《振動噪音科普專欄》如何量測得到結構的頻率響應函數？

如何量測得到結構的頻率響應函數？ 

前一個單元提到，【實驗模態分析】的基本步驟：(1)量測取得結構的頻率響應函數。(2)由頻率響應函數透過曲線嵌合求得模態參數。這個單元就針對第一個步驟，說明如何量測得到結構的頻率響應函數(frequency response function, FRF)？

要量測得到結構的頻率響應函數，最常用的實驗方法是，採用衝擊鎚(impact hammer)敲擊結構，衝擊鎚本身有力轉換器(force transducer)，也就是力感測器(force sensor)，可以量測取得力的時間域信號f(t)。同時，以加速度規(accelerometer)量測結構的加速度響應a(t)。

所量測到的力及加速度時間域信號，分別為f(t)及a(t)。透過快速傅立葉轉換(fast Fourier transform, FFT)以及信號處理程序，可以得功率頻譜(power spectrum)，包括：

1.         Gff(f)外力自身功率頻譜(force auto power spectrum)

2.         Gaa(f)加速度自身功率頻譜(acceleration auto power spectrum)

3.         Gfa(f)外力與加速度交叉功率頻譜(force and acceleration cross power spectrum)

4.         Gaf(f)加速度與外力交叉功率頻譜(acceleration and force cross power spectrum)

接著，再由取得的功率頻譜，求得H(f)頻率響應函數(frequency response function, FRF)。在此須注意H(f)更精準的表示方式為Hij(f)=Ai/Fj，i代表加速度感測器的位置與方向，j則代表衝擊鎚外力作用的位置與方向，所以Hij(f)是結構在i位置方向的加速度與在j位置方向的外力兩者之間的頻率響應函數，其常用單位為m/sec^2/N，或是g/N，取決於感測器的靈敏度設定。

本單元簡介說明【如何量測得到結構的頻率響應函數】，希望對讀者有幫助。

以上個人看法，請多指教！

王栢村

2017.09.11

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【妙點企業】10/19振動頻譜分析研討會

振動頻譜分析研討會

　　解決結構振動噪音問題的基本技術是進行頻譜分析。結構動態特性與振動頻率相依，頻譜分析不僅分析動態訊號，也可以分析系統特性，或提供模態分析，機器診斷，聲功率量測，和衝擊訊號分析等的資料分析擷取，這些技術可以增強工程人員對結構問題的解決能力，面對品質挑戰，提昇企業競爭力。　　本公司將舉辦一天共六小時的研討會。前三小時將介紹振動基本原理，隔振設計，振動感測器，和振動量測方法俾使學員對振動現象與量測方法有基礎的了解。後三小時介紹振動頻譜分析，衝擊訊號SRS分析，聲音與振動倍頻分析，有效利用FFT技術，分析結構動態特性和提昇產品可靠度。 歡迎機械、電子、電機、光電、汽車、航太、造船、土木、醫工、生物機電等相關產業先進踴躍報名參加。

●主辦單位 ：妙點企業股份有限公司
●主講人 ：妙點企業股份有限公司 總經理/ 葉彰和 先生
●學經歷 ：美國南加州大學機械工程碩士
振動,噪音,衝擊試驗與分析20多年專業經驗
●上課日期: 106年10月19日(星期四) 時間 ：AM 9:00 ～ PM 17:00
●地點： 犇亞會議中心 < 15樓會議中心 GG會議室 > 台北市松山區復興北路99號15樓
(捷運松山線: 南京復興站六號出口,捷運文湖線: 南京復興站七號出口）
●報名費 ：每位NTD3,500元 ( 106年10月12日以前報名即可享報名費優惠, 每位NTD 3000元) 
（費用含講義、茶點及午餐） (報名截止日: 106年10月18日)
●聯絡人：洪小姐 電話 ：02-28052860
●報名方式: 填寫背面報名表 , 傳真至02-28056325 或至 妙點網站http://www.magicdot.com.tw
下載電子檔報名表 E-MAIL至 Maggie.Hung@magicdot.com.tw
●  課程 :

