制動盤固有頻率測量
為了快速準確的完成對制動盤固有頻率的檢測,開發(fā)了一套在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集硬件、數(shù)據(jù)采集及分析軟件模塊、在線檢測軟件模塊及控制電路構(gòu)成。一種制動盤固有頻率在線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)使用力錘敲擊制動盤；
2)通過PULSE采集制動盤的力錘激勵力信號和粘貼在制動盤上傳感器的振動加速度響應信號，根據(jù)采集得到的信號得到各響應點和激勵點之間的頻率響應函數(shù)；
3)對頻響函數(shù)進行截斷奇異值分解降噪：
3-1)將測得的頻響函數(shù)轉(zhuǎn)化為時域的單位脈沖響應函數(shù)，之后再將降噪后的時域信號轉(zhuǎn)化至頻域利用LSCF法進行參數(shù)識別；
3-2)將轉(zhuǎn)化后的單位脈沖響應函數(shù)看作一個含有噪聲干擾的原始信號h(tk)(k＝1,2,…,Nf)；其中：tk為第k個時間點，Nf為頻響函數(shù)的線數(shù)。

我們在對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行固有頻率測試時，測量方法可以分為以下幾類：


1、測量FRF：如采用傳統(tǒng)的FRF測量方法，錘擊法與激振器法。由于固有頻率是模態(tài)參數(shù)之一，所以，采用測量FRF方法測量固有頻率同樣要求遵循模態(tài)測試的那些要求。如激勵響應位置要求、激勵力的大小等，但此時要求激勵與響應同時避開模態(tài)節(jié)點位置。


2、振動臺測試：可以將待測結(jié)構(gòu)在振動臺上進行隨機激勵或掃頻激勵，然后分析響應信號獲得結(jié)構(gòu)的固有頻率。


3、僅測量響應：當結(jié)構(gòu)處于工作狀態(tài)時，可以僅測量結(jié)構(gòu)的響應，然后對響應進行頻譜分析。但這時頻譜圖中的峰值可能有的是結(jié)構(gòu)的固有頻率，也可能有的是強迫響應頻率，還有可能是轉(zhuǎn)頻及其諧頻。另外，當采用這種方法時，工作載荷可能不能將所有關(guān)心的固有頻率都激勵起來，可能僅激勵起一些固有頻率，甚至連基頻也激勵不起來的情況也存在。


4、變轉(zhuǎn)速激勵：對于旋轉(zhuǎn)機械而言，可以采用變轉(zhuǎn)速方法，如升降速測量，然后對響應信號進行瀑布圖分析，在瀑布圖中垂直與頻率軸的峰值區(qū)域即是結(jié)構(gòu)的一階固有頻率。


5、非接觸式測量：當結(jié)構(gòu)是一個輕質(zhì)結(jié)構(gòu)時，哪怕是在結(jié)構(gòu)上布置一個輕質(zhì)的傳感器也會導致固有頻率移動明顯，這時宜用非接觸式的傳感器進行測量，如電渦流位移傳感器，聲壓傳感器等。我曾經(jīng)采用聲壓傳感器測量過PCB板、軸瓦等輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的固有頻率。


6、其他方法：如果能按測量FRF的方法來測量是好的，但很多時候，我們都沒有激勵設(shè)備可用，那么這個時候，我們可以采用特殊的激勵方法，僅測量結(jié)構(gòu)的響應，對響應進行頻譜分析獲得結(jié)構(gòu)的固有頻率。這些特殊的激勵方法包括：手撥方法（針對小型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)）、階躍方法（使結(jié)構(gòu)存在一個初位移，然后突然釋放）、生活中的各式錘子激勵等。


我們經(jīng)常需要對結(jié)構(gòu)進行固有頻率測量，那到底是測量哪一階固有頻率呢？一般情況下，沒有特別說明時，通常指測量結(jié)構(gòu)的第1階固有頻率，也就是基頻。但大多數(shù)情況下，我們可以得到結(jié)構(gòu)很多階固有頻率，這個時候應該將固有頻率按頻率值從小到大的順序依次列出測量到的所有階固有頻率。我個人認為，對于絕大多數(shù)情況，前幾階（小于等于10階）固有頻率就可滿足測試要求。


