選擇聲音和振動(dòng)測量系統(tǒng)所面臨的10個(gè)問題

選擇聲音和振動(dòng)測量系統(tǒng)所面臨的10個(gè)問題概覽聲音與振動(dòng)分析在很多不同的應(yīng)用領(lǐng)域，如-音頻，噪聲，振動(dòng)和舒適度（NVH），機(jī)器監(jiān)測，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和聲音質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。每一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的工程任務(wù)不同（產(chǎn)品設(shè)計(jì)，生產(chǎn)測試，機(jī)器的性能，或過程控制），并且具有一組不同的關(guān)注點(diǎn)（傳感器，頻率范圍，采樣率，成本等）。以下內(nèi)容將集中討論在選擇一個(gè)聲音與振動(dòng)測量系統(tǒng)時(shí)需要考慮的幾個(gè)不同因素。目錄您正在使用什么傳感器？需要什么樣的信號調(diào)理？您感興趣的頻率范圍是多少？需要的動(dòng)態(tài)量程是多少？您需要多少個(gè)模擬輸入輸出通道？您是否需要相位信息（同步采樣）？您需要哪種測量？可以采用哪些硬件平臺？您是否需要便攜式測量系統(tǒng)？您需要實(shí)時(shí)或無間隙數(shù)據(jù)處理還是流盤保存？您正在使用什么傳感器？您選擇的傳感器類型取決于您要測量的信號。對于聲音和振動(dòng)應(yīng)用，常見的信號有加速度，位移量和聲壓級。要分別測量這些參數(shù)一般采用的傳感器有加速度計(jì)，位移傳感器和麥克風(fēng)。您首先應(yīng)該了解想要使用的傳感器類型，因?yàn)檫@在很大程度上決定了您對硬件的選擇。您對傳感器的選擇中對硬件有影響的幾個(gè)問題如下：?需要什么類型的信號調(diào)理？?傳感器的頻率范圍是多少？?傳感器需要多大的動(dòng)態(tài)量程？需要什么樣的信號調(diào)理？一個(gè)傳感器中的信號在由數(shù)據(jù)采集硬件數(shù)字化之前，幾乎無一例外的需要一些類型的信號調(diào)理，例如放大，濾波，傳感器激勵(lì)，和輸入配置。NI的很多硬件產(chǎn)品具有內(nèi)置電壓激勵(lì)或壓電集成電路(IEPE)激勵(lì)，以用于麥克風(fēng)和加速計(jì)。下面的一個(gè)圖表給出了每個(gè)NI產(chǎn)品所提供的各種信號調(diào)理選項(xiàng)的具體數(shù)值。產(chǎn)品壓電集成電路(IEPE)抑制混疊交流耦合輸入配置NT4431是-101分貝0.8赫茲偽差分NT4432是-101分貝0.8赫茲偽差分NT4461是-120分貝3.4赫茲差分/偽差分NT4462是-120分貝3.4赫茲差分/偽差分NT4495否-114分貝直流耦合偽差分NT4496是-114分貝0.5赫茲偽差分NT4498是-114分貝0.5赫茲偽差分NT4472是-110分貝0.5赫茲偽差分NT4474是-110分貝3.4赫茲偽差分NT9233是(常開)-102分貝0.5赫茲偽差分NT9234是-102分貝0.5赫茲偽差分SCXT-153x是-50分貝0.2赫茲差分/單端SCC-ACC01是-60分貝0.8赫茲差分/單端另請參見：NT4431數(shù)據(jù)手冊NI4432數(shù)據(jù)手冊NT4461數(shù)據(jù)手冊NT4462數(shù)據(jù)手冊NT4495數(shù)據(jù)手冊NT4496數(shù)據(jù)手冊NT4498數(shù)據(jù)手冊NT4472數(shù)據(jù)手冊NT4474數(shù)據(jù)手冊NT9233數(shù)據(jù)手冊NT9234數(shù)據(jù)手冊SCXT-1530數(shù)據(jù)手冊SCXT-1531數(shù)據(jù)手冊SCC-ACC01數(shù)據(jù)手冊您感興趣的頻率范圍是多少?所有的傳感器都設(shè)計(jì)有一個(gè)工作頻率范圍。您的傳感器應(yīng)該有一個(gè)足夠?qū)挼念l率范圍以覆蓋您感興趣的頻帶。就像您的數(shù)字化硬件應(yīng)該有一個(gè)足夠?qū)挼念l率范圍以覆蓋感興趣的信號。為了防止混疊，NI產(chǎn)品具有抗混疊濾波器，按照乃奎斯特采樣定理，將器件的最大頻率范圍減小到略小于最大采樣率的一半。下面的表格給出了NI器件和對應(yīng)的最大頻率范圍。產(chǎn)品NI443xNI4461NI4462NI4495NI4496NI4498NI4472NI4474NI923xSCXI-153xSCC-ACC01最大頻率范圍47千赫茲95千赫茲95千赫茲95千赫茲95千赫茲95千赫茲47千赫茲47千赫茲21千赫茲20千赫茲5千赫茲需要的動(dòng)態(tài)量程是多少?動(dòng)態(tài)量程是衡量相對于器件所能測量的最大輸入信號，能測量到多小的信號。用分貝來表達(dá)，動(dòng)態(tài)量程是20log(Vmax/Vmin)。例如，NI4472的輸入范圍是±10V,動(dòng)態(tài)量程大于110分貝，假設(shè)電壓比為106,這樣，對于最大信號10V來說，在NI4472上所能看到的最小信號是104V。因此，輸入范圍和額定的動(dòng)態(tài)量程對于確定系統(tǒng)的要求是很重要的。下面是一張關(guān)于NI器件以及它們的輸入范圍和動(dòng)態(tài)量程的表格。產(chǎn)品NI4461*NI4462*NI4495*NI4496*NI4498*NI4431NI4432NI4472NI4474NI923xSCXI-153xSCC-ACC01動(dòng)態(tài)量程份貝)1161181141131131011011101101028080輸入范圍+/-316mVto+/-42.4V+/-316mVto+/-42.4V+/-1Vto+/-10V+/-1Vto+/-10V+/-316mVto+/-10V+/-10V+/-40V+/-10V+/-10V+/-5V+/-24V+/-5V*這些產(chǎn)品具有不同的增益，您可以應(yīng)用到信號，有效地增加動(dòng)態(tài)量程。您需要多少個(gè)模擬輸入輸出通道?根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，聲音和振動(dòng)的應(yīng)用需要各種不同數(shù)目的模擬輸入和輸出。利用NI的工具，您可以通過簡單的增加更多的器件將您的系統(tǒng)擴(kuò)展到所選擇的通道數(shù)目。例如，NI4472模塊有八個(gè)模擬輸入通道，如