日期	上課 時間	課  程  內  容
106 年 10 月 19 日	09:00- 10:20	(1)振動基本原理	(2)系統隔振設計
	10:20- 10:40	休息時間
	10:40- 12:00	(1)振動量測方法	(2)振動感測器
	12:00- 13:20	中餐時間
	13:20- 14:40	(1)振動頻譜分析	(2)旋轉機械診斷與結構監測
	14:40- 15:00	休息時間
	15:00- 16:20	(1)聲音和振動倍頻分析	(2)衝擊訊號SRS分析
	16:20- 17:00	問題討論和實測演練

******歡迎相關產業工程人員踴躍報名參加******

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【活動資料下載】2017.09.27--「2017振動噪音實驗與分析技術研討會」簡報檔《北科場》

「2017振動噪音實驗與分析技術研討會」簡報檔《北科場》

• 逢甲大學黃建立教授--車削的不同位顫振抑制控制器設計 

• 山衛科技吳孝三董事長 --VRTC之聲振耦合技術應用→下載請點我 

• 工研院黃宇中主任--振動/聲量計量技術應用於軌道車輛案例介紹 

• 虎門科技廖偉志副總--利用True-Load技術耦合ANSYS結構分析程序→下載請點我 

• 華夏科大林葳教授--都市音景聲場之文化力→下載請點我 

• 海洋大學許榮均教授--聲學相機之原理及其運用→下載請點我 

• 妙點企業葉彰和總經理--無線振動感測器與監測系統→下載請點我 

• 中興大學吳天堯教授--機械系統振動訊號時頻分析與應用 →下載請點我

• 皮托科技楊棟焜處長--雲端模擬計算應用在振動噪音分析 

• 彰師大黃宜正教授--利用支持向量機分析滾珠導螺桿之進給系統→下載請點我 

• 振噪聯盟林昆正專員--建築地板緩衝材動態剛性測定簡介→下載請點我 

• 謙達科技江明輝技術長--多技能–振動舒緩與消除解決方案→下載請點我 

• 屏科大王栢村教授--SM聲音量測系統→下載請點我 

※簡報檔下載說明：簡報檔業經主講人同意公開，方能下載。

※為保護講者智慧財產權，簡報檔提供為4頁pdf檔呈現。

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【活動報導】2017振動噪音實驗與分析技術研討會

  【振動噪音產學技術聯盟】於2017年9月27日假國立台北科技大學辦理
「2017振動噪音實驗與分析技術研討會」第二場次。

研討會開始，首先由聯盟北部據點召集人蕭俊祥教授代表致歡迎詞，後由聯盟主席王栢村教授開幕致詞。王教授向各界貴賓介紹【振動噪音產學技術聯盟】，今年是聯盟計畫執行的第四年，希望藉由聯盟推廣與交流振動噪音的相關技術，由我有推廣為眾有，協助業界解決相關振動噪音的問題，並媒合相關的廠商，亦是研討會辦理之初心。

王教授也說明聯盟目前據點分佈，北部據點有北科蕭俊祥教授、中部據點有彰師大黃宜正教授、南部有正修黃柏文教授與高苑夏紹毅教授等等共同主持這個聯盟計畫。

最後感謝科技部計畫補助，與台北科技大學協助聯盟共同辦理「2017振動噪音實驗與分析技術研討會」之第二場次。

當日研討會因主講人踴躍參與，共安排13場專題演講。講者包括學界產學經驗豐富的教授及業界專家，演講主題如下(依主講順序列)：

逢甲大學黃建立教授--車削的不同位顫振抑制控制器設計

山衛科技吳孝三董事長 --VRTC之聲振耦合技術應用
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工研院黃宇中主任--振動/聲量計量技術應用於軌道車輛案例介紹

虎門科技廖偉志副總--利用True-Load技術耦合ANSYS結構分析程序
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華夏科大林葳教授--都市音景聲場之文化力
下載請點我

海洋大學許榮均教授--聲學相機之原理及其運用
下載請點我

妙點企業葉彰和總經理--無線振動感測器與監測系統
下載請點我

中興大學吳天堯教授--機械系統振動訊號時頻分析與應用 
下載請點我

皮托科技楊棟焜處長--雲端模擬計算應用在振動噪音分析

彰師大黃宜正教授--利用支持向量機分析滾珠導螺桿之進給系統
下載請點我

振噪聯盟林昆正專員--建築地板緩衝材動態剛性測定簡介
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謙達科技江明輝技術長--多技能–振動舒緩與消除解決方案
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屏科大王栢村教授--SM聲音量測系統
下載請點我

