TestLab操作指导书锤击测试ImpactTesting.docx
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TestLab操作指导书锤击测试ImpactTesting
Test.Lab操作指南——锤击测试ImpactingTesting
2016年1月
序言
这个部分介绍Test.Lab的锤击法测试ImpactTesting模块的常用操作,工作界面的详细容及略掉部分参见《LMSTestLab帮助中译文_锤击测试ImpactTesting》,主要针对目前能够进行且经常进行的实验。
因作者水平有限,讹误在所难免。
1.锤击测试ImpactTesting概述
1.1工作界面
锤击测试ImpactTesting模块的工作界面如下所示;
图1.1ImpactTesting模块工作界面
同桌面Desktop的界面介绍,参见《桌面Desktop操作指导书》1.1。
1.2模块功能
锤击测试是结构测试的一种方法,结构测试有多入多出、扫频等,本模块指单参考点多输出点的单入多出测试,一般和结构分析结合使用。
目前,我们使用锤击测试模块与模态分析模块完成的试验是:
产品(空调箱、冷凝器等)的锤击法模态实验。
此外,如719项目的锤击法振动传递函数与噪音辐射系数的测试,虽然此模块亦可做,建议使用SignatureAcquisition模块。
1.3锤击测试流程
1.3.1测试准备
连接电脑、数采的电源,防止静电;
连接电脑与数采的网线;
布置空调箱或其它待测产品;
粘贴加速度传感器,连接线缆至数采通道上,记录传感器表面标示方向与实际测量方向;
开启电脑、数采,插入加密狗至电脑。
连接力锤至数采。
1.3.2软件打开方法
(1)打开Test.Lab的ImpactTesting模块界面,
若Test.Lab正常安装,则该模块运行文件为“安装盘符\安装文件夹\LMS\LMSTest.Lab13A\bin\LmsHq_ProductVC_LmsModalImpact_v1.exe”;
其快捷方式为“桌面\LMSTest.Lab13A\Test.LabStructuresAcquisition\ImpactTesting”;
(2)创建一个新项目NewProject;
点击工具栏上的新建快捷键,以默认模板新建一个项目NewProject;
或点击File/New,从模板列表中选择一个模板(后缀为.tpl),应用此模板的设置新建一个项目;
(3)打开已保存过的项目;
使用File/Open、或工具栏的打开快捷键,打开一个此前的已保存的特征测试文件(后缀.lms)。
1.3.2软件流程
(1)Test.Lab创建新项目时,默认阶段名为Section1,可使用Data/RenameSection...或工具栏快捷方式重命名阶段;
(3)于文档Documentation,为阶段或运行添加注释信息;
(4)于通道设置ChannelSetup,对数据采集系统的通道进行;
(5)于校准Calibration,对传感器灵敏度进行标定;
(6)于锤击示波ImactScope,用来确定各通道量程;
(7)于锤击设置ImpactSetup,设置力锤触发级、带宽、加窗及激励点选择;
(8)于测量Measure,进行测试;
(9)于验证Validate,查看实验结果是否有遗漏的测点等。
1.4常见问题
1.4.1电脑与数采的网络连接
(1)确保电脑与数采开启、网线连接好;
(2)电脑本地连接的TCP/IP协议,指定为自动获取IP、自动获取DNS服务器;
(3)使用Tools/Options,在对话框里,选择Fronted子标签,选择UseUTP,点击Scan,待显示出IP地址后,点击确定即可。
1.4.2软件无法启动
(1)Test.Lab无常启动时,一般检查License是否有误,检查License文件位置与指定位置是否一致;
(2)有时,添加了未获License许可的add-ins,则可以正常进入,使用Tools/Add-ins,取消未获License的add-ins;
(3)重启一切;
(4)其它原因,尚未遇到。
2文档Documentation与数据Navigator
2.1文档
2.1.1工作界面
如下图所示;
图2.1文档Documentation工作表界面
(1)标题栏,包括工作表名称、子标签、项目Project名;
(2)用户属性区;(3)写字板区;(4)附件区;(5)附件预览区;
2.1.2常用操作
1.新建阶段
