主要設備有：激振器、力傳感器、加速度傳感器以及電荷放大器等。正弦交變力通過正弦波發生器經過功率放大器放大後，由電動式激振器產生；加速度和力傳感器的信號經放大，通過水平和垂直通道輸入示波器；通過調節功率放大器改變激振功率。
實驗表明：在動態試驗時梨的應力與應變間存在一個相位角，利用動態試驗應力與應變間的相位角和彈性模量可評價梨子的成熟程度。梨的動態綜合彈性模量與堅實度之間存在相關性，彈性模量增加，堅實度的值亦增加。彈性模量的值與堅實度的對應關係可以采用二次多項式擬合。當激振頻率在60Hz和140Hz時，隨相位角增大，梨的堅實度下降。相位角與堅實度的關係，也可以采用二次多項式擬合。
(二)利用衝擊振動檢測西瓜的成熟度
一種傳統、公認、客觀地描述西瓜成熟度的檢驗方法，是測量其果汁的含糖量。但這種方法需要切開西瓜，是破壞性的，不可能大樣本數檢測，更不能逐個檢驗。
在西瓜成熟度無損檢測方麵，人類已經積累了豐富的經驗，如“計算生長期”、“觀察外部形態”、“觸、拍、壓、聞”等無損檢驗法等，但這些方法依賴於個人經驗等主觀因素，一般消費者難以掌握。因此，如何科學地、客觀地無損檢驗，按西瓜成熟度分組銷售，對銷售者和消費者都是有益的。
西瓜內部結構分為瓜皮和瓜瓤。從力學角度看，瓜瓤各部位性能相差較大，瓜瓤又可分為3層，第1層為接近瓜皮部分，第2層為中間層，第3層為中心部分。西瓜在成熟過程中，瓜皮的硬度和彈性模量逐漸增加，但內部瓜瓤組織細胞間的結合力隨西瓜的逐漸成熟而變小。因此，瓜瓤變得鬆、脆，瓜瓤的彈性模量隨西瓜的成熟逐漸變小。為了解西瓜各部位的力學性能和數值模擬計算的方便，對某一品種西瓜的皮、瓤彈性模量進行了試驗測量。
1.衝擊振動響應方法無損檢測西瓜成熟度的原理
西瓜外形一般為不規則的橢球狀，但其長、短軸相差較小，作為近似和簡化，西瓜可以視為多層球狀彈性體。當其受到瞬態衝擊時，球體將產生振動響應。按照彈性體振動理論，由衝擊造成的振動響應頻率是彈性體的固有頻率。球體的固有頻率與其材料的密度、幾何尺寸和彈性模量等因素有關，可由球體振動的微分方程解出，也可以通過實驗得到。
可以證明，球體的拉壓彈性模量E與固有頻率f、質量m之間的關係為：E∝f2·m2/3。可見，當已知西瓜的固有頻率和質量後，就可以確定其彈性模量。
西瓜成熟後，瓜瓤的彈性模量變小，對某個質量一定的西瓜來說，固有頻率必然降低，所以利用固有頻率可以估算西瓜的成熟度，這就是衝擊振動響應法進行西瓜成熟度無損檢測的基本原理。
2.西瓜固有頻率的測量
為了得到西瓜的固有頻率，試驗中采用錘擊激勵，測量其瞬態激勵力，由加速度計測量瞬態激勵產生的響應。激勵力和圖4-8西瓜固有頻率測試係統框圖振動響應信號經電荷放大器放大後，送至B&K2032動態信號分析儀，經快速傅立葉變換運算(FFT)，得到西瓜的頻率響應函數。從實部和虛部曲線中，可得到各階固有頻率和幅值。激振點選擇在西瓜直徑最大的截麵，測量位置位於同一截麵激振點的對麵。西瓜在衝擊激勵下產生的振動有多階圖4-9西瓜的頻率響應函數固有頻率，經過對西瓜前4階固有頻率和幅值與其含糖量相關性的研究，發現僅基頻(第1階固有頻率)與含糖量有較好的相關性(相關係數為0.80)，故以基頻作為振動參數來研究西瓜的成熟度比較合適。
采用衝擊振動的方法，得到了與西瓜含糖量相關的基頻振動參數，可實現西瓜的無損檢驗。但西瓜的質量對其基頻也有一定影響，在含糖量一定的情況下，質量小的西瓜比質量大的西瓜基頻高。因此僅用基頻一個參數來估計西瓜的成熟度(含糖量)是不完全的，必須考慮質量的影響。可采用f2·m2/3來表示西瓜的成熟度，可稱之為西瓜的成熟度指數，這與其他果蔬(如桃、梨、蘋果等)的成熟度指數是一致的。
用西瓜成熟指數來檢驗西瓜的成熟程度是一種比較有效的無損檢驗方法，易於生產和流通等過程中的應用。
四、力學特性檢測的常用儀器與設備
(一)國內力學特性檢測係統簡介
浙江大學開發了一套由計算機控製的檢測係統。該係統主要由微型計算機、精密位移傳感器、力傳感器、信號調理電路、數據采集卡、開關量I/O接口卡、執行電機和在數據采集和控製軟件平台Genie上開發的測控軟件組成。係統可以實現物料的多種力學性能試驗，如拉伸、擠壓、剪切、彎曲、蠕變、應力鬆弛等試驗。
該係統測控軟件由模擬量輸入模塊、數據記錄模塊、位量控製和開關量輸出模塊、預調模塊、顯示操作模塊、力-變形試驗模塊、蠕變試驗模塊、應力鬆弛試驗模塊等模塊組成。
(二)英國SMS公司食品質構測試儀
隨著中國食品工業日新月異的發展，尤其質量認證體係在全社會範圍的推廣與深刻的影響，業內人士越來越希望在麵對食品業中大量模糊的感官概念時，能有一係列相應的準確量值表述，真正實現對傳統食品行業的數字化、科技化變革。這種變革應當包括三個方麵的內容：物性概念的準確表述，統一的測試方法，精確的量化測量儀器。由英國Stable Micro System(SMS)公司研製生產的TA.XT2i及TA.HD係列物性，是現今在歐美極為通用的新型食品質構測試儀。
SMS公司設計、生產的食品質構測試儀，可對產品進行多種特性的測試，如：硬度、脆性、膠黏性、粘牙性、回複性、彈性、凝膠強度等。其中TA.XT2i和TA.HD已在工業各領域被用於對多種標準特性進行測量。儀器的規格型號和主要技術參數可見公司網站。