沖擊振動數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)
前言:
在力學(xué)、航空、航天、造船、車輛、機(jī)械、建筑、水利、電力、礦山、冶金、化工、儀器儀表、海洋工程、輕工和環(huán)保等行業(yè)的應(yīng)用中,產(chǎn)品的環(huán)境試驗是非常重要的一環(huán),試驗內(nèi)容涉及溫度、噪聲、沖擊、振動等參數(shù)的測試,其中任何一項試驗進(jìn)行的正確與否對產(chǎn)品質(zhì)量都是至關(guān)重要的。為提高測試分析水平,保證對產(chǎn)品質(zhì)量提供精確可靠的試驗數(shù)據(jù),高質(zhì)量的沖擊振動數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)是必不可少的。TDEC在多年高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研發(fā)、集成經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,與有關(guān)廠家合作,成功推出了TP-3401C沖擊振動數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。
測試要求:
沖擊振動數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng),基于計算機(jī)虛擬儀器技術(shù),包括從前端傳感器、信號調(diào)理到后端數(shù)據(jù)采集、分析處理全套設(shè)備,用于沖擊、振動狀態(tài)的加速度、速度或位移值的測量;
8或16通道并行同步數(shù)據(jù)采集,測量數(shù)據(jù)實時存盤;
提供配套虛擬儀器應(yīng)用軟件,包括沖擊振動測量所需專用數(shù)據(jù)分析處理算法模塊;
測試系統(tǒng)本身需輕巧便攜,具有一定的抗沖擊振動能力,方便外場環(huán)境試驗使用。
系統(tǒng)功能特點:
8/16路測量通道,并行同步數(shù)據(jù)采集,每通道最高A/D轉(zhuǎn)換速率為100K/200KSps;
系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集部分采用USB2.0總線便攜式采集器,可直接插在計算機(jī)USB接口中,在系統(tǒng)軟件的控制下完成諸如參數(shù)設(shè)置、波形顯示、數(shù)據(jù)存儲、分析處理等各種功能。采集器機(jī)箱輕巧便攜,結(jié)構(gòu)設(shè)計上對振動沖擊及電磁干擾等方面采用了相應(yīng)措施,非常適合外場環(huán)境試驗使用;
試驗中搭配相應(yīng)傳感器、電荷放大器或電壓放大器,能夠?qū)Χ帱c沖擊振動狀態(tài)的加速度、速度或位移信號進(jìn)行不丟點同步數(shù)據(jù)采集、記錄和分析處理,并能在采集過程中實時觀測多通道的數(shù)據(jù)觸發(fā)方式可選擇手動觸發(fā)、電平觸發(fā)和定時觸發(fā)等多種模式,同時具有連續(xù)多次(Max>20次)觸發(fā)功能;
數(shù)據(jù)采集部分充分利用了USB2.0的數(shù)據(jù)帶寬,采用WDM驅(qū)動程序,同時采用多線程技術(shù),使測試系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)量僅受計算機(jī)物理存儲量(硬盤剩余空間)限制;
數(shù)據(jù)回放功能使超大容量的采集數(shù)據(jù)能快速方便的回放,支持時域、頻域同時回放分析,在超長信號中能任意選取信號段進(jìn)行分析(最短128點),解決了傳統(tǒng)FFT分析儀無法實現(xiàn)的瞬態(tài)脈沖信號FFT分析功能;
通過在數(shù)據(jù)回放過程中的翻頁、移動波形、分析區(qū)間(窗寬度)選擇功能,用戶可以對數(shù)據(jù)文件的任一段信號進(jìn)行同步顯示及頻譜分析功能;
采集存儲的數(shù)據(jù)是開放的二進(jìn)制格式數(shù)據(jù),用戶可以用其它分析軟件做進(jìn)一步的處理分析;也能夠方便地將數(shù)據(jù)波形、參數(shù)、分析結(jié)果等發(fā)送到MS-WORD、EXCEL中供用戶生成測試報告、調(diào)用處理等;