进行一次实验时,可能需要建立多个阶段Section,将数据分开存储;随后几个工作表的操作容都将存储于活动阶段Section,即工具栏上的Section列表中的阶段,应注意切换不同的阶段;
(1)则使用Data/NewSection...或工具栏上的快捷方式新建;
(2)于工具栏的Section列表,切换当前使用的阶段,随后的操作容将存储于切换后的阶段;
(3)使用Data/RenameSection...或工具栏上快捷方式,重命名当前阶段;
(4)使用Data/DeleteSection...或工具栏上快捷方式,删除阶段。
2.添加阶段与运行信息
(1)于1标题栏子标签区选择Section或Run;
(2)合适2、3、4、5区域为阶段或运行添加相关信息。
2.2数据
此过程不用到这个工作表。
3.通道设置ChannelSetup
在测试前需要定义各个通道的灵敏度、测量信号类型和输入模式等。
3.1工作界面
进入Channel工作表后,默认工作界面如下图所示;
图3.1通道Channel工作界面
(1)标题栏,工作表名称、活动按钮;
(2)状态栏
Status,通道状态指示,红色表示通道设置不正确、不可用,并显示不正确的原因;绿色表示通道设置正确、可用,显示VerificationOK。
(3)通道区
通道设置布局类似于Excel表格,每一行代表一个通道,每一列代表通道的一种属性设置。
Test.Lab软件中的通道与SCM数采的通道是一一对应的,通道设置的目的是使两者对应。
3.2常用操作
3.2.1设置通道属性可见性
点击Tools/ChannelSetupVisibility,弹出如下对话框,它的作用是设置通道属性是否显示在图3.1里。
图3.2Tools/ChannelSetupVisibility对话框
这个对话框操作很明显,基本上,使用图3.2所示的12个属性就可以了。
3.2.2力锤通道设置
若数采通道连接的是力锤,假设连接的通道为通道1;
(1)于图3.1的1标题栏的ChannelSetup列表中,确保选择此项;
(2)于图3.1的2通道区选择Input1这一行;
(3)左键点击OnOff复选框,则通道开启;(再次点击,则通道关闭;)
(4)注意:
此时多出一列,为Reference(参考通道),即力锤所在通道,只有一个;
(5)于ChannelGroupld通道组,选择Vibration振动组;
(6)于Point点,指定这个测量点的名字(不能重复);
(7)于Direction方向,指定力锤的敲击方向(与实际测量方向一致);
(8)于InputMode输入模式,选择ICP(视力锤的输入类型,实验使用的是ICP);
(9)于MeasuredQuantity测量量,选择Force力;
(10)于ElectricalUnit电学单位,选择mV;
(11)于ActualSensitivity实际灵敏度,输入灵敏度数值,必须确定,因无校准仪;选择其单位(mV/N);
(12)于Range量程,输入一个上限值,可留至5.2.3两者是同步的。
图3.3力锤通道设置
(13)若2状态区Status显示绿色,显设置成功;若为红色,则不成功,同时显示错误的地方,检查并修正,直至示红。
3.2.3加速度传感器通道设置
若数采通道连接的是加速度传感器,假设其连接的通道为通道1、2;
(1)于图3.1的1标题栏的ChannelSetup列表中,确保选择此项;
(2)于图3.2的2通道区选择Input1这一行;
(3)左键点击OnOff复选框,则通道开户;(再次点击,则通道关闭);
(4)于Reference,不选中;
(5)于ChannelGroupld通道组,选择Vibration振动组;
(6)于Point点,指定这个测量点的名字(不能重复);
(7)于Direction方向,指定加速度传感器的方向(加速度传感器为PCB356A32三向传感器,故需要将传感器的指示方向与实际测量的方向对标;即,假如连接至通道1的是某个传感器的X方向(线缆上有方向指示标签),则需要观察传感器的标有X的一面(+X方向)对应的测量方向,将测量方向填入此处);
(8)于InputMode输入模式,选择ICP(视加速度传感器的输入类型,PCB365A32为ICP型);
(9)于MeasuredQuantity测量量,选择Acceleration加速度;
(10)于ElectricalUnit电学单位,选择mV;
(11)于ActualSensitivity实际灵敏度,输入灵敏度数值,亦可留至校准一部分;选择其单位(mV/g);
