測量子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集、處理子系統(tǒng)
3.1.2測量子系統(tǒng)測量分系統(tǒng)主要包括傳感器，適調放大器及有關連接部分。最常用的傳感器 為電式傳感器。適調放大器的作用是調整傳感器所產生的小信號，以便送至分 析儀進行測量。測量分系統(tǒng)主要由力傳感器和運動傳感器組成。結構在激振器或力錘的激勵下產生振動時，輸入到機械系統(tǒng)的信號和從該系 統(tǒng)輸出的信號都必須進行測量。系統(tǒng)的輸入一般是力，用力傳感器測量。系統(tǒng)輸 出通常是結構上一些感興趣點的位移、速度或加速度，這些輸出量用運動傳感器 測量。模態(tài)分析試驗中經常用的運動傳感器是以壓電晶體為敏感元件的加速度傳感 器。當晶體變形時，它的兩個極面上會產生與其變形成正比的電荷，而變形是與 晶體受到的力成正比的。在大多數(shù)模態(tài)分析測量中，壓電力傳感器代替了帶有應變片的傳統(tǒng)的測力計。 壓電力傳感器的主要特性指標是******力、最低頻率和最高頻率(與負載有關)以及 靈敏度。對于很低頻的測量，應變片式的動態(tài)測力計仍在使用。一般來說，力傳 感器對模態(tài)分析測量的影響比加速度計要小。在機械結構的模態(tài)分析試驗中，響應通常是結構物體的運動，以位移、速度 或加速度來表示。理論上，測量這三個運動參數(shù)中的哪一個是無關緊要的。測量 位移對低頻情況更為重要，而高頻情況下更強調測量加速度。速度的均方根值被 稱為“振動烈度”，因為振動速度與振動能量有著簡單的關系。這可能是需要測量 速度的重要原因。然而，位移傳感器和速度傳感器一般都比較重。大部分運動傳 感器都是質量一彈簧系統(tǒng)，都有一個共振頻率。位移傳感器在它自身共振頻率以 上的頻帶內其輸出信號與其位移成正比。這必然要求共振頻率很低，從而需要有 較大的質量、對于加速度計情況正相反。質量越小，把它粘在結構上時對結構的 影響就越小，測量也就越精確。加速度計的另一個好處是，在做常規(guī)的振動分析 時，加速度信號可以通過積分電路正確地積分，從而得到速度和位移，而將速度 傳感器和位移傳感器跟微分電路一起使用是不適合的，因為它會放大高頻噪聲。 基于以上考慮使加速度計在模態(tài)分析試驗中成為應用最廣泛的•運動傳感器。3.1.3數(shù)據(jù)采集、處理子系統(tǒng)試驗模態(tài)分析的第三部分是數(shù)據(jù)采集、處理分系統(tǒng)。這部分有兩個任務:第一 是記錄并處理由力傳感器與運動傳感器測試所得的信號數(shù)據(jù)，例如確定頻率響應 函數(shù);第二是從測試得到的頻響函數(shù)中導出并確定模態(tài)參數(shù)(模態(tài)頻率，模態(tài)阻尼 比，模態(tài)振型向量等)。目前模態(tài)測試常用的分析儀器有如HP變62A, Siglab20-42 等，且大多數(shù)信號分析儀均帶有某些用以控制激勵的信號源，具有窄帶及可變帶 寬的隨機、正弦、正弦掃描、瞬態(tài)隨機及線性調頻脈沖等信號源。動態(tài)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)絕大多數(shù)都是以數(shù)字計算機為主體的系統(tǒng)。它主要由 以下幾部分組成:數(shù)據(jù)采集模塊、模擬信號適調輸出模塊、數(shù)字信號處理模塊<DSP)、 計算機或工作站、存儲硬盤。目前市場上常用的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)主要有一些小型專用信號分析儀和大 型多通道數(shù)據(jù)并行采集處理系統(tǒng)。小型專用信號分析儀是以快速傅立葉變換為主 體的信號處理機，一般有多個測量通道，具有在時域上信號采集、編輯、相關分 析和概率密度分析;在頻域上傅氏譜、功率普、頻響函數(shù)和相干函數(shù)等分析功能， 還內裝有數(shù)字合成的隨機和(或：)正弦信號源。這些分析功能的軟件大都做了硬件 化處理，因而操作相當簡便。分析儀配有接口與計算機相連，大大擴展了分析儀 的功能，這時分析儀作為前端機進行數(shù)據(jù)采集和預處理;而計算機作為后端機對預 處理數(shù)據(jù)進行二次處理，并將結果存入硬盤。典型的專用信號分析儀有HP3562A，DSPT Siglab20-42和BK3550等。多通道數(shù)據(jù)并行采集處理系統(tǒng)的測量通道可達 256路以上，具有高速傳遞、存儲和處理數(shù)據(jù)能力。系統(tǒng)配有相當完善的數(shù)據(jù)處 理軟件，并為用戶軟件開發(fā)提供接口。典型的多通道數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)有HP3565S, Siglab, ZONIC WS7000等。輸入數(shù)據(jù)經A/D變換后，由軟件進行FFT、變換平均、 濾波、加窗、各種相關分析及譜等變換及處理后，得到各種曲線，如脈沖響應函 數(shù)曲線、頻響函數(shù)曲線、相關函數(shù)曲線等，再由模態(tài)識別軟件實現(xiàn)各種時域及頻 域參數(shù)識別得到各種模態(tài)參數(shù)。目前市場上比較主流的模態(tài)識別軟件有 LMSCADA-PC，ME'scope,Testlab，STAR 等。本文采摘自“VMC1060型立式加工中心試驗模態(tài)分析”，因為編輯困難導致有些函數(shù)、表格、圖片、內容無法顯示，有需要者可以在網絡中查找相關文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！