动态测试.docx

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动态测试

DH5922动态信号测试分析系统

1概述

DH5922为通用型动态信号测试分析系统，应用范围非常广泛，一套系统，就可完成应力应变、振动（加速度、速度、位移）、冲击、声学、温度（各种类型热电偶、铂电阻）、压力、流量、力、扭矩、电压、电流等各种物理量的测试和分析。

1.1应用范围：

1.1.1可完成全桥、半桥、1／4桥（三线制）状态的应力应变的测试和分析；

1.1.2配合桥式传感器，实现各种物理量的测试和分析；

1.1.3配合IEPE（ICP）压电式传感器，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；

1.1.4配合压电式传感器，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、自由场的测试和分析；

1.1.5电压输入，与热电偶、电涡流传感器、磁电式速度传感器及各种变送器配合，对多种物理量进行测试和分析；

1.1.6各种热电阻（如铂电阻、铜电阻等）温度传感器和热电阻适调器配合，对温度进行测试和分析；

1.1.7和恒流供桥应变调理器配合，满足激励要求为恒流源的桥式传感器输出信号测试和分析的要求；在大应变量测试时，利用双恒流源激励，可保证测试的线性度。

1.2特点：

1.2.1完善的硬件和软件环境；

1.2.2系统具有极强的抗干扰能力；

1.2.3最高采样速率128kHz/通道（16通道同时工作）；

1.2.4并行总线扩展通道,实现多通道同步采样；

1.2.5DMA方式实时传送，保证了数据传送的高速、不漏码、不死机；

1.2.6具有长时间实时信号高速记录功能（海量存贮）；

1.2.7进口雷莫接插件：

输入接插件采用了进口高性能雷莫头，大大提高了小信号输入的可靠性，操作也十分方便；

1.2.8运行于Win2000/XP/7操作系统，用户界面友好、操作简便灵活；

1.2.9高度实时：

实时采集、实时储存、实时显示、实时分析等；

1.2.10强大的分析、处理功能及完善的在线帮助。

1.3系统框图：

1.3.1仪器与多种传感器的连接，如图1所示

图1传感器与仪器连接

1.3.2单台工作如图2所示

图2单台工作

1394或

PCI接口

1.3.3单系统工作如图3所示

N=1

N=2

N=16

图3单系统工作

1.3.4多计算机组网联控如图4所示

图4多计算机组网联控

1.4硬件功能：

1.4.1实现多通道并行同步高速长时间连续采样（128kHz/通道）；

1.4.2高度集成：

模块化设计的硬件，每个模块有16通道、32通道、64通道三种机箱形式；1.4.3每台计算机最多可控制256通道，可通过网络技术组网实现2048通道同步并行采样，满足多通道、高精度、高速动态信号的测量需求；

