模態(tài)空間是Peter Avitabile教授發(fā)表的系列模態(tài)解讀文章杈曲。Peter Avitabile教授是美國麻省大學(xué)洛威爾校區(qū)UMASS Lowell機械工程系結(jié)構(gòu)動力學(xué)和聲學(xué)系統(tǒng)實驗室的副主任，以及模態(tài)分析和控制實驗室的主任胸懈。Peter Avitabile教授以略帶口語化担扑、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗?zāi)B(tài)分析的一個主題趣钱，是非常好的試驗?zāi)B(tài)分析的入門文章涌献。它涉及到了試驗?zāi)B(tài)分析的方方面面，是模態(tài)試驗新手的入門材料首有，學(xué)習(xí)它有助于理解什么是試驗?zāi)B(tài)燕垃，以及取得高質(zhì)量的模態(tài)參數(shù)枢劝。
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模態(tài)空間系列（四十四）趣味解讀模態(tài)空間--進行錘擊試驗時輸入譜看起來失真了 – 你認為我的FFT分析儀有問題嗎军掂？
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我進行錘擊試驗時汇竭，輸入譜看起來失真了 – 你認為我的FFT分析儀有問題嗎？
我們做個測試穴张，看一看到底是怎么回事细燎？
搞清楚這到底是怎么回事的方法是做點故障排查。但是當(dāng)然了皂甘，我們對于正確的答案應(yīng)該是什么必須有所了解玻驻。嗯…對錘擊試驗，時域內(nèi)的力應(yīng)該僅僅是一個在很短時間范圍內(nèi)的簡單脈沖偿枕。并且得到的頻譜應(yīng)該是一個在一定頻率范圍內(nèi)相對平坦的輸入輪廓璧瞬。輸入譜的寬度跟脈沖時間直接相關(guān)〗タ洌基本上嗤锉，時域內(nèi)的脈沖越短，激起的頻率范圍越寬墓塌。并且相反地瘟忱，時域內(nèi)的脈沖越寬，激起的頻率范圍月窄桃纯。至少這就是我們希望得到的酷誓。那么現(xiàn)在我們下到試驗室，用你的分析儀采一些測量結(jié)果來看一看這是否是我們得到的态坦。（在這篇文章中盐数，我將盡力復(fù)現(xiàn)在一個特定的試驗室的試驗過程中實際上所觀察到的東西。但是我不能完全相同地重現(xiàn)所發(fā)生的事情伞梯，這是由于FFT硬件是不同的玫氢。）對于這個試驗帚屉，將利用一般經(jīng)典的沖擊力錘，被測結(jié)構(gòu)只是一個典型結(jié)構(gòu)漾峡，上面安裝了一個加速度計攻旦。
錘擊力如圖1所示，同時顯示了時域響應(yīng)（上面黑色的兩條曲線）∩荩現(xiàn)在時域信號看起來還不錯牢屋。沖擊信號是一個尖的脈沖，在整個時間范圍內(nèi)帶有相對平直的零信號槽袄。對于響應(yīng)信號烙无，系統(tǒng)的自由衰減響應(yīng)看起來還不錯，但是可能需要加窗來減少泄漏遍尺。
輸入譜（在下部的曲線中顯示為藍色截酷，并且標(biāo)識為失真的力譜）也是相當(dāng)?shù)钠教梗缤A(yù)期的那樣帶點滾降乾戏。但是有一點要注意的是迂苛，在頻譜上的非常低頻的部分有一個明顯的脈沖，看起來不正確鼓择。這絕對不是我們期望的三幻，并且可能是你咨詢關(guān)于這個測量結(jié)果問題的原因。這需要深入研究呐能。
圖1 – 時域沖擊力，阻尼衰減的加速度計響應(yīng)和力譜（正確的和失真的）
現(xiàn)在我們回到時域信號催跪，對測得的信號做些研究锁蠕。要檢查的第1件事是，輸入傳感器是否具有合適的信號懊蒸，另外電路是否可能有問題（也就是荣倾，檢查傳感器的飽和以及檢查電纜，電池骑丸，等等）舌仍。通常FFT分析儀設(shè)置成某種時域采集模式來觀察時域信號，就像是在一個示波器上能做的那樣通危。只要看上去是合適的信號铸豁，你就可以著手討論信號的FFT表示。
時域信號看起來是恰當(dāng)?shù)摹切枰獑栆粋€問題菊碟，測得的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)加了某種窗函數(shù)节芥。對這個分析儀，根據(jù)分析儀窗函數(shù)設(shè)置，這里似乎沒有加任何的窗到力輸入信號上去头镊。但是響應(yīng)信號可能需要加窗蚣驼。然而，在很多FFT分析儀上力和響應(yīng)的窗函數(shù)的標(biāo)簽常常含混不清相艇。大多數(shù)時候標(biāo)簽有意義颖杏，但分析儀軟件使用的標(biāo)簽常常沒有非常清楚地指明所采用的窗函數(shù)。