*簡報檔下載說明：簡報檔業經主講人同意公開，方能下載。

本研討會亦邀請振動噪音領域之儀器設備廠商共襄盛舉，【振動噪音產學技術聯盟】在會場透過電腦操作與專員口頭介紹聯盟經營運作，現場展示聯盟可技轉技術【客製化振動噪音量測系統(SVM)】與【聲音量測軟體(SM) 】，並於會場內拜訪聯盟會員包括：【基太克國際股份有限公司】、【虎門科技股份有限公司】、【皮托科技股份有限公司】、【謙達科技工程有限公司】、【妙點企業股份有限公司】、【崴昊科技股份有限公司】、【兆山辰精密科技股份有限公司】以及【山衛科技股份有限公司】等，交流振動噪音領域之儀器設備新知與技術。聯盟期盼透過整合產官學界在振動噪音技術的資源和經驗，協助產業界解決產品振動噪音問題，最終提升我國產品品質及國際競爭力。

2017振動噪音實驗與分析技術研討會第二場次於台北科大順利圓滿閉幕。

以下為活動花絮：

台北科技大學--蕭俊祥教授---致歡迎詞

振動噪音產學技術聯盟--聯盟主席--王栢村教授--開幕致詞

逢甲大學--黃建立教授--主講「車削的不同位顫振抑制控制器設計」

山衛科技--吳孝三董事長--主講「VRTC之聲振耦合技術應用」

工研院--黃宇中主任--主講「振動/聲量計量技術應用於軌道車輛案例介紹」

虎門科技--廖偉志副總--主講「利用True-Load技術耦合ANSYS結構分析程序」

華夏科大--林葳教授--主講「都市音景聲場之文化力」

海洋大學--許榮均教授--主講「聲學相機之原理及其運用」

妙點企業--葉彰和總經理--主講「無線振動感測器與監測系統」

中興大學--吳天堯教授--主講「機械系統振動訊號時頻分析與應用」

皮托科技--楊棟焜處長--主講「雲端模擬計算應用在振動噪音分析」

彰師大--黃宜正教授--主講「利用支持向量機分析滾珠導螺桿之進給系統」

振噪聯盟--林昆正專員--主講「建築地板緩衝材動態剛性測定簡介」

謙達科技--江明輝技術長--主講「多技能–振動舒緩與消除解決方案」

屏科大--王栢村教授--主講「SM聲音量測系統」

皮托科技股份有限公司展示攤位(與來賓交流畫面)

虎門科技股份有限公司展示攤位(與來賓交流畫面)

山衛科技股份有限公司(與來賓交流畫面)

妙點企業股份有限公司展示攤位(與來賓交流畫面)

謙達科技工程有限公司展示攤位(與來賓交流畫面)

振動噪音產學技術聯盟展示可技轉技術【客製化振動噪音量測系統(SVM)與聲音量測系統(SM)

威昊科技股份有限公司展示攤位(與來賓交流畫面)

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《振動噪音科普專欄》甚麼是【實驗模態分析】？What is “Experimental Modal Analysis” (EMA)?

甚麼是【實驗模態分析】？
What is “Experimental Modal Analysis” (EMA)?

【實驗模態分析】(Experimental Modal Analysis, EMA) 也可稱為【模態試驗】(modal testing)。

【實驗模態分析】是一種實驗方法，主要在求得結構的模態參數，包括：自然頻率、模態振型及模態阻尼比。

【實驗模態分析】的基本步驟：(1)量測取得結構的頻率響應函數。(2)由頻率響應函數透過曲線嵌合求得模態參數。

Experimental Modal Analysis (EMA) is also known as “Modal Testing.”

EMA is the experimental method to obtain structural modal parameters, including Natural frequencies, Mode shapes and Modal damping ratios.

Basic steps of EMA are: (1) To measure structural FRFs (Frequency Response Functions)

(2) To determine structural modal parameters by the curve-fitting method from FRFs.

本單元簡介說明【實驗模態分析】，希望對讀者有幫助。

以上個人看法，請多指教！

王栢村

2017.09.11

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