果使用18槽的PXI機(jī)箱，最多可以實(shí)現(xiàn)14個(gè)模塊共112通道的同步采集。另外，通過同步多個(gè)機(jī)箱更可以獲得多達(dá)5000個(gè)通道的同步采集。下面的表格給出了每一個(gè)NI器件提供的通道數(shù)目。產(chǎn)品平臺模擬輸入通道PXIPCIUSBNI4431是4NI4432是5NI4461是是2NI4462是是4NI4495是16NI4496是16NI4498是16NI4472是是8NI4474是4NI923x是4*因?yàn)榘l(fā)熱和冷卻問題，我們建議您在標(biāo)準(zhǔn)的臺式計(jì)算機(jī)上使用不超過三個(gè)器件。在良好的散熱和功率的需求得到滿足的條件下，您可以在工業(yè)計(jì)算機(jī)上使用三個(gè)以上的器件。產(chǎn)品平臺模擬輸出通道PXIPCIUSBNI4431是1NI4461是是2NI5411是是1NI5401是是1NI6731是是4NI6733是是86?您是否需要相位信息（同步采樣）？需要兩個(gè)獨(dú)立通道測量之間的相位信息的應(yīng)用中，同步采樣是必需的。相位信息用在需要對象的頻率響應(yīng)的應(yīng)用中或使用交叉通道測量的應(yīng)用中，例如聲音強(qiáng)度測量或結(jié)構(gòu)分析。大多數(shù)的NI聲音和振動(dòng)測量產(chǎn)品具有同步采樣功能。

