振动试验的扫频速率与倍频程

电工电子产品在扫频振动过程中由于品种不同试验频率范围不尽相同，都有一个扫频速率问题，如果没有特殊规定，扫频的速率应为每分钟一个倍频程，试验中如何保证每分钟每分钟一个倍频程的扫频速率将影响到试验结果的准确性。

为了确定电工电子产品经受振动的适应性以及评价其结构的完好性，在环境试验内容中常常遇到振动试验项目。振动试验是在试验室内模拟电工电子产品在实际使用和运输过程中可能经受的振动影响，但不一定是实际环境的再现。

振动试验将给试验样品的结构刚度和疲劳性能带来不同程度的影响。不同的试验严酷等级即频率范围、振幅值和持续时间将产生不同的试验结果。因此。严格执行标准规定的试验条件对于取得准确的试验结果有着重要的意义。

当试验样品的使用范围明确而且振动频率是已知或可以预测时，采用定频试验法。为了确定试验样品在某段频率范围内对振动的使用能力或搜索试验样品在某段频率范围内的危险频率（共振频率）时则采用扫频试验法，如整机振动试验中的初始振动响应检查和zui后振动响应检查。

在扫频振动试验中，通常规定好频率范围、振幅值和持续时间。有关标准规定，扫频应是持续的且其频率随时间应该按指数规律进行变化，扫频速率（扫频过程中可控变量频率对时间的变化率df/dt）应为每分钟一个倍频程。所谓倍频程即为频率比为2的两个频率之间的频段称为倍频程；n＝1时频率比＝2，称为一倍频程；n＝2时频率比＝2＝，称为二分之一倍频程。

一般情况下，扫频试验法在每一轴线上的试验持续时间以有关应力循环次数所换算出来的扫频循环次数给出，某一频率范围内进行一次扫频循环所需的时间在有关标准中给出，某一频率范围内进行一次扫频循环所需的时间在有关标准中给出，遇到非典型频率范围时，其扫频循环次数及每次扫频所需时间则按公式进行计算。

扫频试验要求频率随时间按指数规律变化，即

＝e^kt                       

（1）

式中f₂、f₁分别为扫频的上、下限频率，k为取决于扫频速率的因素，t为频率f₁到f₂的扫频时间。将等式（1）两边取以e为底的对数得：

kt＝log_e

（2）

若时间以分钟计量，扫频速率为1倍频程/分钟，即＝2时，等式（2）简化为k＝log_e2，将其带入等式（2）得：

t＝log_e（）/log_e2

 ＝log₂（）                                  

（3）

为查表计算方便起见，多采用以10为底的常用对数，因此运用对数换底公式，则

log₂（）＝

          ＝

          ＝3.322log₁₀（）

从频率f₁→f₂→f₁进行一次扫频循环的时间为：

T＝2t＝6.644log₁₀（）

（4）

有关标准给出某段频率范围从f₁→f₂→f₁扫频一次的试验时间，便是从公式(4)计算出来的结果，且其扫频速率保证1倍频程/分钟的要求。假如有关标准中没有你需要的频率范围，如10~200Hz，扫频一次时间是T＝6.644log₁₀（）＝6.644×1.301＝9.644分钟，取整数9分钟。又如2~80Hz，其T＝6.644log₁₀（）＝6.644×1.602＝10.644分钟，取整数11分钟。如果产品标准要求的扫频振动持续时间为△t小时，则循环扫频次数n＝△t×60/T次。

在试验操作中，只要开启振动设备的控制台，工作台暂不起振，调节好要求的频率范围，选取合适的扫频速率粗调档次，调节扫频速率细调旋钮，使其在f₁→f₂→f₁扫频过程的时间与计算或查表得到的时间T相吻合，然后再让工作台起振便能确保1倍频程/分钟的扫频速率，从而实现标准对试验项目的要求。

摘自《电子产品可靠性与环境试验》