模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章。Peter Avitabile教授是美國麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機(jī)械工程系結(jié)構(gòu)動力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的副主任敷扫，以及模態(tài)分析和控制實(shí)驗(yàn)室的主任哀蘑。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言葵第，在每篇文章中集中介紹試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的一個主題绘迁，是非常好的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的入門文章。它涉及到了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方方面面卒密，是模態(tài)試驗(yàn)新手的入門材料缀台，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗(yàn)?zāi)B(tài)，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)哮奇。
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模態(tài)空間系列（四十）趣味解讀模態(tài)空間--我發(fā)現(xiàn)數(shù)字化儀的過載勘天、欠載和量程設(shè)置難于理解
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我發(fā)現(xiàn)數(shù)字化儀的過載、欠載和量程設(shè)置難以理解秘案。
我們討論一下這個問題
這是個很好的討論話題砰苍。之前我們曾經(jīng)討論過錘擊試驗(yàn)中關(guān)于錘頭、觸發(fā)延遲和雙擊等問題阱高。還有其他關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的過載/欠載赚导，數(shù)字化儀不理想的量化，測試非線性結(jié)構(gòu)的難題等其他隱憂赤惊。為了節(jié)省量程設(shè)置的問題以及它們對數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC設(shè)置的影響（無他意）吼旧，將使用之前討論過的幾個典型測量結(jié)果。
錘擊測量結(jié)果如圖1所示未舟，其中輸入激振力沒有充分激起感興趣的全部頻率范圍圈暗。大約一半的頻率范圍沒有經(jīng)受足夠的力輸入以激起結(jié)構(gòu)，因此在這個頻率范圍內(nèi)輸入信號和輸出信號二者都非常低裕膀。但是在低頻员串，輸入力信號跟響應(yīng)信號一樣強(qiáng)。
圖 1 – 力錘輸入寸齐，僅激起部分頻譜
信號能量中低頻分量占有優(yōu)勢。現(xiàn)在真正的問題是在頻率范圍內(nèi)能量如何分布（為了討論的目的抄谐，它實(shí)際上是曲線面積的評估）渺鹦。為了便于討論，我們假設(shè)在低頻范圍內(nèi)輸入力譜（藍(lán)色）大約有4V蛹含，高頻范圍0.1V海铆，共有4.1V。我們也可以假設(shè)響應(yīng)（紅色）在低頻和高頻范圍內(nèi)分別分布為9V和0.5V挣惰。顯然卧斟，總電壓以低頻范圍為主殴边。在本例中，在每個通道上珍语，輸入通道和輸出通道可以設(shè)置為5V和10V的可能量程锤岸。
那么這是什么意思。我們用一個簡單的正弦波來解釋分辨率板乙。舉個例子是偷，設(shè)置一個簡單的6位ADC到滿量程，接著再設(shè)置為一個更低的量程募逞，來清楚地說明數(shù)字化儀如何影響測量的幅度蛋铆。（請注意，作為參考放接，所有的值都是近似的刺啦，做了舍入。）一個1.5V峰值的正弦波如圖1所示纠脾，ADC設(shè)置為大約10V玛瘸。圖2僅顯示出含有這個信號的ADC部分。注意分辨率不理想苟蹈，因?yàn)榱炕`差的原因糊渊，沒有正確地識別出正弦波的實(shí)際幅值。如果ADC量程設(shè)置的比實(shí)際待測的信號大很多慧脱，會發(fā)生這種情況（本例中渺绒，ADC的滿量程是10V）。
現(xiàn)在ADC的量程如果設(shè)置為2.0V菱鸥，如圖3所示芒篷，信號的分辨率好多了。這是因?yàn)锳DC的全部動態(tài)范圍為感興趣的信號而設(shè)（ADC設(shè)置為2.0V來測量1.5V的信號）采缚。
圖 2 – 正弦波针炉，分辨率不理想圖 3 – 正弦波，分辨率好
現(xiàn)在我們再考慮一個例子扳抽，其中有不同頻率篡帕、不同幅值的兩個正弦波要同時測量。同樣使用2.0V量程贸呢。圖4中镰烧，很顯然，ADC設(shè)置以兩正弦波中較大的那個為主楞陷。但是怔鳖，值得注意的是，兩信號中較小的信號受量化誤差之害甚于較大的信號固蛾。在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上所作的頻率測量中结执，這種情況很普遍度陆。無法避免。但是献幔，如果ADC設(shè)置為10V zui大量程懂傀，想想看量化誤差將會多么糟糕。
既然我們對于一個簡單的正弦波的量程設(shè)置有所了解了蜡感，我們可以更好地理解圖1中的測量結(jié)果的問題蹬蚁。沒有很好地激起高頻，高頻模態(tài)響應(yīng)少郑兴。高頻測量結(jié)果有量化誤差犀斋。圖1中高頻部分的這個問題類似于圖4中舉例的問題。
圖 4 – 兩正弦波情连，可能有分辨率問題
現(xiàn)在我們考慮另一個例子叽粹，其中加于結(jié)構(gòu)的錘擊很好地激起了感興趣頻率范圍（128Hz）之外的模態(tài)，如圖5所示蒙具。為了便于討論球榆，假設(shè)能量分布在希望的（低的）頻率和高頻（激起了朽肥，但超出了感興趣的范圍）之間禁筏。注意傳感器將測量系統(tǒng)的全部響應(yīng)（能量），即使在頻率信息的量程中實(shí)際上只使用這個能量的一部分衡招。因?yàn)閭鞲衅鞯目傠妷簩?shí)際上受高頻嚴(yán)重影響篱昔，ADC必須設(shè)置的比實(shí)際需要的更高，那么情況會怎樣始腾。這意味著ADC將設(shè)置的比實(shí)際需要的更高州刽，以容納這些高頻 – 結(jié)果是低頻會有量化誤差。
圖 5 – 激起了感興趣頻帶之外的模態(tài)
