振動(dòng)試驗(yàn)中為了更好的把握試驗(yàn)質(zhì)量和精度,還需要了解固定點(diǎn)、控制點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)等幾個(gè)概念。
所謂固定點(diǎn)就是固定樣品(試驗(yàn)體)的點(diǎn),是指樣品與夾具、樣品與振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面點(diǎn)接觸的部分,說(shuō)白點(diǎn)就是通過(guò)螺釘?shù)确绞焦潭悠返牡胤?。如果產(chǎn)品的實(shí)際安裝機(jī)構(gòu)的一部分作夾具使用,則應(yīng)取安裝結(jié)構(gòu)和振動(dòng)臺(tái)面點(diǎn)接觸的部分作為固定點(diǎn),可見(jiàn)固定點(diǎn)一定要選取在樣品實(shí)際使用時(shí)振動(dòng)輸入的地方。有時(shí)振動(dòng)試驗(yàn)的目的不是為了考核樣品經(jīng)受環(huán)境應(yīng)力的能力,而是要考核樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,例如,晶體管、集成電路的內(nèi)強(qiáng)度試驗(yàn),此時(shí)固定點(diǎn)可以選擇在樣品的本體上,使激振力通過(guò)殼體傳遞到內(nèi)部結(jié)構(gòu)上。
固定點(diǎn)確定以后,就要確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)(檢測(cè)點(diǎn))。因?yàn)樵囼?yàn)的要求需要通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)保證,即監(jiān)測(cè)點(diǎn)是用來(lái)保證樣品在試驗(yàn)中,實(shí)際所受到的試驗(yàn)條件(嚴(yán)酷等級(jí))能在所規(guī)定的容差范圍內(nèi)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以選擇在夾具上、振動(dòng)臺(tái)或樣品上,但是要盡量的靠近固定點(diǎn),并且在任何情況下,監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的傳感器都要和固定點(diǎn)剛性連接。如果樣品的固定點(diǎn)等于或少于4個(gè),則每一個(gè)都可以作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用。如果超過(guò)4個(gè),則規(guī)定4個(gè)具有代表型的固定點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)用。在特殊情況下,例如對(duì)大型和復(fù)雜的樣品,監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以規(guī)定在其他地方(即不靠近固定點(diǎn))。當(dāng)大量的小樣品安裝在一個(gè)夾具上時(shí),或當(dāng)一個(gè)小樣品有許多固定的情況下,則選擇一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)就可以,但該點(diǎn)應(yīng)選擇在夾具上,其條件是夾具裝上樣品后的最低共振頻率應(yīng)超過(guò)試驗(yàn)的上限頻率。監(jiān)測(cè)點(diǎn)說(shuō)白點(diǎn)就是用來(lái)觀察樣品或者夾具上加速度的量級(jí)。
當(dāng)固定點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)確定后,就是要確定控制點(diǎn)。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)點(diǎn)上的試驗(yàn)容差要求主要是通過(guò)控制點(diǎn)來(lái)保證的。所謂控制點(diǎn)就是振動(dòng)試驗(yàn)中用來(lái)取得控制所需反饋信號(hào)的點(diǎn),保證這點(diǎn)按照振動(dòng)試驗(yàn)條件來(lái)振動(dòng)。試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性將取決于控制點(diǎn)控制試驗(yàn)的精度??刂泣c(diǎn)可以從監(jiān)測(cè)點(diǎn)中選出來(lái),而且為了使整個(gè)試驗(yàn)達(dá)到所規(guī)定的容差要求,控制點(diǎn)上的要求高于監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的要求。
控制點(diǎn)有兩種方式,即單點(diǎn)控制和多點(diǎn)控制。
單點(diǎn)控制(single point control),適用于小型、剛性比較高的試驗(yàn)體。如下圖所示控制點(diǎn)加速度傳感器的各種固定方式,一般不建議安裝在試驗(yàn)體不安定的位置,控制點(diǎn)的位置應(yīng)能使試件在振動(dòng)試驗(yàn)中的振級(jí)輸入較真實(shí)的模擬實(shí)際振動(dòng)環(huán)境??刂泣c(diǎn)選擇一般遵循以下兩個(gè)原則:一是控制點(diǎn)的位置應(yīng)選在試驗(yàn)體與振動(dòng)夾具連接面的連接螺孔附近。沒(méi)有夾具的則選在試驗(yàn)體與振動(dòng)臺(tái)面的連接螺栓附近。二是振動(dòng)控制點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源。如天線、電機(jī)、及容易出現(xiàn)撞擊和噪聲的部位。

多點(diǎn)控制(multipoint control),利用多點(diǎn)的信號(hào),通過(guò)平均值、最小值、最大值、加權(quán)等方式進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)控制。大型或者復(fù)雜形狀、離固定點(diǎn)比較遠(yuǎn)的試驗(yàn)體適用。另外由于共振影響等,單點(diǎn)控制不能實(shí)行的試驗(yàn),也比較適合采用此方法。
平均值控制(averaging strategy):通過(guò)各點(diǎn)的加速度反饋信號(hào)算出平均值,保證規(guī)定加速度量級(jí)的控制方法。
最大值/最小值控制(MAX/MIN strategy):通過(guò)各點(diǎn)的加速度反饋信號(hào)選出最大值或最小值,保證規(guī)定加速度量級(jí)的控制方法。
在同一試驗(yàn)條件下,取最小值控制時(shí),振動(dòng)量級(jí)最大;取平均控制時(shí),振動(dòng)量級(jí)次之;取最大控制時(shí)振動(dòng)量級(jí)最小。對(duì)于以上多點(diǎn)控制中的幾種方法,有興趣和有條件的情況下,可以使用一個(gè)在四周和中心各布置一個(gè)傳感器的中型垂直擴(kuò)展臺(tái),進(jìn)行試驗(yàn)曲線的比較。

加權(quán)平均控制(weighted averaging strategy),平均值控制時(shí),各點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)演算的控制方式。比如,ISO16750-3中為了避免過(guò)試驗(yàn)(工作20年,目前為止,作者本人就使用過(guò)一次此試驗(yàn)控制方法),四個(gè)控制點(diǎn),推薦(振動(dòng)臺(tái)面上的響應(yīng))?3/4 + (試驗(yàn)體上的響應(yīng))?1/4的加權(quán)平均控制方式。
綜上所述,為了使試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確和達(dá)到較高的再現(xiàn)性,在實(shí)際試驗(yàn)時(shí),除要將控制點(diǎn)控制在規(guī)定的容差范圍內(nèi),還要同時(shí)檢查和監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的試驗(yàn)量值是否在規(guī)定的容差范圍內(nèi)(小試驗(yàn)體能做到,大試驗(yàn)體一般很少能做到)。另外,由于臺(tái)面均勻度、振動(dòng)臺(tái)的響應(yīng)特性、橫縱比、加速度傳感器固定方式、共振和反共振等等因素的影響(參照以前所寫(xiě)文章),控制點(diǎn)的選擇相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較有技巧性的,在實(shí)在滿(mǎn)足不了的情況下,需要做出一定的妥協(xié)和犧牲,分寸自己把握。