雙通道分析功能模塊:通過用戶對A、 B兩個窗口的設(shè)置選擇,可選擇雙通道時域分析顯示、單通道時域/頻域分析同時顯示、單通道幅值/相位分析同時顯示、雙通道幅值同時顯示等功能。用戶可根據(jù)測試要求任意搭配窗口A、B內(nèi)顯示的數(shù)據(jù)波形及分析結(jié)果,同時模塊對雙通道分析提供了X-Y圖功能、互相關(guān)分析功能、互功率譜分析功能等。
系統(tǒng)軟件:
系統(tǒng)配套的虛擬儀器應(yīng)用軟件為中文操作界面,提供采集控制、前端調(diào)理系統(tǒng)控制、多通道波形實時顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)回放、工程標(biāo)定、時域統(tǒng)計分析、頻域自功率譜分析、測試報告生成等功能;
系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)主要包含兩個數(shù)據(jù)波形窗口顯示及回放控制功能模塊、數(shù)據(jù)實時記錄控制模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、工程測試單位折算模塊及相應(yīng)的生成測試報告模塊等;
標(biāo)定文件模塊:用于完成測試過程中的清零過程,為系統(tǒng)其它功能模塊提供工程單位折算系數(shù);
單通道示波模塊:包括波峰值、波谷值、絕對平均值、有效值、波峰因素、波形因素的計算分析,以及疊加信號處理、巴特沃茲數(shù)字濾波處理、多種加窗函數(shù)處理等時域預(yù)處理功能,還包括幅值譜、相位譜、自功率譜分析(頻域)、自相關(guān)分析(時域)等數(shù)據(jù)處理分析功能;
多通道示波模塊:8通道同時滾動顯示數(shù)據(jù)波形,支持時域/頻域切換顯示,可用于檢測各通道信號線連接情況,同時可估計待測信號的主頻,以選擇合適的采樣頻率;
數(shù)據(jù)實時記錄控制模塊:能對8通道的信號按設(shè)定采樣頻率進(jìn)行連續(xù)采集記錄(不丟點),并可在采集記錄的同時,實時監(jiān)測各通道波形;
歷史數(shù)據(jù)回放功能模塊:包括雙窗口同時回放功能、手動/自動回放功能、快放/慢放功能等,除具備單通道示波模塊的分析功能外,還包含X-Y圖、互相關(guān)分析、互功率譜計算等功能;
譜陣分析回放模塊:對采集記錄的數(shù)據(jù)以三維譜陣的方式進(jìn)行回放,能清晰的了解各測試時間段內(nèi)各頻率分量的幅值。
硬件配置及主要技術(shù)指標(biāo):
TDEC UDAQ系列便攜式數(shù)據(jù)采集器
加速度、速度、位移傳感器
TP-5609DH/5610DH電荷放大器或其它類型電壓放大器
并行采集通道數(shù):8/16CH
每通道最高采樣率:100K/200KSps,向下可分18檔程控設(shè)置
A/D轉(zhuǎn)換器精度:16Bits(±15位)
輸入電壓信號范圍:0~±10V(峰——峰)
模擬輸入阻抗:100MΩ
內(nèi)置高速緩沖存儲器:32K字節(jié)
綜合誤差:0.1%
觸發(fā)方式:內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)、手動觸發(fā)多種模式
結(jié)束語:
TP-3401C沖擊振動數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)基于當(dāng)今最先進(jìn)的計算機(jī)虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建,對于加速度、速度、位移等沖擊振動參數(shù)的測試提供了從前端傳感器、信號調(diào)理到后端數(shù)據(jù)采集、分析處理的全套解決方案,系統(tǒng)功能靈活多樣,使用方便可靠,是環(huán)境試驗中理想的測試系統(tǒng),可用于鐵路、橋梁、建筑、車船、機(jī)械、水利電力、石油、地質(zhì)、環(huán)境保護(hù)、地震監(jiān)測等多個行業(yè)的各種沖擊振動參數(shù)測量試驗。
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