动态信号采集.docx
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动态信号采集
DH5902产品介绍
1概述
DH5902坚固型数据采集分析系统专为车载、机载、舰载等各种恶劣环境的数据采集设计,内置工业级控制计算机和电子硬盘,可在强振、高低温、高湿等极限环境下完成测试和长时间监测工作;采用有线网络(LAN)或无线网络(Wifi)连接计算机实时采集、传输、存储、显示、分析数据;可脱离计算机采用线控器控制独立工作,并将数据实时存储在仪器大容量电子硬盘中,连接计算机后再将数据回收进行分析处理。
1.1应用范围
1.1.1用于车载、机载、舰载等特殊试验场合的振动及性能测试。
⑴车载测试:
测试人员在不需要协助的情况下,即可凭一己之力完成车辆的性能测试。
⑵机载测试:
飞机空间有限,要求设备能够在尽量不占据空间的情况下,进行长时间独立的数据采集工作。
DH5902具有在狭小环境中,脱离计算机独立工作的优点,非常适合这一测试场合。
⑶舰载测试:
舰艇、船舶长时间处于剧烈振动和颠簸的环境中,且存在海水腐蚀和倒灌的情况,这对仪器的稳定性和防护都提出了极高的要求,DH5902能够满足在这样的恶劣环境中稳定工作的要求。
1.1.2强振、高低温、高湿等极限环境下的测试和监测工作。
设备运输振动监测:
精密设备在运输途中,可能会因为运输过程中振动过大而受损。
因此,需要对整个运输过程的状态进行监测,DH5902的设计能满足抗振、无人监守并能长时间不间断记录数据等苛刻要求。
1.1.3接入多种传感器,用于各种物理量的测量,包括:
应力应变、振动(加速度、速度、位移)、冲击、声音、温度(各种类型热电偶、铂电阻)、压力、流量、力、扭矩、电压、电荷、电流等各种物理量的测试和分析。
⑴各种形式的应变计,并配合使用应变适调器,完成全桥、半桥、1/4桥(三线制)状态的应力应变的测试和分析;
⑵接入各种桥式传感器,实现压力、力、荷重、位移等物理量的测试和分析;
⑶IEPE(ICP)型传感器接配IEPE(ICP)适调器,实现振动加速度、振动速度、振动位移(模拟二次积分可选)的测试和分析;
⑷各种压电式传感器配合电荷适调器,实现振动加速度、振动速度、振动位移(模拟二次积分可选)及压力等的测试和分析;
⑸与热电偶配合,通过软件内置热电偶分度表,直接对温度进行测试和分析;
⑹和电涡流传感器、磁电式速度/加速度传感器、磁致伸缩位移传感器配合,实现对加速度、速度、位移的测试和分析;
⑺各种铂电阻温度传感器配合热电阻适调器,对温度进行测试和分析;
⑻接配4-20mA适调器,用于流量、风速、压力等的测试和分析;
⑼可对输出电压小于20mV的电压信号进行测试和分析。
1.2特点
1.2.1采用高强度铝合金作为机身材料:
铝合金材料兼顾轻便与高强度的特性,目前已被广泛使用。
DH5902的机身材料在使用铝合金的基础上,更做了加强,表面采用阳极处理,可防静电和电磁干扰,最大程度确保产品的可靠性;
1.2.2合理的结构设计:
机身结构经反复验证实验和多次设计修改。
采用密封设计,既具备防水防尘的优点,还可保证在受到60g/6ms的高冲击振动下的仪器正常工作状态;
1.2.3完整的数据采集系统:
系统由内置的工业级计算机、大容量抗振电子硬盘、100Mbps以太网接口,锂电池组供电单元,多种类型的信号测试单元组合而成,形成完整而独立的数据采集系统;
1.2.4信号测试单元硬件性能优越:
每个信号测试单元,由四个通道组成,每通道均采用独立的A/D转换器和独立的DSP实时信号处理系统。
实现了多通道同步并行采样,采样速率不受通道数的限制,通道间无串扰影响,同时大大提高了系统的抗干扰能力;
1.2.5进口雷莫接插件:
输入接插件采用了进口接插件,大大提高了小信号输入的可靠性,操作也十分方便;
1.2.6大容量锂电池组供电:
仪器采用大容量锂电池组供电,能够连续工作4小时以上;
