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3.1.2測量子系統(tǒng)

測量分系統(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，以便送至分析儀進(jìn)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(jié)構(gòu)在激振器或力錘的激勵下產(chǎn)生振動時，輸入到機(jī)械系統(tǒng)的信號和從該系統(tǒng)輸出的信號都必須進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jīng)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(dāng)晶體變形時，它的兩個極面上會產(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)分析測量中，壓電力傳感器代替了帶有應(yīng)變片的傳統(tǒng)的測力計。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。對于很低頻的測量，應(yīng)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(jī)械結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析試驗中，響應(yīng)通常是結(jié)構(gòu)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(guān)緊要的。測量位移對低頻情況更為重要，而高頻情況下更強(qiáng)調(diào)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(guān)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(zhì)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(nèi)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(zhì)量、對于加速度計情況正相反。質(zhì)量越小，把它粘在結(jié)構(gòu)上時對結(jié)構(gòu)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(yīng)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?zāi)B(tài)分析的第三部分是數(shù)據(jù)采集、處理分系統(tǒng)。這部分有兩個任務(wù):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(yīng) 函數(shù);第二是從測試得到的頻響函數(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(jī)、正弦、正弦掃描、瞬態(tài)隨機(jī)及線性調(diào)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(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、模擬信號適調(diào)輸出模塊、數(shù)字信號處理模塊<DSP)、計算機(jī)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(jī)，一般有多個測量通道，具有在時域上信號采集、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)簡便。分析儀配有接口與計算機(jī)相連，大大擴(kuò)展了分析儀的功能，這時分析儀作為前端機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理;而計算機(jī)作為后端機(jī)對預(yù) 處理數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，并將結(jié)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(dá) 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(dāng)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(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，如脈沖響應(yīng)函數(shù)曲線、頻響函數(shù)曲線、相關(guān)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?zāi)B(tài)分析”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，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)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！

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分類：加工中心

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