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3.1.2測(cè)量子系統(tǒng)

測(cè)量分系統(tǒng)主要包括傳感器，適調(diào)放大器及有關(guān)連接部分。最常用的傳感器為電式傳感器。適調(diào)放大器的作用是調(diào)整傳感器所產(chǎn)生的小信號(hào)，以便送至分析儀進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)量分系統(tǒng)主要由力傳感器和運(yùn)動(dòng)傳感器組成。

結(jié)構(gòu)在激振器或力錘的激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，輸入到機(jī)械系統(tǒng)的信號(hào)和從該系統(tǒng)輸出的信號(hào)都必須進(jìn)行測(cè)量。系統(tǒng)的輸入一般是力，用力傳感器測(cè)量。系統(tǒng)輸出通常是結(jié)構(gòu)上一些感興趣點(diǎn)的位移、速度或加速度，這些輸出量用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量。

模態(tài)分析試驗(yàn)中經(jīng)常用的運(yùn)動(dòng)傳感器是以壓電晶體為敏感元件的加速度傳感器。當(dāng)晶體變形時(shí)，它的兩個(gè)極面上會(huì)產(chǎn)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(cè)量中，壓電力傳感器代替了帶有應(yīng)變片的傳統(tǒng)的測(cè)力計(jì)。壓電力傳感器的主要特性指標(biāo)是最大力、最低頻率和最高頻率(與負(fù)載有關(guān))以及靈敏度。對(duì)于很低頻的測(cè)量，應(yīng)變片式的動(dòng)態(tài)測(cè)力計(jì)仍在使用。一般來(lái)說(shuō)，力傳感器對(duì)模態(tài)分析測(cè)量的影響比加速度計(jì)要小。

在機(jī)械結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析試驗(yàn)中，響應(yīng)通常是結(jié)構(gòu)物體的運(yùn)動(dòng)，以位移、速度或加速度來(lái)表示。理論上，測(cè)量這三個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)中的哪一個(gè)是無(wú)關(guān)緊要的。測(cè)量位移對(duì)低頻情況更為重要，而高頻情況下更強(qiáng)調(diào)測(cè)量加速度。速度的均方根值被稱(chēng)為“振動(dòng)烈度”，因?yàn)檎駝?dòng)速度與振動(dòng)能量有著簡(jiǎn)單的關(guān)系。這可能是需要測(cè)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(yùn)動(dòng)傳感器都是質(zhì)量一彈簧系統(tǒng)，都有一個(gè)共振頻率。位移傳感器在它自身共振頻率以上的頻帶內(nèi)其輸出信號(hào)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(zhì)量、對(duì)于加速度計(jì)情況正相反。質(zhì)量越小，把它粘在結(jié)構(gòu)上時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響就越小，測(cè)量也就越精確。加速度計(jì)的另一個(gè)好處是，在做常規(guī)的振動(dòng)分析時(shí)，加速度信號(hào)可以通過(guò)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?yàn)樗鼤?huì)放大高頻噪聲。基于以上考慮使加速度計(jì)在模態(tài)分析試驗(yàn)中成為應(yīng)用最廣泛的•運(yùn)動(dòng)傳感器。

3.1.3數(shù)據(jù)采集、處理子系統(tǒng)

試驗(yàn)?zāi)B(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(gè)任務(wù):第一是記錄并處理由力傳感器與運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)試所得的信號(hào)數(shù)據(jù)，例如確定頻率響應(yīng) 函數(shù);第二是從測(cè)試得到的頻響函數(shù)中導(dǎo)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(cè)試常用的分析儀器有如HP變62A, Siglab20-42 等，且大多數(shù)信號(hào)分析儀均帶有某些用以控制激勵(lì)的信號(hào)源，具有窄帶及可變帶寬的隨機(jī)、正弦、正弦掃描、瞬態(tài)隨機(jī)及線(xiàn)性調(diào)頻脈沖等信號(hào)源。

動(dòng)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(jì)算機(jī)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(hào)適調(diào)輸出模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊<DSP)、計(jì)算機(jī)或工作站、存儲(chǔ)硬盤(pán)。

目前市場(chǎng)上常用的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)主要有一些小型專(zhuān)用信號(hào)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(zhuān)用信號(hào)分析儀是以快速傅立葉變換為主體的信號(hào)處理機(jī)，一般有多個(gè)測(cè)量通道，具有在時(shí)域上信號(hào)采集、編輯、相關(guān)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(nèi)裝有數(shù)字合成的隨機(jī)和(或：)正弦信號(hào)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(dāng)簡(jiǎn)便。分析儀配有接口與計(jì)算機(jī)相連，大大擴(kuò)展了分析儀的功能，這時(shí)分析儀作為前端機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理;而計(jì)算機(jī)作為后端機(jī)對(duì)預(yù) 處理數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，并將結(jié)果存入硬盤(pán)。典型的專(zhuān)用信號(hào)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(cè)量通道可達(dá) 256路以上，具有高速傳遞、存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)能力。系統(tǒng)配有相當(dāng)完善的數(shù)據(jù)處理軟件，并為用戶(hù)軟件開(kāi)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(jīng)A/D變換后，由軟件進(jìn)行FFT、變換平均、濾波、加窗、各種相關(guān)分析及譜等變換及處理后，得到各種曲線(xiàn)，如脈沖響應(yīng)函數(shù)曲線(xiàn)、頻響函數(shù)曲線(xiàn)、相關(guān)函數(shù)曲線(xiàn)等，再由模態(tài)識(shí)別軟件實(shí)現(xiàn)各種時(shí)域及頻域參數(shù)識(shí)別得到各種模態(tài)參數(shù)。目前市場(chǎng)上比較主流的模態(tài)識(shí)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(yàn)?zāi)B(tài)分析”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！

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