(12)于Range量程,输入一个上限值,可留至5.2.3,两者是同步的。
(13)若有多个加速度通道,重复以上步骤,Point只能重复三次(需要同一个传感器的三个方向都连接至数采);可以在某个数值上右键复制,粘贴至其它地方;
图3.4加速度传感器的通道设置例子
(14)若图3.1的2状态区Status显示绿色,显设置成功;若为红色,则不成功,同时显示错误的地方,检查并修正,直至示红。
3.2.4加载与保存通道设置
当通道设置完成后,点击1标题栏的SaveasReference,将其保存为参考;
当进行新的通道设置时,点击1标题栏的LoadChannelSetup,加载已有的通道的设置(可从参考、其它项目、活动项目中选择),如下图所示,从已经保存的项目中选择该项目所使用的通道设置:
图3.5加载通道设置对话框
3.3术语简介
3.3.1通道类型
测量中使用的通道数量取决于机箱数采模块与软件模块类型,可归为以下几类;
(1)转速通道Tachochannels,用于测量跟踪参数(一般指转速),常用于扭转分析;此时,转速通道须关联到一个动态输入通道组,转速用来计算转速及跟踪状态,使用双精度变量,该变量的处理同与动态通道组关联的输入通道一致;
(2)输入通道,用来测量各种物理量,在物理输入通道上;
(3)派生通道,对输入(动态)通道的数据作处理。
3.3.2输入通道InputChannels
输入通道指机箱(硬件)上除了转速通道外的其它物理输入通道,可与软件能通信。
将输入通道按类型分组,每个组有特殊标识,以相同方式采集与处理数据;每个通道必须分配给一个通道组,在Channelsetup工作薄里,有下若干通道组。
注:
通道组的划分是为了分类的方便,并无物理学上的意义;
(1)声学通道Acousticchannels
名为“Acoustic”的通道组,未限制它们须通过麦克风测声压,也没指定它们连接的前端调理模块;须注意,测振动时,将其通道转为振动组更好,振动组可以作积分与微分;在“ChannelSetup”工作薄里指定通道为声学组,转速通道不可。
通道辨识符,使用ChannelSetup工作薄设置;
校准,使用完全“AC校准步骤”ACcalibrationprocedure,来校准;
测量函数,可测量时域数据块,频谱,自谱,自功率谱,互谱,频响;及OA与其它计算值;声学组的所有通道处理方式相同,即,测量相同函数、相同计权,可以定义单独的通道组“Other”来作独特处理。
量程,作为通道辨识符之一,可预先设定,有特定值,在Acquisitionsetup工作薄时检查并重设。
(2)振动通道Vibrationchannels
该通道组用来测量振动量,加速度、位移、速度;可能预定义待测量,或者作积分或微分,处理将用于该组的所有通道的OAlevels,转速通道不可。
通道辨识符,使用ChannelSetup工作薄设置;
校准,使用完全“AC校准步骤”ACcalibrationprocedure,来校准;
测量函数,可测量时域数据块,频谱,自谱,自功率谱,互谱,频响;及OA与其它计算值;声学组的所有通道处理方式相同,即,测量相同函数、相同计权,可以定义单独的通道组“Other”来作独特处理。
量程,作为通道辨识符定义,有特定值,在Acquisitionsetup工作薄时检查并重设。
(3)静态通道StaticChannels
该通道组用来测量变化缓慢的量,在ChannelSetup工作薄里指定;静态通道必须四个一组(每个信号调理模块),转速通道不可。
通道辨识符,使用ChannelSetup工作薄设置;
校准,使用“DC校准步骤”DCcalibrationprocedure,来校准;
测量函数,测量采集数据的线性平均。
量程,作为通道辨识符定义,有特定值。
4.校准Calibration
4.1工作界面
工作界面如下图所示:
图4.1校准Calibration工作表界面
1.标题栏,工作表名称、活动按钮;
2.示波区,校准通道的波形时域与频域显示;
3.校准区,选择校准通道并设置校准参数;
4.校准状态区,校准信息。
4.2常用操作
4.2.1加速度传感器校准
(1)于图4.1的1标题栏,ACCalibration列表中,确定选择此项;
(2)于图4.1的3a校准参数区,于Unit选择m/S2或g(加速度传感器采集加速度信号),于Frequency选择159.2Hz(加速度校准仪的校准频率),于Level设置量程(可默认)及单位(Peak),于MaxCalibrationtime设置校准时间(可默认);
