基于虛擬儀器的振動(dòng)信號(hào)采集與處理系統(tǒng)
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使用Auto Power Spectrum．vi計(jì)算時(shí)域信號(hào)單邊且已縮放的自功率譜，同時(shí)需要計(jì)算時(shí)域信號(hào)采樣周期，利用公式dt=1／fs進(jìn)行計(jì)算，式中fs為信號(hào)的采樣頻率，在該VI中，df為功率譜的頻率間隔，通過(guò)公式df=1／(Ndt)計(jì)算得到，其現(xiàn)實(shí)將df作為橫軸顯示間隔，即可顯示各頻率處的能量分布情況。使用Cross Spectrum(Mag-phase)VI可得到兩個(gè)通道信號(hào)的互功率譜幅度和相位。在使用該VI前，先將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ㄐ涡问?，t0可采用數(shù)據(jù)庫(kù)的采集開(kāi)始時(shí)間或者設(shè)置為0，在這里不影響處理的結(jié)果，dt=1／fs。在LabVIEW中沒(méi)有相干函數(shù)這個(gè)VI，可以通過(guò)調(diào)用Matlab script node公式節(jié)點(diǎn)VI，通過(guò)Matlab函數(shù)實(shí)現(xiàn)該功能。
5．2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
采用1 000mm×100mm×10mm的鋼板搭建簡(jiǎn)支梁，在上面布置4支加速度傳感器，采用力錘作為激振源，進(jìn)行多點(diǎn)激勵(lì)。PXI采集的數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)后存入數(shù)據(jù)庫(kù)。采樣速率設(shè)置為2 560 Hz。通過(guò)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)程序?qū)y(cè)試數(shù)據(jù)顯示在前界面上，讀取的原始數(shù)據(jù)如圖4所示。
5．3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示
通過(guò)對(duì)自功率譜和互功率譜幅頻圖的分析(如圖5和圖6所示)，可以大概得到簡(jiǎn)支梁的前4階振動(dòng)頻率為396．719Hz，551．016Hz，77 2．109Hz，950．937 Hz。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/194142.htm
通過(guò)對(duì)互功率譜相頻圖的分析，在這幾個(gè)頻率處相位均在0°或±180°附近(如圖7所示)，相干函數(shù)在這幾個(gè)頻率處的值均大于0．95，從而可以確定以上4個(gè)頻率即為簡(jiǎn)支梁的前4階振動(dòng)頻率，相干分析如圖8所示。
6 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)橋梁振動(dòng)信號(hào)同步采集理論進(jìn)行了論述，搭建了基于GPS同步時(shí)間的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對(duì)峰值拾取法進(jìn)行了理論分析，闡述了利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)頻譜分析的過(guò)程。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)據(jù)的采集及分析結(jié)果顯示，該系統(tǒng)運(yùn)行正常，分析結(jié)果正確，可以運(yùn)用于橋梁健康監(jiān)測(cè)中。
評(píng)論