我利用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中可能采集的典型測量結(jié)果浪箭，采用間接的方式回答了你關(guān)于數(shù)字化儀的設(shè)置問題穗椅。我希望這有助于解釋進(jìn)行測量的這個非常重要的部分。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題奶栖，盡管問我好了匹表。
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模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵，昊量光電新推出的這款智能沖擊錘的發(fā)明為結(jié)構(gòu)動力學(xué)應(yīng)用提供了機(jī)械激勵的新途徑鼻弧。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號设江。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動锦茁、可重復(fù)和高精度激勵，而沒有雙重打擊绣硝。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間蜻势，設(shè)置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時間鹉胖。所有的預(yù)置握玛，如零點(diǎn)或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的甫菠。用戶不再需要手動調(diào)整挠铲。
針對全自動沖擊錘的研制，WaveHitMAX采用包括整個運(yùn)動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題寂诱。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運(yùn)動控制的傳感器-執(zhí)行器控制回路示意圖
對新型沖脈沖錘WaveHitMAX的系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)拂苹，使傳感器信號作為運(yùn)動控制單元的主要輸入?yún)?shù)。這樣痰洒，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點(diǎn)瓢棒，在那里，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件丘喻，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)脯宿。
與半自動沖擊錘相比，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能泉粉。內(nèi)部信號處理的優(yōu)點(diǎn)有:
? 全自動單擊
? 自動搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動零點(diǎn)搜索
? 確認(rèn)對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置连霉，無需重新設(shè)置
WaveHitMAX自動模態(tài)力錘可以通過以太網(wǎng)在Windows設(shè)備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速、輕松地操作嗡靡。
自動模態(tài)脈沖錘特點(diǎn)：
? 自動零點(diǎn)搜索
? 可重復(fù)的單擊激發(fā)
? 內(nèi)部傳感器評估和過程控制
? 自動搜索和調(diào)整沖擊力
? 位置的變化是自動預(yù)測的
? 通過附件配置脈沖特性
? 通過遠(yuǎn)程控制或集成到客戶系統(tǒng)中來觸發(fā)功能
? 在德國設(shè)計和組裝
? CE認(rèn)證
1.確保單次激發(fā)
雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到
2.豐富的配件支持
不同的傳感器-尖端-配重的組合跺撼。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘，在全新的AI智能脈沖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)真正意義上的全自動智能脈沖錘讨彼！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣歉井，請?jiān)L問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
http://www.wjjzl.com/details-1495.html
關(guān)于Gfai tech
Gfai tech GmbH一直在生產(chǎn)和銷售"德國制造"的聲音和振動測量和分析創(chuàng)新產(chǎn)品超過15年。作為應(yīng)用計算機(jī)科學(xué)促進(jìn)會（GFai）的100%子公司哈误，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向哩至。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機(jī)而聞名，用于聲源的定位黑滴，可視化和分析憨募。如今，該產(chǎn)品組合還包括實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測袁辈、分析和評估聲學(xué)測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案菜谣。我們的測量解決方案應(yīng)用于汽車、工業(yè)、空中交通尾膊、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪媳危、錯誤檢測和聲音設(shè)計。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商冈敛，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)待笑。對于WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣或者任何問題，都?xì)g迎通過電話抓谴、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系暮蹂。
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
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