1.2.7体积小巧,便于携带:
仪器外形尺寸规整,选配便携包,随身携带,便于测试;
1.2.8软件运行于Win2000/XP/7操作系统:
用户界面友好、操作简便灵活,具有高度的实时性,数据实时采集、实时储存、实时显示和实时分析;
1.2.9软件具有各种强大的功能:
多工程管理,允许同时打开、分析、浏览多个工程;自动隐藏各种参数栏,既方便参数设置,又可充分利用图形区;可自定义的菜单和工具栏;灵活的采样方式和多种触发模式等。
1.3系统构成
1.3.1仪器与传感器的连接
1.3.2单台仪器与计算机的连接
100Mbps以太网连接WiFi无线通讯连接
1.3.3多台仪器与计算机的连接
100Mbps以太网(LAN)连接WiFi无线通讯连接
1.4采集仪功能
1.4.1可靠、成熟的通讯方式:
采用100Mbps以太网通讯和无线WiFi以太网通讯两种方式,可结合现场情况,灵活切换使用。
1.4.2可无缝切换的工作模式
联机工作模式:
联机工作模式下,可由计算机程控设置DH5902数据记录仪,实时显示和存储完整的数据,操作者也可随时知晓被测物的振动情况,以便及时解决出现的问题。
脱机工作模式:
空间不够,人手不足,不适合计算机控制,没有关系,DH5902同样能满足您的要求。
DH5902可以完全摆脱计算机的控制,独立进行数据采集任务,通过线控装置或者面板按键即可完成开始与停止数据记录。
让您一人通过简单的操作,完成一组人才能测得的准确可靠的数据。
两种工作模式的无缝切换:
仪器处于联机工作模式下时,可随时脱离计算机控制,转变为脱机工作模式;同样处于脱机工作下的仪器也可在连接计算机后,变为联机工作模式。
1.4.3语音、视频同步记录和回放功能:
一个人的力量毕竟有限,语音及视频同步记录功能可以辅助您更好的完成测试工作。
当DH5902处于数据采集的过程中,您无法抽身快速记录相关测试工况信息,此时通过语音和视频记录的方式,就可以快速完成该项工作。
同上,在进行数据回放时,其语音和视频信息也会随数据同步进行回放,避免了测试数据与测试工况无法吻合而出错的情况。
1.4.4配置GPS模块:
DH5902采集仪配有GPS功能模块,通过GPS天线,可多台仪器之间同步采样,实现行驶速度测量、时间校准、经纬度定位等功能。
1.4.5通道配置灵活:
DH5902采集仪可由多个测试单元组合而成。
其中有应变/电压测试单元、转速测试单元、任意波形发生器单元、CAN总线接口单元等。
应变/电压测试单元可用于常规应变、振动等信号的测量,转速测试单元可用于转速信号的测量,任意波形发生器单元可输出多种类型的信号,CAN总线接口单元可接入多种数字信号传感器。
1.4.6通道具有很强的通用性,满足几乎任何类型信号的输入;应变/电压测试单元的通道具有很强的通用性,配合使用各种调理器,可完成应变应力、振动、压力、流量、扭矩、电压、电荷、温度等信号的测量。
1.4.7转速/计数器通道单元:
可接各种脉冲/频率输出型传感器或计数器,用于转速的测量或脉冲数/频率值的统计。
1.4.8信号源输出通道单元:
输出多种信号,包括:
正弦、正弦扫频、随机、伪随机、猝发随机、半正弦、方波、磁盘输出等,可与多种实验设备配合使用。
1.5软件功能
1.5.1基本分析软件
DHDAS控制与基本分析软件是自主开发,包括底部驱动程序,通讯协议等与仪器配套使用的控制软件,自动识别系统配置,程控设置仪器的量程、滤波及采样参数,完成信号的实时采集分析处理,实现虚拟仪器的功能和“一键设定”式操作。
基本分析软件提供了快速简便的数据管理,实时采集及统计数据显示和后处理功能。
不同的测试环境,可预先设置不同的采样、通道参数,试验时快速导入。
多项数据预处理包含 重采样、低通滤波、消除直流(均值)、消除线性趋势、曲线拟合、平滑处理、数据段的截取、删除、另存、时域或频域的积分与微分、数字滤波器设计及滤波处理、虚拟通道计算等功能。
