振动隔离系统和精密工作表面，超过三十多年。精确的“顶部”及其支持隔离器需要旨在解决控制环境噪声以获得最佳性能的关键问题。

振动(噪声)的来源

有效载荷可能受到三个主要振动（噪声）源的干扰：声学噪声，地面振动和“直接力”扰动。世界上所有环境都存在地震或地面振动。

这种噪音有几个来源，如海浪冲刷海岸海岸线，地壳板块的不间断打磨，风吹着建筑物和树木，以及人为来源，如暖通空调系统，机械，街道交通和人们的步行。TMC所做的隔振系统最大限度地减少了此类振动源的影响。

尽管声噪声来自许多相同的源，但它通过空气压力波传输到有效载荷。波浪直接在有效载荷上产生力量。当它们用作气动隔离器隔膜上的差压时，即使通过括约肌波动，也可以干扰有效载荷。

“声”噪声的另一个来源是由近端的HVAC通风口产生的气流。TMC为OEM应用生产隔音罩，通过在整个有效载荷上提供吸能、重且几乎密封的隔音罩，保护有效载荷免受此类干扰。

虽然噪声是可测量的，但它对有效载荷的影响取决于许多不容易估计的因素(如有效载荷的声学(截面))。通常，声学噪声是50赫兹以上振动的主要噪声源。对这种噪声源的分析不在本文讨论的范围之内

直接施加在有效载荷上的力是第三个振动源。这种力可以是直接机械耦合，包括通过软管或激光水冷却管线传送到有效载荷的振动。

这些力还可以源自有效载荷本身，例如在半导体检查设备的情况下，使用移动级定位硅晶片的情况。app亚博体育用于加速阶段的力也被用作有效载荷的“静态”部分的反作用力。

移动阶段也会改变有效载荷的整体重心(COM)。利用TMC的MaxDamp系统，可以被动地减少这种振动源^®一系列隔离器或积极使用反馈或前馈技术。有效载荷产生的噪声源通常是众所周知的，不需要任何测量来进行表征。

一个好的有效载荷设计有助于减少振动对有效载荷的影响。TMC提供了广泛的面包板，蜂窝光学台，平台层压，可在标准和自定义尺寸和形状。通过高谐振频率和优异的阻尼特性，降低了环境噪声的影响。

测量噪声

需要测量地震（地板）噪声，因为它通常预先知道。有两种类型的地震噪声源：连贯或周期性的噪声，以及不连贯或随机噪声。使用幅度频谱测量第一类型，而幅度谱密度用于测量第二。

为了确定有效载荷上的预期振动水平，需要将这两者与支撑它的隔振系统的振动传递函数结合起来。

周期性噪声

周期性噪声通常是由旋转机械引起的，常见的例子是暖通空调系统中使用的大风扇。这些风扇以稳定的速率旋转，产生不间断的单频振动(有时也会产生几个谐波频率)。

空压机是另一种常见的周期性噪声来源。空气压缩机不像建筑物里的风扇，它会根据需求进行开关。压缩机被认为是周期性和相干的噪声源，尽管它们是非平稳的，所以测量可以根据源是否活跃而变化。周期性噪声源的测量需要考虑振幅谱测量，无论它们是否平稳。

通过从用于噪声测量的传感器收集的数据的傅里叶变换来进行幅度频谱测量。加速度计是最常见的传感器，并产生频谱，加速装置是频率的函数。

加速度计被广泛使用，因为它们有一个“平坦的”频率响应。随机地面噪声在加速方面通常是相当“平坦”的(如在随机噪声一节中所见)。振幅谱可以表示为速度或位置振幅作为频率的函数。

许多频谱分析仪使用快速傅里叶变换(FFT)。FFT分析仪确定输入数据中存在的所有频率的振幅，并绘制它们。这包括周期性噪声源的频率和振幅。用振幅谱测量的振幅与数据记录的长度无关。

随机噪声

幅度频率密度用于测量不连贯或随机噪声。在分析仪显示之前，幅度频谱乘以数据记录长度的平方根。结果是测量随机噪声的曲线，其中单位为单位/√赫兹，其中[单位]可以是速度、加速度或位置。

这种测量带宽的标准化确保了测量的噪声水平独立于数据记录长度。**例如，如果不进行此修正，当数据记录长度增加到100倍时，随机噪声水平似乎已经降低了10倍。

如果使用频谱密度时数据记录长度增加，则定期噪声源似乎在幅度中增长。随机地面噪音水平可以大大变化，但“平均”网站可以具有0.5μg/√赫兹一个到几百hz之间的噪音。

随机噪声也可以移动。例如，暴风雨天气会增加随机地震噪音水平。图1显示建筑物常见的噪音声级

图1

测量有效值

由于几个地点有周期性和随机噪声源的混合物，用一个单一的数字来描述噪声水平是有益的。这可以通过参考特定频率范围内的均方根(RMS)噪声水平来实现。

通过对所需频率范围内的功率谱密度(PSD)进行积分，可以很容易地实现这一点，其中PSD是幅值谱密度的平方。这就得到了两个频率f之间均方根运动的方程₁和f₂下面给出:

［１］

该表达式通过考虑随机和周期性噪声源准确计算测量的均方根值。一些频谱分析仪可以将此集成作为内置功能来执行。利用振幅谱测量任何单一周期源对均方根值的影响，并将峰值除以√2．

许多峰的贡献可以通过求积的方式加在一起。有时，RMS值可以在“1/3倍频程图”中表示，在1/3倍频程的频率箱中计算的RMS值的直方图显示为频率的函数。八度音阶是频率的2倍。

描述光电隔离器

可以通过确定地面噪声来估计有效载荷噪声水平，然后通过隔离系统的传送功能乘以光谱。传递函数是无量纲乘法器，其被指定为频率的函数，并且通常被称为隔离器的传输性。

传递函数通常被绘制成桌子运动与地面运动的比率作为频率的函数。透射率通常以分贝(dB)表示。

[2]

在实践中，作用于有效载荷上的其他噪声源(如噪声)可能破坏隔离系统传递函数的测量。这就是为什么许多测量传递函数是有噪声的主要原因。为了提高透射率测量的质量，可以使用“振动台”。虽然它是危险的，因为它可以在低振动水平下错误地描述系统的性能。

*参见Cyril M. Harris, Ed.， Shock and Vibration Handbook，第三版(The McGraw-Hill Companies, 1987)

**其他规范化经常应用，如纠正“数据窗口”，这超出了本文的范围。见“信号分析的基本原理”，应用注释号243。惠普公司。

***以Colin Gordon Associates的许可转载。VCA-VCE是指振动敏感工具和仪器的接受标准。显示的级别是在1/3八度频段中心频率中测量的RMS值。

此信息已采购，从TMC提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载

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