1.4.4每通道独立的16bitA／D转换器，消除通道间串扰影响，提高系统的抗干扰能力；

1.4.5准确的采样速率：

先进的DDS数字频率合成技术产生高精度、高稳定度的采样脉冲，保证了多通道采样速率的同步性、准确性和稳定性；

1.4.6数字磁带机信号记录功能：

可长时间实时、无间断记录多通道信号；

1.4.7信号适调器：

配套各种可程控的信号适调器，通道自动识别，输入灵敏度实现归一化数据。

1.4.8转速/计数器通道：

可接各种脉冲/频率输出型传感器或计数器，用于转速、脉冲计数或频率的测量；

1.4.9信号源输出通道：

多通道输出互不相关，可输出多种信号，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；

1.4.10可进行多种测量参数的预设置和修正；

1.4.11计算机通过1394/PCI通讯，可对采集器进行参数设置（量程、传感器灵敏度、采样速率等）、清零、采样、停止等操作，可实时传送采样数据。

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。

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。

软件可以将测试过程中获取的大量数据进行保存，自动生成测试报告并支持打印。

软件还提供丰富的分析、处理功能及完善的在线帮助，其人性化设计的光标跟踪与书签功能，有利于数据的对比。

根据用户需求软件支持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。

我们公司会不断推出新版软件，免费为老用户升级。

（1）实时数据统计功能：

峰峰值、最大值、最小值、平均值等，直观显示数据；

（2）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、平均谱、自功率谱、互功率谱、频响分析等；

频谱分析频响分析

（4）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包

（1）应变花计算

软件支持两片直角形、三片直角形、等腰三角形、伞形、扇形等应变花类型设置及计算，通过软件自带的计算分析功能可快速给出主应力方向未知的应力值、线夹角及最大剪切力。

（2）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，反之亦然。

以动挠度为例，动挠度与相应的静挠度的比值称为活荷载的冲击系数（1+μ）。

由于挠度反映了桥梁结构的整体变形，是衡量结构刚度的主要指标，因此活载冲击系数综合反映了动力荷载对桥梁结构的动力作用。

应变花设置界面冲击系数计算界面

（3）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。

（4）索力计算

通过采用简单、快速的振动法测量拉索的固有频率可以计算拉索的索力，并能够对各类桥型的索力进行修正。

（5）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。

冲击响应谱曲线信号选择窗口

（6）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

（7）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，也可以标柱缺陷的反射波时间及位置。

（8）疲劳寿命评估

适用于汽车工业、桥梁工程、大型机械设备中构件及零部件的疲劳寿命预估，结合有限元结构分析程序，进行复杂的计算和对比分析，有利于提高设计和试验的效率及可靠性，缩短产品的开发周期，为企业的技术进步服务。

软件有名义应力法和局部应力应变法两种。

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。

（9）小波分析软件

软件提供实时分析曲线：

分解曲线图、频谱分析、直方图和降噪分析，用于减振降噪、数据压缩和故障诊断等工程中。

分解曲线图降噪分析曲线

1.5.3倍频程分析软件

倍频程试验是振动噪声工程中最常用的功能，是对预定目标或法规标准的噪声评估试验的一部分。

DHOCTAVE平台在广泛的试验方案中支持倍频程试验。

（1）符合ANSIS1.11（1986）规范的倍频程滤波；

（2）1/1、1/3、1/6、1/12、1/24等多种倍频程设置；

（3）数据实时采集、实时显示、实时分析；

（4）等比例带宽谱测量；

（5）对测得的倍频程数据提供线性和指数平均的处理结果；

（6）NONE和A、B、C三种计权类型，适合于倍频程声学分析。

1.5.4声学分析软件

（1）声压处理分析：

声压计算及声压谱显示；

平均方式：

瞬时、线性、指数和最大值保持；

加窗选择：

矩形、汉宁、海明窗等；

计权方式：

L，A，B，C，D；

谱形式：

窄带谱，1/3倍频程，1/1倍频程。

（2）声强处理分析

声强计算：

可选择多种平均方式和加窗方式；

声强谱显示：

计权方式和谱形式选择；

三维声强显示：

等声强线、三维分布面显示功能。

（3）声功率处理分析

声功率计算及声功率谱显示，多种平均方式、加窗方式、计权方式可选。

（4）噪声评价函数

声压级、等效连续A声级、交通噪声指数、噪声评价书和语言干扰级等。

1.5.5动平衡软件

动平衡软件是以阶次软件为基础，进行定向功能扩展开发的软件，主要用于旋转机械现场动平衡试验。

软件内嵌现场动平衡试验常用的影响系数法，通过引导式的操作，让用户直观了解整个动平衡试验过程和每一步的结果。

软件界面简单，操作方便，是一款专门为旋转机械动不平衡故障而开发的故障解决软件。

结合东华测试的手持式动态数据采集分析仪，用户即可很轻松的在现场完成旋转机械的动平衡试验。

（4）阶次分析软件

1.5.6阶次分析软件

阶次分析是旋转机械振动分析的一种重要工具和手段，东华测试开发的阶次分析软件提供了完整的解决方案，通过分析振动信号中与转速有关的特征量，识别旋转机械设备的运行状态及故障特征。

软件采用先进的数字跟踪滤波和重采样技术，对振动信号进行整周期等角度采样，实现无泄露、极陡峭的阶次分析，而且每转信号都能连续进行采集、分析和保存，保证了数据的完整性。

