激振器测试系统交付案例

一、测试背景

在现代工业制造与科研领域中，振动测试是评估产品结构强度、材料疲劳特性及动态响应性能的关键手段。激振器测试系统通过对被测样品施加可控的振动激励信号，并实时采集其力学响应数据，为产品设计验证、质量控制及可靠性分析提供科学依据。

本系统采用信号发生器产生精确的低频正弦激励信号（5 Hz），经功率放大器放大后驱动激振器产生可控振动，激振器下方放置被测样品，样品下方安装高精度压力传感器，实时采集压力数值。该方案适用于材料动态力学性能测试、传感器校准、结构模态分析等多种应用场景。

二、系统概述

本激振器测试系统由信号发生单元、功率放大单元、激振执行单元及压力采集单元四部分组成。系统以RIGOL DG902 Pro函数/任意波形发生器作为核心信号源，输出5 Hz高精度正弦波信号；信号经YE5871A功率放大器进行功率放大后，驱动JZK-5电动式激振器产生垂直方向的可控振动；被测样品放置于激振器与压力传感器之间，JHBS-10KG压力传感器实时采集压力数据，实现激振力与响应信号的同步测试。

图1  激振器测试系统框图

三、系统组成与配置

四、测试原理

激振器测试系统的核心工作原理为"信号激励—功率放大—振动执行—压力采集"闭环链路。具体工作流程如下：

（1）信号发生：DG902 Pro 函数/任意波形发生器产生 5 Hz 标准正弦波信号，该型号具备 16 位垂直分辨率和 1.25 GSa/s 采样率，可确保输出信号的波形精度与频率稳定性。

（2）功率放大：正弦信号经 BNC 线缆传输至 YE5871A 功率放大器，放大器将小信号放大至额定 102 VA（rms）输出功率，最大可输出 17 V（rms）电压和 6 A（rms）电流，为激振器提供充足驱动能力。

（3）振动执行：放大后的功率信号驱动 JZK-5 电动式激振器产生垂直方向振动，该激振器额定出力为 50 N（峰值），最大振幅 ±7.5 mm，频率范围 DC ~ 3 kHz，可满足低频振动激励需求。

（4）压力采集：被测样品放置于激振器顶杆与 JHBS-10KG 压力传感器之间，激振器工作时，样品受到的交变压力通过传感器转换为电信号输出，配合外部数据采集系统记录实时压力数值。

五、系统功能特点

1. 高精度信号激励：DG902 Pro 采用 16 位垂直分辨率和直接数字频率合成（DDS）技术，频率准确度达 ±1 ppm，确保 5 Hz 测试信号的频率稳定性与波形纯度。

2. 宽范围驱动能力：YE5871A 功率放大器提供 102 VA 额定输出，频率范围覆盖 0 ~ 50 kHz（降额），内置限流保护和过热保护，确保长时间稳定运行。

3. 可靠的激振执行：JZK-5 激振器输出额定 50 N 激振力，弹性支撑刚度 3 N/mm，非线性 ≤ 3%，主共振频率 > 12 kHz（远超工作频段），确保低频段的线性响应。

4. 完整的系统集成：系统包含信号源、功放、激振器、传感器及全套安装附件（脚杯底座、升降台、硅胶垫等），实现开箱即用的交钥匙交付。

5. 灵活的扩展能力：DG902 Pro 支持多种调制模式（AM/FM/PM 等）、扫频、猝发及任意波形输出，可根据测试需求灵活扩展扫频测试、冲击测试等高级功能。

6. 远程控制功能：DG902 Pro 标配 LAN 接口与 Web Control 网页控制，支持远程编程控制（SCPI 指令集），便于集成至自动化测试系统。