(3)于图4.1的3b通道区选择待校准加速度计连接的数采的通道;
(4)将加速度计待校准的方向竖直粘贴于加速度校准仪;
(5)开启加速度校准仪,于图4.1的4校准状态区点击Check,稍等待后点击Start,则将自动校准;
(6)校准过程中,图4.1的3b通道区的NewSensitivity将不断更新灵敏度数值;
(7)校准过程中,图4.1的2a示波区时域显示采集信号的时域波形,图4.1的2b示波区频域显示信号的频域波形,可以同图形窗口一样操作,观察其输出量值是否为94dB;
(8)校准时间到,或点击Break,校准结束;点击Accept,则NewSensivity将取代ActualSensitivity,点击Reject,将不取代;
(9)可再次进行校准。
4.3术语简介
此处说明校准原理与做法。
校准传感器的目的是确定传感器测量的物理量与它的电学输出的关系,即灵敏度,是传感器的属性,可以由外部实验室独立校准。
工作中传感器会连接至前端通道,或许有附加调理器,因此有必要校准实时灵敏度。
有时候校准用来检查传感器是否漂移,对比当前灵敏度与正常值。
在Calibrationworksheet工作薄里做。
校准方法有AC校准、DC校准、桥接校准;
本章只使用了AC校准。
5.锤击示波ImpactScope
设置力锤敲击与加速度响应的量程。
5.1工作界面
工作界面如下图所示:
图5.1追踪设置TrackingSetup工作表界面
(1)标题栏,工作表名称、活动按钮;
(2)示波区,观察各通道的信号的波形;
(3)量程区,设置各通道的量程,与2.1的量程range同步;
(4)示波采样参数,设置数采硬件采集数据的方法;
(5)示波区格式,设置示波区的曲线格式;
(6)桥接设置,无用;
(7)触发设置,触发条件;
(8)按钮区。
5.2常用操作
5.2.1采样参数
(1)于图5.1的4示波采样参数,设置采样参数,一般来说,按图5.2所示设置即可。
实际情况并不一定,Bandwidth带宽取决于实际的振动最大频率,从1024Hz-10240Hz不等,应根据实际情况调整;Resolution频率分辨率一般1Hz即可,有时会有变化。
图5.2示波采样参数设置
如果有其它要求,改变Bandwidth、Resolution即可,Frequencylines随之变化;
5.2.2量程设定
与2.2通道的量程Range同步。
(1)于图5.1的3量程区,确保为Autoranging;
(2)点击StartRanging,用力锤多次敲击产品,力锤与加速度通道自动匹配量程;
(3)点击SetRange以设置量程;点击StopRange结束自动匹配;
(4)另外,可在图5.1的2b示波区细览,选取某个通道后,于Inputmode为ICP,于Inputrange选择量程值。
5.2.3示波设置与观察
(1)于图5.1的6示波格式设置曲线在图形中的格式,可如下图所示设置;
图5.4示波格式设置
(2)于图5.1的2a示波区概览,于1Channel列表选择图形上同时显示的通道数目,或点击箭头切换;
(3)于图5.1的2b示波区细览,于CH1列表选取通道,或箭头切换通道,观察某个通道的曲线;
5.2.4触发设置
(1)于图5.1的7触发设置,设置其Mode为FreeRun即可,自由触发,无条件。
5.2.5其它
(1)图5.1的6桥接设置不管;
(2)图5.1的8按钮区的作用是,更改设置后点击以刷新示波显示。
6.锤击设置ImpactSetup
设置力锤相关参数。
6.1工作界面
此工作表的界面如下图所示;
图6.1锤击设置ImpactSetup工作表界面
这一步分为四小步,按顺序分为四个子标签;
(1)触发级Trigger;
(2)带宽Bandwidth;
(3)加窗Windowing;
(4)驱动点DrivingPoints。
6.2触发Trigger
触发级需要设置锤击输入围(Range)、触发电压(Triggerlevel)及触发时间(Pretrigger)。
6.2.1触发界面
工作界面如下图所示:
图6.2锤击设置工作表触发子标签
(1)标题栏,工作表名称、子标签名称、活动按钮;
(2)软件信号区;
(3)硬件信号区;
(4)状态区;
(5)示波格式;
(6)按钮区;
(7)触发参数区;
(8)触发参数验证区。
6.2.2常用操作
1.触发级设置
(1)于图6.1切换至Trigger子标签;
(2)使用图6.2的5示波格式,调整示波区的图形格式(默认即可);