也可对多转速进行跟踪阶次分析。

利用阶次分析软件，测试工程师可以鉴别旋转机械产生的振动，并定位振动源。

通过分析旋转振动数据和结构振动数据，可确定出旋转设备的临界转速以及结构的共振频率值，从而确定结构的运行状态是否正常。

最后，工程师可以从中研究旋转设备的相关故障问题，最终确定旋转设备在加工安装精度和结构完整性设计中暴露的问题。

1.5.7模态分析软件

DHMA模态分析软件提供了不测力法和测力法（包括锤击激励法模态实验和激振器法模态实验）两种基本分析模式。

可对结构进行可控的动力学分析，分析出结构固有的动力学特性。

这些特性包括振型，以及对应每个振型的共振频率和描述模态振型中自由响应振动随时间快慢的阻尼比。

DHMA模态分析软件能以简单且直观的步骤，指导您完成整个设置、测量和分析过程，而且即使在最苛刻的环境中，利用一组同类最佳的模态参数识别和校验工具，也能为您提供准确和可靠的结果。

（1）快速几何建模

DHMA模态分析软件软件提供了可以高效建立这些线框模型的不同方法。

可以直接读入CAD图形、ANSYS模型文件、EXCEL格式以及文本格式的模型文件；结构文件界面上直接完成子结构、结点、连线的添加、删除、移动、复制、粘贴以及参数修正等操作；可自动生成规则模型；自动插值使得振型更为光滑；模型平移、旋转、放大和缩小、四视图单独或同时显示。

（2）值得信赖的数据管理

专门的数据管理保证了频响函数、参数设置以及分析结果的正确关联；数据类型丰富，包括：

实频图、虚频图、幅频图、相频图、奈奎斯特图；数据多行多列显示、重叠显示、局部放大缩小显示；单光标、双光标、峰光标、光标值显示等。

（3）丰富的模态参数估计

DHMA模态分析软件提供了多种快速、准确的单参考点或多参考点参数估计方法：

自互功率谱法、传递率法、频域分解法（FDD），强化频域分解法（EFDD），特征系统实现算法（ERA），随机子空间法（SSI）、峰值拾取法、整体多项式拟合法、复指数拟合法、导纳圆法、频率多参考点法、PolyMAX法等。

（4）生成模态振型

DHMA模态分析软件自动计算所有物理意义的极点及模态振型，包括所有模态参数等，用户能够轻松方便的观察振型动画；连续动画、步进动画、三维彩色动画、等高线动画、四视图同步动画等；动画幅度、速度可调。

（5）模态实验结果验证

为了对估计得到的模态振型的质量予以评估，DHMA模态分析软件提供了稳态图、模态置信准则（MAC）、模态相位共线性、相位偏移、模态指示函数、模态参与因子等多种手段。

模态置信准则清晰的稳态图

（6）时域ODS动画

实测数据同步动画显示在模型上，形象的显示试件的真实变形过程。

（7）频域ODS动画

响应频谱或传递率同步显示在模型上，形象的显示试件在某个频率激振下的变形情况，从而在峰值附近估计模态参数。

（8）报告生成

几何模型、静态动画图形的拷贝、打印，动画转换为AVI文件。

2技术指标：

2.1数据采集器技术指标:

2.1.1输入阻抗:

10MΩ∥40PF；

2.1.2输入保护:

当满度值不大于10V时，输入信号大于±15V（直流或交流峰值）时,输入全保护；当满度值为20V时，输入信号大于±30V（直流或交流峰值）时,输入全保护；

2.1.3工作方式:

数据采集器:

单端输入、差分输入、ICP适调输入；

外接适调器（选件）:

ICP适调器（带双积分硬件网络）、应变适调器、电荷适调器、电荷适调器（带双积分硬件网络）、4～20mA适调器、热电阻适调器；

2.1.5满度值:

±20mV、±50mV、±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2V、±5V、±10V、±20V；

2.1.6系统不确定度:

小于0.5％（F.S）（预热半小时后测量）；

2.1.7系统稳定度:

