基于虛擬儀器的振動信號采集與處理系統(tǒng)
使用Auto Power Spectrum.vi計算時域信號單邊且已縮放的自功率譜,同時需要計算時域信號采樣周期,利用公式dt=1/fs進(jìn)行計算,式中fs為信號的采樣頻率,在該VI中,df為功率譜的頻率間隔,通過公式df=1/(Ndt)計算得到,其現(xiàn)實將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可得到兩個通道信號的互功率譜幅度和相位。在使用該VI前,先將信號轉(zhuǎn)變?yōu)椴ㄐ涡问剑瑃0可采用數(shù)據(jù)庫的采集開始時間或者設(shè)置為0,在這里不影響處理的結(jié)果,dt=1/fs。在LabVIEW中沒有相干函數(shù)這個VI,可以通過調(diào)用Matlab script node公式節(jié)點VI,通過Matlab函數(shù)實現(xiàn)該功能。
5.2 實驗平臺的搭建
采用1 000mm×100mm×10mm的鋼板搭建簡支梁,在上面布置4支加速度傳感器,采用力錘作為激振源,進(jìn)行多點激勵。PXI采集的數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)后存入數(shù)據(jù)庫。采樣速率設(shè)置為2 560 Hz。通過讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)程序?qū)y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 實驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示
通過對自功率譜和互功率譜幅頻圖的分析(如圖5和圖6所示),可以大概得到簡支梁的前4階振動頻率為396.719Hz,551.016Hz,77 2.109Hz,950.937 Hz。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/194142.htm
通過對互功率譜相頻圖的分析,在這幾個頻率處相位均在0°或±180°附近(如圖7所示),相干函數(shù)在這幾個頻率處的值均大于0.95,從而可以確定以上4個頻率即為簡支梁的前4階振動頻率,相干分析如圖8所示。
6 結(jié)語
本文對橋梁振動信號同步采集理論進(jìn)行了論述,搭建了基于GPS同步時間的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對峰值拾取法進(jìn)行了理論分析,闡述了利用LabVIEW實現(xiàn)振動信號頻譜分析的過程。通過對實驗平臺數(shù)據(jù)的采集及分析結(jié)果顯示,該系統(tǒng)運行正常,分析結(jié)果正確,可以運用于橋梁健康監(jiān)測中。
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