另外，對于大多數(shù)NI產(chǎn)品來說，可以通過多器件同步來獲得多個(gè)通道的相位信息。NI4472通過利用PXI星形觸發(fā)總線實(shí)現(xiàn)PXI多模塊之間的同步。這保證了同一機(jī)箱中任意兩個(gè)通道在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的相位失配小于0.5度。下面的表格描述了提供同步采樣和多器件同步的NI器件。產(chǎn)品同步采樣多器件同步NT443x是NT4461是是一500+PXT-多達(dá)3,000通道NT4462是是一5PC,500+PXT-多達(dá)3,000通道NT4496是是一500+PXT-多達(dá)13,000通道NT4496是是一500+PXT-多達(dá)13,000通道NT4498是是一500+PXT-多達(dá)13,000通道NT4472是是一5PC,500+PXT-多達(dá)5,000通道NT4474是是--5PC-多達(dá)20通道NT923x是是一多達(dá)32通道SCXT-153x是是SCC-ACCOl否另請參見：PXT資料您需要哪種測量？NT提供大量的軟件工具來分析采集到的信號。您的應(yīng)用可能需要各種各樣的分析例如功率譜，倍頻程分析，或者階次分析。LabVTEW提供許多針對各種不同應(yīng)用的頻率測量和分析工具。聲音和振動(dòng)工具包和聲音和振動(dòng)測量套件作為LabVTEW的附加軟件包，提供面向具體應(yīng)用的分析。要了解更多關(guān)于工具包和每一個(gè)包含的功能，請?jiān)L問NT聲音和振動(dòng)軟件另請參見:

lahVIEW資料LabVIEW階次分析工具包數(shù)據(jù)手冊可以采用哪些硬件平臺?NI提供大量的平臺選擇，從單插口的USB接頭（最大4通道）到多插槽PXI組件（最大13000通道）。下面的圖片給出了可選的測量平臺?！?］放大圖片AIX曲面的圖片給出了可選的測量平臺?！?］放大圖片AIX曲-dluoo1|.2電一一dd<您是否需要便攜式測量系統(tǒng)?對于絕大多數(shù)的便攜式應(yīng)用NI提供了四種解決方案。第一種方案是使用NIUSB-443X,它可以輕松地連接到筆記本電腦。第二種方案是使用一個(gè)NICompactDAQ模塊NI-923x和CompactDAQ機(jī)箱，通過USB接口連接到筆記本電腦。第三種方案是用一個(gè)4槽PXI機(jī)箱，機(jī)箱中插入NI4472或NI4461模塊。這種配置提供多達(dá)24通道的便攜式解決方案。便攜式配置1.NIUSB-443x,筆記本電腦，LabVIEW，聲音和振動(dòng)工具包

1.2.NI923x,NI-9172cDAQ機(jī)箱，筆記本電腦，LabVIEW,聲音和振動(dòng)工具包3.NI4472,PXI-1002,PXI控制器，LabVIEW,聲音和振動(dòng)工具包聲音和振動(dòng)工具包4.SCC-ACC01,SC-2345,DAQ聲音和振動(dòng)工具包4.SCC-ACC01,SC-2345,DAQ卡AIT6XE-50,筆記本電腦，LabVIEW,您需要實(shí)時(shí)或無間隙數(shù)據(jù)處理還