0.05％/h（同上）；

2.1.8线性度:

满度的0.05％；

2.1.9失真度:

不大于0.5％；

2.1.10最大分析频宽:

DC～50kHz；

2.1.11低通滤波器：

截止频率（-3dB±1dB）:

10、30、100、300、1k、3k、10k、PASS（Hz）八档分档切换；

平坦度：

小于0.1dB（2/3截止频率内）；

阻带衰减：

大于－24dB/oct；

2.1.12噪声:

不大于5μVRMS（在允许的工作温度范围内,输入短路,在最大增益时折算至输入端）；

2.1.13共模抑制（CMR）:

不小于100dB；

2.1.14共模电压（DC或AC峰值）:

小于±10V、DC～60Hz；

2.1.15漂移:

时间漂移:

小于3μV/小时（输入短路,预热1小时后,恒温,在最大增益时折算至输入端）；

温度漂移:

小于1μV/℃（在允许的工作温度范围内,输入短路,在最大增益时折算至输入端）；

2.1.16过载指示：

当输入信号大于满度值，则红灯亮；

2.1.17欠载指示：

当输入信号小于满度值的0.5％，则绿灯亮；

2.1.18模数转换器:

16位A/D转换器；

2.1.19连续采样速率（存贮深度由计算机剩余硬盘空间容量决定,以下给出的指标均为PCI控制卡控制仪器，如采用1394接口通讯，在采样速率不变的情况下，通道数减半。

）

⑴整数采样速率:

a.8通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k（Hz）分档切换；

b.16通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、

50k（Hz）分档切换；

c.32通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k（Hz）分档切换；

d.64通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k（Hz）分档切换；

e.128通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k（Hz）分档切换；

f.256通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k（Hz）分档切换；

⑵整数分析频率:

a.8通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k（Hz）分档切换；

b.16通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k（Hz）分档切换；

c.32通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k（Hz）分档切换；

d.64通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k（Hz）分档切换；

e.128通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k（Hz）分档切换；

f.256通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k（Hz）分档切换；

2.1.20抗混滤波器:

⑴滤波方式:

每通道独立的模拟滤波+DSP数字滤波；

⑵截止频率:

采样速率的1/2.56倍,设置采样速率时同时设定；

⑶阻带衰减:

约-150dB/oct；

⑷平坦度（分析频率范围内）:

小于±0.05dB；

2.1.21电源:

220VAC,12VDC（10～18V），最大功率100W；

2.1.22使用环境:

适用于GB6587.1-86-Ⅱ组条件；

2.1.23外形尺寸:

236mm（宽）×88mm（高）×317mm（深）（十六通道）；

236mm（宽）×177mm（高）×317mm（深）（三十二通道）；

482mm（宽）×177mm（高）×317mm（深）（六十四通道）；

2.2DH3810应变适调器技术指标（选件）:

2.2.1可实现桥路的程控切换和自检功能；

2.2.2适用电阻应变片阻值:

50Ω～10000Ω；

2.2.3供桥电压:

2V、5V、10V、24V（可根据客户要求定制）；

2.2.4程控桥路方式:

1/4桥（三线制自补偿）、半桥、全桥；

2.2.5增益:

100倍；

2.2.6最大带宽：

DC～100kHz（+0.5dB～-3dB）；

2.2.7输出特性：

（1）输出电压：

7VRMS；

（2）输出电流：

5mA；

（3）输出电阻：

小于1Ω；

2.2.8尺寸:

30mm（宽）×20mm（高）×80mm（长）（单通道）；

2.2.9使用环境:

符合GB6587.1-86-

组条件的环境。

2.3DH5857-1电荷适调器技术指标（选件）:

2.3.1最大输入电荷量：

105pC；

2.3.2输入电阻：

大于1011Ω；

2.3.3放大器输出灵敏度：

0.1、10mV/pC；

2.3.4外形尺寸：

30mm（宽）×20mm（高）×80mm（长）（单通道）；

50mm（宽）×20mm（高）×80mm（长）（单通道、含双积分选件）。

2.4DH3811适调器技术指标（选件）:

