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動(dòng)態(tài)采集系統在振動(dòng)測量系統中的應用研究
作者：
時(shí)間：2013-01-10
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 前言
LMS SCADAS Ⅲ信號調理和數據采集系統可提供多通道動(dòng)態(tài)數據采集所需的完整平臺。它采用模塊化結構，可根據實(shí)際需求精確配置系統，對于大通道數的采集系統，通過(guò)數字化和DSP處理可以提高系統的分布式實(shí)時(shí)處理能力。信號調理模塊包括帶ICP供電的電壓放大輸入，電荷放大輸入，帶可編程高通濾波器的傳聲器放大輸入，及橋式放大輸入等。LMS SCADAS Ⅲ能勝任包括聲學(xué)評估、MIMO結構試驗、旋轉機械分析、振動(dòng)控制、時(shí)間波形模擬等應用，并能提供最優(yōu)的性能價(jià)格比。
2 振動(dòng)測量系統
一個(gè)常用的LMS SCADAS Ⅲ動(dòng)態(tài)采集系統其系統組成如圖1，圖中傳感器將感受到的物理量作為輸入并按一定規律轉換成測量所需物理量后輸出的一種裝置。LMS SCADAS Ⅲ動(dòng)態(tài)采集分析裝置是基于快速傅立葉變換原理和數字信號處理技術(shù)，對輸入的傳感器信號進(jìn)行抗混濾波、采樣和模數轉換等初步處理后進(jìn)行不丟失數據的連續不間斷的存盤(pán)記錄，同時(shí)按不同要求可對信號進(jìn)行實(shí)時(shí)與事后的時(shí)域分析、時(shí)差域分析(相關(guān)分析)、頻域分析(功率譜、頻響函數等)和幅值域分析(直方圖、概率密度等)。具有齊全的輔助功能，如加窗、平均、細化、內裝信號源等。
圖1 振動(dòng)測量系統組成框圖
振動(dòng)測量系統測量原理為：測點(diǎn)部位振動(dòng)沖擊作用于加速度傳感器，經(jīng)測量電纜把傳感器信號傳輸至LMS采集系統進(jìn)行采集和處理。
3 LMS系統應用研究
利用LMS SCADAS Ⅲ動(dòng)態(tài)采集系統強大的采集處理能力，對組成振動(dòng)測量系統的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行分析，主要從傳感器和測量電纜兩方面進(jìn)行應用研究，以此來(lái)提高振動(dòng)測量系統的可靠性。
3.1 傳感器敲擊異常波形分析
目前振動(dòng)傳感器可靠性檢查方法為：選擇傳感器時(shí)，先對選中傳感器進(jìn)行敲擊，并在示波器上觀(guān)察其波形，若波形正常，則表明此傳感器可用。由此方法選擇的傳感器在連接測量電纜安裝在測振塊上時(shí)，經(jīng)常出現個(gè)別傳感器輸出零位噪聲偏大或輸出信號異常的狀況。究其原因在于在進(jìn)行傳感器敲擊檢查時(shí)，在示波器上不能完全觀(guān)察到敲擊信號的波形特征，通過(guò)在LMS采集系統上敲擊傳感器并記錄相應的沖擊信號，而后通過(guò)軟件對信號的局部進(jìn)行放大來(lái)觀(guān)察傳感器輸出信號是否存在異常，可以彌補使用示波器檢查傳感器方法中存在的不足。
LMS采集系統記錄下正常的敲擊震蕩、放大波形見(jiàn)圖2。
圖2 正常敲擊震蕩和放大波形
從圖2中看出，敲擊震蕩波形信號的特征為：其震蕩波形接近于一個(gè)衰減的指數函數，有一個(gè)明顯的沖擊波峰和幾個(gè)衰減下來(lái)的沖擊波峰，且各波形持續時(shí)間為10毫秒左右。
下圖為L(cháng)MS采集系統記錄下的兩個(gè)輸出信號異常傳感器的敲擊震蕩信號波形。 
圖3 輸出信號異常傳感器敲擊波形
通過(guò)分析，可看出異常波形產(chǎn)生的原因在于傳感器在敲擊過(guò)程中產(chǎn)生了嚴重的零點(diǎn)漂移，從敲擊波形的時(shí)域曲線(xiàn)上觀(guān)察就是數據的中心不在零點(diǎn)。
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