在這種特殊情況下坛芽，輸入信號被標(biāo)識為不需要任何的窗函數(shù) – 力通道上的標(biāo)簽指出了某種類似于“僅有響應(yīng)窗”的東西×舸ⅲ現(xiàn)在這個標(biāo)簽令我感到困惑析恢。這個標(biāo)簽可能意味著“僅有一個窗函數(shù)被施加到響應(yīng)通道上” – 或者它還能表示其他意思嗎缘滥？當(dāng)然，我們應(yīng)該翻開用戶手冊空扎，閱讀與這個特殊的窗設(shè)置有關(guān)的段落臭墨。但是很多時候，一個典型的用戶可能認為他了解所有的按鈕/標(biāo)簽是什么意思膘盖，因為他熟悉早期用過的其他FFT分析儀設(shè)備胧弛，并且認為沒有必要閱讀用戶手冊。另一方面侠畔，用戶手冊手冊有時候同樣令人困惑结缚。當(dāng)我開始閱讀時，經(jīng)常被用戶手冊的信息搞得更為暈菜软棺。
所以红竭，我通常采取一種非常簡單的“看著鍵盤找字”的方法。也就是喘落，選擇一個要修改的參數(shù)茵宪，而其他參數(shù)保持不變。在沖擊力錘的情況下瘦棋，首先要檢查的是確保力傳感器沒有損壞 – 檢查的簡單的事情是換用另一把力錘稀火，以及電纜和信號調(diào)理儀。
下一步的檢查是FFT采集系統(tǒng)的設(shè)置赌朋。力通道的分析儀窗函數(shù)設(shè)置為“僅是響應(yīng)窗（response only window）”凰狞。響應(yīng)窗函數(shù)同樣可以改變 – 但是我們的初步印象是對輸入力譜不需要做任何事情。起初響應(yīng)窗函數(shù)設(shè)置為漢寧窗沛慢，這顯然是錯誤的 – 對于某些其他的測試赡若，例如處理隨機類型的信號，這可能是默認的設(shè)置团甲。窗應(yīng)該是或者沒有窗或者是指數(shù)窗逾冬。作為第1次檢查，選擇矩形窗（并且應(yīng)該首先這么做躺苦，即使后面要求加指數(shù)窗）》矍現(xiàn)在響應(yīng)信號看上去跟先前觀察到的一樣分冈。
現(xiàn)在這樣是不行的，因為先前加了漢寧窗霸株。嗯雕沉，事實證明起初的信號被作為“無窗的”信號，這是很多分析儀的默認設(shè)置 – 在某些分析儀上為了觀察加窗的信號去件，必須選擇專門的設(shè)置坡椒。盡管響應(yīng)信號明顯受到加窗的影響，有趣的發(fā)現(xiàn)是尤溜，輸入通道上的力譜看上去同樣受響應(yīng)通道上的窗函數(shù)的影響倔叼！力譜譜如圖1下部的曲線所示（顯示為紅色，標(biāo)識為正確的力譜）宫莱。當(dāng)改變響應(yīng)窗時丈攒，輸入通道上的力譜會如何改變呢？
分析儀壞了嗎授霸？你應(yīng)當(dāng)給制造商報告這個瑕疵嗎巡验？嗯 – 實際上不用！在很多FFT分析儀上碘耳，通常施加響應(yīng)窗到響應(yīng)信號上显设，為了正確地計算輸出跟輸入的比值，同時響應(yīng)窗也加到力信號上了（通常這么做是為了避免僅僅加窗到輸出響應(yīng)上去所導(dǎo)致的失真 – 有理論證明這是有道理的辛辨，但這里我們不需要討論它們）捕捂。這里重要的問題是，在很多（但不是所有的）FFT分析儀上斗搞，響應(yīng)窗不但加到了輸入通道上而且加到了輸出通道上指攒。所以現(xiàn)在我們可以看出為什么起初的力譜失真了 – 現(xiàn)在清楚“僅有響應(yīng)窗”到底是什么意思了。起初的FFT分析儀采取漢寧窗作為默認設(shè)置 – 加到響應(yīng)通道上僻焚。盡管被評估的通道僅僅是力通道幽七，窗對于響應(yīng)通道的影響也同等重要。
當(dāng)利用FFT分析儀進行任何測試的時候溅呢，你需要非常的小心澡屡。你需要確認你了解如何操作分析儀 – 很多分析儀具有很多不同的特點，并且不是所有的分析儀都是一樣的咐旧。無疑驶鹉，進行一些像這里做的那樣的簡單檢查，使自己確信測量結(jié)果是按照有意義的方式采集的铣墨。
我希望我已經(jīng)回答了你的問題室埋，關(guān)于這種測量結(jié)果影響的問題。如果你有關(guān)于模態(tài)分析的任何其他問題，盡管問我好了姚淆。
在北京科尚儀器官網(wǎng)發(fā)布模態(tài)空間系列文章及其中文翻譯孕蝉，得到了Peter Avitabile教授的書面授權(quán)，Peter Avitabile教授擁有文章全部權(quán)利腌逢，北京科尚儀器只為學(xué)習(xí)教育目的而使用它們降淮。如您轉(zhuǎn)載此系列中文翻譯，請保留本段的描述信息搏讶。
模態(tài)激勵全新的解決方案-WaveHitMAX自動脈沖錘