2.4.1适用于两线制或三线制4～20mA传感器；

2.4.2传感器电源：

DC24V；

2.4.3外形尺寸：

30mm（宽）×20mm（高）×80mm（长）（单通道）。

2.5DH3814热电阻适调器技术指标（选件）:

2.5.1适用传感器类型：

Pt10，Pt100，Pt1000；

2.5.2测温范围：

-200℃～850℃；

2.5.3测温精度：

0.5%±0.5℃；

2.5.4输入阻抗：

10MΩ+10MΩ；

2.5.5恒流源（Iout）：

1mA±2µA；

2.5.6外形尺寸：

30mm（宽）×20mm（高）×80mm（长）（单通道）；

2.5.7不确定度：

小于0.3%（满量程）；

2.5.8最大带宽：

DC～100kHz（+0.5dB～-3dB）；

2.5.9失真度：

小于0.5％（频率小于30kHz）；

2.5.10输出特性：

（1）输出电压：

7VRMS；

（2）输出电流：

5mA；

（3）输出电阻：

小于1Ω；

2.5.11积分电路：

（1）频率响应：

一次积分：

10Hz～10kHz（或1Hz—1kHz）；

二次积分：

10Hz～1kHz（或1Hz～100Hz）；

（2）不确定度：

一次积分：

<3％；

二次积分：

<5％；

2.5.12IEPE（ICP）传感器电流源：

4mA（24V）。

2.6任意波形发生器技术指标：

（选件）:

2.6.1输出通道数：

两个独立的输出通道；

2.6.2最大输出电压：

±10VP；

2.6.3最大输出电流：

5mA；

2.6.4输出频率范围：

0.1～10kHz；

2.6.5DAC分辨率：

16bit；

2.6.6频率分辨率：

0.01Hz；

2.6.7幅值精度：

1%（2kHz信号范围内）；

2.6.8信号类型：

正弦、正弦扫频、随机、伪随机、猝发随机、快速扫频。

2.7转速测量技术指标：

（选件）:

2.7.1测量通道数:

两个通道；

2.7.2测量范围：

60～1800000转/分；

2.7.3测量精度：

小于0.05%±1转；

2.7.4每转脉冲数：

1～4096个；

2.7.5转轴比：

0.01～100；

2.7.6脉冲宽度：

≥10μS；

2.7.7输入信号范围：

TTL、COMS脉冲序列；

2.7.8输出电源：

DC5V。

2.8DH5855-1电荷适调器技术指标（选件）:

2.8.1最大输入电荷量：

105pC；

2.8.2输入电阻：

大于1011Ω；

2.8.3放大器输出灵敏度：

0.1、10（mV/pC）两档分档切换；

2.8.4准确度：

小于1％（额定工作条件下，由7VRMS160Hz正弦信号测量）；

2.8.5噪声：

小于5×10－3pC；

2.8.6最大带宽：

0.3Hz～100kHz（+0.5dB～-3dB）；

2.8.7失真度：

小于0.5％（频率小于30kHz）；

2.8.8输出特性:

（1）输出电压:

7VRMS；

（2）输出电流:

5mA；

（3）输出电阻:

小于1Ω；

2.8.9频率响应:

一次积分:

10Hz～10kHz（或1Hz—1kHz）；

二次积分:

10Hz～1kHz（或1Hz～100Hz）；

2.8.10不确定度:

一次积分:

<3％；

二次积分:

<5％；

2.8.11外形尺寸:

50mm（宽）×48mm（高）×110mm（长）（单通道）。

3使用环境

3.1温度：

贮存条件：

-40℃～60℃

极限条件：

-10～50℃

工作范围：

0～40℃

3.2湿度：

工作范围：

40℃（20～90）%RH

贮存条件：

50℃90%RH24h

3.3振动（非工作状态）：

频率循环范围：

5～55～5Hz

驱动振幅（峰值）：

0.19mm

扫频速率：

小于或等于1倍频程/min

在共振点上保持时间：

10min

振动方向：

x、y、z

4部分应用案例：

序号

工程名称

项目介绍

图片资料

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重庆特检院天然气瓶检