模態空間是Peter Avitabile教授發表的係列模態解讀文章。Peter Avitabile教授是美國麻省大學洛威爾校區UMASS Lowell機械工程係結構動力學和聲學係統實驗室的副主任，以及模態分析和控製實驗室的主任。Peter Avitabile教授以略帶口語化、生動而又幽默的語言，在每篇文章中集中介紹試驗模態分析的一個(ge) 主題，是非常好的試驗模態分析的入門文章。它涉及到了試驗模態分析的方方麵麵，是模態試驗新手的入門材料，學習(xi) 它有助於(yu) 理解什麽(me) 是試驗模態，以及取得高質量的模態參數。
在北京科尚儀(yi) 器官網發布模態空間係列文章及其中文翻譯，得到了Peter Avitabile教授的書(shu) 麵授權，Peter Avitabile教授擁有文章全部權利，北京科尚儀(yi) 器隻為(wei) 學習(xi) 教育目的而使用它們(men) 。如您轉載此係列中文翻譯，請保留本段的描述信息。
模態空間係列（四十）趣味解讀模態空間--我發現數字化儀(yi) 的過載、欠載和量程設置難於(yu) 理解
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我發現數字化儀(yi) 的過載、欠載和量程設置難以理解。
我們(men) 討論一下這個(ge) 問題
這是個(ge) 很好的討論話題。之前我們(men) 曾經討論過錘擊試驗中關(guan) 於(yu) 錘頭、觸發延遲和雙擊等問題。還有其他關(guan) 於(yu) 模數轉換器的過載/欠載，數字化儀(yi) 不理想的量化，測試非線性結構的難題等其他隱憂。為(wei) 了節省量程設置的問題以及它們(men) 對數模轉換器ADC設置的影響（無他意），將使用之前討論過的幾個(ge) 典型測量結果。
錘擊測量結果如圖1所示，其中輸入激振力沒有充分激起感興(xing) 趣的全部頻率範圍。大約一半的頻率範圍沒有經受足夠的力輸入以激起結構，因此在這個(ge) 頻率範圍內(nei) 輸入信號和輸出信號二者都非常低。但是在低頻，輸入力信號跟響應信號一樣強。
圖 1 – 力錘輸入，僅(jin) 激起部分頻譜
信號能量中低頻分量占有優(you) 勢。現在真正的問題是在頻率範圍內(nei) 能量如何分布（為(wei) 了討論的目的，它實際上是曲線麵積的評估）。為(wei) 了便於(yu) 討論，我們(men) 假設在低頻範圍內(nei) 輸入力譜（藍色）大約有4V，高頻範圍0.1V，共有4.1V。我們(men) 也可以假設響應（紅色）在低頻和高頻範圍內(nei) 分別分布為(wei) 9V和0.5V。顯然，總電壓以低頻範圍為(wei) 主。在本例中，在每個(ge) 通道上，輸入通道和輸出通道可以設置為(wei) 5V和10V的可能量程。
那麽(me) 這是什麽(me) 意思。我們(men) 用一個(ge) 簡單的正弦波來解釋分辨率。舉(ju) 個(ge) 例子，設置一個(ge) 簡單的6位ADC到滿量程，接著再設置為(wei) 一個(ge) 更低的量程，來清楚地說明數字化儀(yi) 如何影響測量的幅度。（請注意，作為(wei) 參考，所有的值都是近似的，做了舍入。）一個(ge) 1.5V峰值的正弦波如圖1所示，ADC設置為(wei) 大約10V。圖2僅(jin) 顯示出含有這個(ge) 信號的ADC部分。注意分辨率不理想，因為(wei) 量化誤差的原因，沒有正確地識別出正弦波的實際幅值。如果ADC量程設置的比實際待測的信號大很多，會(hui) 發生這種情況（本例中，ADC的滿量程是10V）。
現在ADC的量程如果設置為(wei) 2.0V，如圖3所示，信號的分辨率好多了。這是因為(wei) ADC的全部動態範圍為(wei) 感興(xing) 趣的信號而設（ADC設置為(wei) 2.0V來測量1.5V的信號）。
圖 2 – 正弦波，分辨率不理想圖 3 – 正弦波，分辨率好
現在我們(men) 再考慮一個(ge) 例子，其中有不同頻率、不同幅值的兩(liang) 個(ge) 正弦波要同時測量。同樣使用2.0V量程。圖4中，很顯然，ADC設置以兩(liang) 正弦波中較大的那個(ge) 為(wei) 主。但是，值得注意的是，兩(liang) 信號中較小的信號受量化誤差之害甚於(yu) 較大的信號。在結構係統上所作的頻率測量中，這種情況很普遍。無法避免。但是，如果ADC設置為(wei) 10V zui大量程，想想看量化誤差將會(hui) 多麽(me) 糟糕。