灵活的在线光标,能快速定位到需要的数据,对多个通道进行观测和比较。
将复杂测试过程中获取的大量数据进行保存,并自动生成测试报告,提供打印功能方便存档。
强大的实时性,丰富的分析、处理方法及完善的在线帮助;光标跟踪与书签功能,有利于数据的对比;多种数据格式转换输出,方便其他软件对采集到的数据进行调用分析。
⑴实时数据统计功能:
峰峰值、最大值、最小值、平均值等,将数据直观显示出来;
⑵时域分析功能:
概率密度、累积密度、自相关、互相关分析等;
直方图相关分析
3频域分析功能:
实时频谱分析、平均谱、自功率谱、互功率谱、频响分析等;
频谱分析频响分析
频谱分析是信号处理中最基本的分析方法之一,在频谱分析模块中,时域数据经过FFT变换后得到其傅里叶谱的幅值谱。
其中幅值谱(PEAK)反映了频域中各谐波分量的单峰幅值,幅值谱(RMS)反映了各谐波分量的有效值幅值。
数据预处理功能:
重采样、数据曲线截取、微分/积分、数字滤波器设计等;
数据预处理滤波器设计
1.5.2丰富的工程应用软件功能包
⑴应变花计算
对于主应力方向未知的平面应力测点,可以采用多轴向应变计组成应变花,测得各个方向的应变后计算出主应力及方向。
软件集成应变花类型有两片直角形、三片直角形、等腰三角形、伞型、扇形等。
应变花设置界面
⑵冲击系数计算
在桥梁实验中,可根据动力冲击系数的实测值来评价桥梁结构的行车性能,实测冲击系数大则说明桥梁结构的行车性能差,桥面的平整程度不良。
测定桥梁结构的冲击系数,使车辆以不同的速度驶过桥梁,根据逐次记录跨中截面的挠度时程曲线来进行计算。
冲击系数计算界面
⑶阻尼比计算
软件中根据结构幅频特性曲线确定对应共振频率下的阻尼比。
⑷索力计算
采用简单、快速的振动法测量拉索的固有频率计算拉索的索力。
⑸GPS测速功能
仪器通过接入GPS测速模块,在软件中可实时显示GPS状态:
速度、经纬度、高度等。
并提供GPS速度时间曲线图,直接显示所需的参数值。
⑹冲击响应谱分析
冲击响应谱(SRS)可以直接估计某一冲击引起的各种响应量级,评定它对结构或设备造成的影响,为冲击隔离的设计与冲击环境的模拟提供数据依据。
设置倍频程(1/1、1/3、1/6、1/12、1/24),阻尼比(或放大因子),最高、最低、中心频率等参数,在信号选择窗口选择初始冲击响应谱、剩余冲击响应谱、最大冲击响应谱等显示。
冲击响应谱曲线信号选择窗口
⑺冲击波形检测
用于振动冲击环境试验中瞬态信号捕捉、容差检测,可用于国标、国军标、电工试验标准等要求的冲击试验检测。
单次冲击试验、连续碰撞试验,半正弦冲击、后峰锯齿波冲击、梯形波冲击试验检测。
冲击容差按国标、国军标、电工试验标准、用户自定义等,检测冲击加速度、冲击持续时间、速度变化率。
数字滤波去除结构冲击响应,得到真实的冲击。
冲击参数设置冲击波形检测
⑻桩基检测
利用小应变对打入桩或灌注桩进行完整性检测,通过测量反射波与入射波的时间差,用户输入波速测桩长或输入桩长测波速。
波形放大、动态显示桩长(或波速)等功能,帮助用户快捷、准确地定位反射波的位置。
同样,也可以标注缺陷的反射波时间及位置。
⑼疲劳寿命评估软件
软件有名义应力法和局部应力应变法两种方法。
通过双参数雨流计数对典型运行工况下结构承载的应力——应变曲线的统计,综合分析结构材料的应力——寿命曲线或应变——寿命曲线,全面考虑影响构件疲劳强度的各种因素,遵循疲劳损伤累积理论,最终得到结构疲劳寿命的统计分析结果。
⑽小波分析
傅里叶变换只是用于平移不变的线性系统,而利用小波变换则可以对非平移不变的线性系统发挥作用。
小波变换是时间频率的局部化分析,通过伸缩平移运算对信号逐渐进行尺度细化,最终达到高频处时间细分,低频处频率频率细分,能自动适应时频信号分析的要求。
小波分析属于时频联合域分析,在突变信号中检测和分解得出时频分量
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