對于FRF曲線，從曲線圖中各峰值所對應的頻率即為各階固有頻率。但對于頻譜圖而言，可能會存在噪聲干擾，這時，如果發(fā)現(xiàn)頻譜圖中有線狀譜，那么這種情況下，可以認為該線狀譜所對應的頻率不是結(jié)構(gòu)的固有頻率，這是因為線狀譜的阻尼為0，這是不可能的，結(jié)構(gòu)總是存在或大或小的阻尼，不可能阻尼為0，因此，這時，這些線狀譜可以認為是干擾或其他類型信號的頻率。

與共振頻率的區(qū)別與聯(lián)系
共振是指系統(tǒng)受到外界激勵時產(chǎn)生的響應表現(xiàn)為大幅度的振動，此時外界激勵頻率與系統(tǒng)的固有振動頻率相同或者非常接近。共振是一種現(xiàn)象，共振發(fā)生時的頻率稱為共振頻率。不管共振發(fā)生與否，結(jié)構(gòu)的固有頻率是不變的，而只有當外界的激勵頻率接近或等于系統(tǒng)的固有頻率時，系統(tǒng)才發(fā)生共振現(xiàn)象。

如果有激振器或振動臺，則可對系統(tǒng)進行步進頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率，在小阻尼時共振頻率近似等于固有頻率。 ②振型測定 手持木質(zhì)或鋁質(zhì)探針接觸被測系統(tǒng)各點，由撞擊聲音（或憑手感）測定所有不振動點的位置，即節(jié)線位置。
對水平放置的平板型系統(tǒng)，可在平板上撒上砂粒，振動時砂粒將聚集到節(jié)線上，由節(jié)線分布情況即可大致判斷振型。 ③阻尼測定 可采用衰減振動法、共振法和相位法。

葉片的固有頻率測定中錘擊測定和掃頻測定得到的結(jié)果有什么差別
在工程設(shè)計中，有時只需知道低階（如一、二階）固有頻率、振型以及阻尼系數(shù)，可用簡易方法測定這些參量： ①固有頻率測定 用敲擊或突然卸載使系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動，記錄其衰減波形并與儀器中的時標信號比較，或?qū)⑿盘柊l(fā)生器產(chǎn)生的固定頻率正弦波和衰減波形輸入射線示波器，由示波器顯示的利薩如圖形求得一、二階固有頻率。
如果有激振器或振動臺，則可對系統(tǒng)進行步進頻率激振或低速掃頻激振以尋找共振頻率，在小阻尼時共振頻率近似等于固有頻率。 ②振型測定 手持木質(zhì)或鋁質(zhì)探針接觸被測系統(tǒng)各點，由撞擊聲音（或憑手感）測定所有不振動點的位置，即節(jié)線位置。
對水平放置的平板型系統(tǒng)，可在平板上撒上砂粒，振動時砂粒將聚集到節(jié)線上，由節(jié)線分布情況即可大致判斷振型。 ③阻尼測定 可采用衰減振動法、共振法和相位法。
衰減振動法是用記錄儀記錄自由振動的衰減波形，由相鄰同向的兩次或數(shù)次的振幅的衰減率算出阻尼值；共振法是由共振時振幅和共振區(qū)頻率帶寬算出阻尼值；相位法是由共振區(qū)相位隨頻率變化關(guān)系算出阻尼值。

DFT5004動態(tài)信號采集系統(tǒng);DFT5004動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)是我公司開發(fā)的基于以太網(wǎng)接口數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品。 可與帶以太網(wǎng)接口的各種臺式計算機、筆記本機、 工控機，連接構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集測量系統(tǒng)。 該產(chǎn)品采用16位A/D 轉(zhuǎn)換芯片, 具有設(shè)計講究, 測量精度高, 傳輸速度快,連接方便等優(yōu)點，與DFT6000軟件相連，可組成功能強大的振動采集、分析和處理系統(tǒng)，廣泛應用于科學實驗, 工業(yè)測量控制等領(lǐng)域。

? 標準的TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)的可靠性；
? 以太網(wǎng)高速接口，即插即用；
? 、低失真、低噪聲；
? 的△∑AD技術(shù)，4通道并行采集，無時差；
? 16位AD，100KSPS/CH高速并行采樣；
? 強大的數(shù)據(jù)處理能力，連續(xù)不間斷海量存儲；
? 輸入方式電壓、IEPE可選；
? 75dB動態(tài)范圍（典型值）；