既然我們(men) 對於(yu) 一個(ge) 簡單的正弦波的量程設置有所了解了，我們(men) 可以更好地理解圖1中的測量結果的問題。沒有很好地激起高頻，高頻模態響應少。高頻測量結果有量化誤差。圖1中高頻部分的這個(ge) 問題類似於(yu) 圖4中舉(ju) 例的問題。
圖 4 – 兩(liang) 正弦波，可能有分辨率問題
現在我們(men) 考慮另一個(ge) 例子，其中加於(yu) 結構的錘擊很好地激起了感興(xing) 趣頻率範圍（128Hz）之外的模態，如圖5所示。為(wei) 了便於(yu) 討論，假設能量分布在希望的（低的）頻率和高頻（激起了，但超出了感興(xing) 趣的範圍）之間。注意傳(chuan) 感器將測量係統的全部響應（能量），即使在頻率信息的量程中實際上隻使用這個(ge) 能量的一部分。因為(wei) 傳(chuan) 感器的總電壓實際上受高頻嚴(yan) 重影響，ADC必須設置的比實際需要的更高，那麽(me) 情況會(hui) 怎樣。這意味著ADC將設置的比實際需要的更高，以容納這些高頻 – 結果是低頻會(hui) 有量化誤差。
圖 5 – 激起了感興(xing) 趣頻帶之外的模態
我利用結構係統中可能采集的典型測量結果，采用間接的方式回答了你關(guan) 於(yu) 數字化儀(yi) 的設置問題。我希望這有助於(yu) 解釋進行測量的這個(ge) 非常重要的部分。如果你有關(guan) 於(yu) 模態分析的任何其他問題，盡管問我好了。
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模態激勵全新的解決(jue) 方案-WaveHitMAX自動脈衝(chong) 錘
實驗模態分析中必不可少的一環就是模態激勵，昊量光電新推出的這款智能衝(chong) 擊錘的發明為(wei) 結構動力學国产成人在线观看免费网站提供了機械激勵的新途徑。智能意味著設備內(nei) 部處理信號。模態錘WaveHitMAX保證了測試對象的全自動、可重複和高精度激勵，而沒有雙重打擊。用戶可以根據不同的阻尼/延遲時間，設置撞擊次數、衝(chong) 擊力和撞擊之間的延遲時間。所有的預置，如零點或衝(chong) 擊力搜索，都是由錘子自動完成的。用戶不再需要手動調整。
針對全自動衝(chong) 擊錘的研製，WaveHitMAX采用包括整個(ge) 運動控製的閉環控製方法解決(jue) 了這一問題。
圖1. 用於(yu) 脈衝(chong) 錘內(nei) 部運動控製的傳(chuan) 感器-執行器控製回路示意圖
對新型衝(chong) 脈衝(chong) 錘WaveHitMAX的係統設計進行了改進，使傳(chuan) 感器信號作為(wei) 運動控製單元的主要輸入參數。這樣，脈衝(chong) 錘的手臂可以向上移動到試件的命中點，在那裏，通過力傳(chuan) 感器信號中的特征變化檢測到接觸事件，手臂的移動方向可以反轉。
與(yu) 半自動衝(chong) 擊錘相比，WaveHitMAX自動脈衝(chong) 錘具有新的功能。內(nei) 部信號處理的優(you) 點有:
• 全自動單擊
• 自動搜索用戶自定義(yi) 的衝(chong) 擊力
• 自動零點搜索
• 確認對質量保證的影響
• 更改錘頭與(yu) 測試對象之間的位置，無需重新設置
WaveHitMAX自動模態力錘可以通過以太網在Windows設備(PC或平板電腦)上通過包含的軟件快速、輕鬆地操作。
自動模態脈衝(chong) 錘特點：
• 自動零點搜索
• 可重複的單擊激發
• 內(nei) 部傳(chuan) 感器評估和過程控製
• 自動搜索和調整衝(chong) 擊力
• 位置的變化是自動預測的
• 通過附件配置脈衝(chong) 特性
• 通過遠程控製或集成到客戶係統中來觸發功能
• 在德國設計和組裝
• CE認證
1.確保單次激發
雙重撞擊激勵可以在時域和頻域檢測到
2.豐(feng) 富的配件支持
不同的傳(chuan) 感器-尖端-配重的組合。
綜述上文介紹WaveHitMAX - 一款用於(yu) 全自動衝(chong) 擊測試的智能脈衝(chong) 錘，在全新的AI智能脈衝(chong) 領域實現真正意義(yi) 上的全自動智能脈衝(chong) 錘！
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