(3)使用图6.2的7触发参数区,Scopetime,设置示波的总时长(默认亦可);
(4)图6.2的按钮区,点击StartScope,开始示波;
(5)用力锤多次均匀敲击样品,力信号以脉冲形式显示于图6.2的2软件信号区;原始的力信号显示于2a软件自由力信号,经触发设置后的力信号显示于2b软件触发力信号;
(6)适当调整敲击的力度,使力脉冲合适(图6.2的4状态区NoOverload,2软件信号区的力脉冲峰值不大不小;
(7)此过程中,图6.2的7触发参数区,Suggested一列的数值将变化;
(8)点击StopScope,或者示波时间完成(Scopetime),停止示波;
(9)点击ApplySuggested,则图6.2的触发参数区,Suggested一列的数值将取代Current一列的数值;
(10)以上完成软件的触发设置;
(11)使用图6.2的8触发参数验证区,点击Start,重复(5)-(7)步骤,注意,此时观察图6.2的3硬件触发力信号的波形;点击Stop;以上完成硬件的触发设置。
6.3带宽Bandwidth
带宽设置的作用有两个:
检查5.2.1的带宽围是否合适,通过观察频带围激励点谱分布趋势确定带宽的选取是否合适;
检查锤头是否正确,硬锤头激起的频带围较宽,软锤头激起的频带较窄。
6.3.1工作界面
工作界面如下图所示:
图6.3锤击设置工作表带宽子标签
(1)标题区,工作表名、子标签名、活动按钮;
(2)力锤示波区,力锤信号的频谱示波;
(3)加速度示波区,加速度信号的频谱示波;
(4)状态区,测量状态的信息;
(5)按钮区;
(6)采样参数区,采样参数;
6.3.2常用操作
1.带宽设置
(1)于图6.3的6采样参数区,设置带宽、频率分辨率,同图5.2;可点击Usescopesettings直接使用图5.2的数值;
(2)于图6.3的5按钮区,点击Start;
(3)图6.3的4状态区,将由Ready变为WaitforTrigger;同时,软件有提示音“嘟”一声;
(4)用力锤,以6.2.2中已熟悉的力度敲击样品一次;
(5)图6.3的4状态区,将变为Measuring...,视输入的大小,显示是否超载(Overload);
若超载,将有警报音类玻璃破碎,若不超载,则无碍;
(6)图6.3的2力锤示波区将示波锤击信号的频谱波形;其中,部标题栏为力锤通道名称,上方的图为1倍带宽围,下方的图为4倍带宽围;
(7)图6.3的3加速度示波区将示波加速度信号的频谱波形;其中,其部标题栏可选择待观察的通道,上方的图为1倍带宽围,下方的图为4倍带宽围;
(8)一次测量完成后,状态区将显示WaitforTrigger...;
(9)重复(4)-(8)步骤,示波区的波形为诸次平均,直至示波区的波形平滑可观察,则按下Stop结束;
(10)分析示波区的力锤频谱波形与各通道加速度信号的频谱波形,力锤是否激发了需要的频率;
(11)若带宽围过大或过小,则于图6.3的6采样参数区重设带宽,将于5.2.1的设置同步;若锤击不合适,未激所需频率,则更换锤头;
(12)重复
(2)-(11)步骤,直至从示波区发现,力锤较好的激发了所需的频率,则结束带宽设置。
6.4加窗Windowing
因为模拟信号转换为数字信号的过程可能会有能量的泄露,所以需要对信号进行加窗以减小能量泄露对测试的影响。
这里的加窗对激励信号(力锤)和响应信号(加速度)进行。
6.4.1工作界面
工作界面如下图所示:
图6.4锤击设置工作表加窗子标签
(1)标题栏,工作表名、子标签名、活动按钮;
(2)力锤示波区;
(3)加速度示波区;
(4)状态区;
(5)采样参数区;
(6)按钮区;
(7)加窗参数区。
6.4.2常用操作
1.加窗设置
(1)于图6.4的5采样参数区,设置采样参数,同图5.2与图6.3的6采样参数区;
(2)于图6.4的7加窗参数区,设置窗函数,一般对Input输入(力锤)选择Force-Exponential,对Response输出(加速度)选择Exponential;
(3)于图6.4的6按钮区,点击Start按钮;
(4)图6.4的4状态区,将由Ready变为WaitforTrigger;同时,软件有提示音“嘟”一声;
(4)用力锤,以6.2.2中已熟悉的力度敲击样品一次;
(5)图6.4的4状态区,将变为Measuring...,视输入的大小,显示是否超载(Overload);
若超载,将
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