實驗?zāi)B(tài)分析中必不可少的一環(huán)就是模態(tài)激勵佳鳖，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)用提供了機械激勵的新途徑。智能意味著設(shè)備內(nèi)部處理信號媒惕。模態(tài)錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動系吩、可重復(fù)和高精度激勵，而沒有雙重打擊妒蔚。用戶可以根據(jù)不同的阻尼/延遲時間穿挨，設(shè)置撞擊次數(shù)、沖擊力和撞擊之間的延遲時間肴盏。所有的預(yù)置科盛，如零點或沖擊力搜索，都是由錘子自動完成的叁鉴。用戶不再需要手動調(diào)整。
針對全自動沖擊錘的研制佛寿，WaveHitMAX采用包括整個運動控制的閉環(huán)控制方法解決了這一問題幌墓。
圖1. 用于脈沖錘內(nèi)部運動控制的傳感器-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)計進行了改進，使傳感器信號作為運動控制單元的主要輸入?yún)?shù)冀泻。這樣常侣，脈沖錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那里弹渔，通過力傳感器信號中的特征變化檢測到接觸事件胳施，手臂的移動方向可以反轉(zhuǎn)。
與半自動沖擊錘相比肢专，WaveHitMAX自動脈沖錘具有新的功能舞肆。內(nèi)部信號處理的優(yōu)點有:
? 全自動單擊
? 自動搜索用戶自定義的沖擊力
? 自動零點搜索
? 確認對質(zhì)量保證的影響
? 更改錘頭與測試對象之間的位置，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博杖、輕松地操作椿胯。
自動模態(tài)脈沖錘特點：
? 自動零點搜索
? 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。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用于全自動沖擊測試的智能脈沖錘剃根，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哩盲！
如果您對WaveHitMAX-全自動沖擊測試的智能脈沖錘有興趣，請訪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)用計算機科學(xué)促進會（GFai）的100%子公司廉油，它始終以行業(yè)為導(dǎo)向和以應(yīng)用為導(dǎo)向惠险。
Gfai tech以模塊化和靈活的聲學(xué)攝像機而聞名，用于聲源的定位抒线，可視化和分析班巩。如今，該產(chǎn)品組合還包括實驗?zāi)B(tài)分析的創(chuàng)新以及用于監(jiān)測十兢、分析和評估聲學(xué)測量數(shù)據(jù)的完整軟件解決方案趣竣。我們的測量解決方案應(yīng)用于汽車、工業(yè)旱物、空中交通遥缕、火車交通和研發(fā)領(lǐng)域的降噪、錯誤檢測和聲音設(shè)計宵呛。
上海昊量光電作為gfai tech公司在中國大陸地區(qū)的代理商单匣，為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)。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宝穗，都歡迎通過電話户秤、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系。
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關(guān)于昊量光電：
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商逮矛，產(chǎn)品包括各類激光器鸡号、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備须鼎、光學(xué)元件等鲸伴，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊晋控、生物醫(yī)療汞窗、科學(xué)研究、國防赡译、量子光學(xué)仲吏、生物顯微、物聯(lián)傳感蝌焚、激光制造等裹唆；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝，培訓(xùn)只洒，硬件開發(fā)品腹，軟件開發(fā)，系統(tǒng)集成等服務(wù)红碑。
您可以通過我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.wjjzl.com了解更多的產(chǎn)品信息舞吭，或直接來電咨詢4006-888-532泡垃。
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