一次随机测试在特定频带上产生多个频率,而正弦扫频测试只产生一个频率,并且该频率预先设置的范围内扫描。利用控制信号的反馈调节输出幅值,使UUT的响应幅值与测试目标谱相匹配。测试目标谱是幅值(通常定义为峰值加速度)与频率的关系图。

RSD、RSTD,是正弦扫频测试的扩展。

正弦控制过程

正弦扫频控制过程包括产生一个正弦波输出,在测试中激励待测设备,检测控制信号输入幅值,将检测到的与参考幅值进行比较,并适当地更新驱动信号幅值。

正弦扫频测试 1

为了测量输入控制信号的水平,探测器可以使用跟踪滤波器,或者可以测量信号的RMS、峰值或平均值。当使用跟踪滤波器时,会产生振幅和相位数据,而其他测量方法只产生幅值数据。

如果使用多个控制通道,则每个检测器的输出在通道平均块中进行组合。

正弦扫频测试 2

跟踪滤波器大大降低了正弦驱动频率上下的噪声和谐波信号。他们的中心频率总是调整到当前的驱动频率,使得其他信号不被测量和控制。滤波器带宽可以是固定的,也可以是与当前频率成比例的。

正弦扫频测试 3

基于当前中心频率和带宽,晶钻仪器的Spider振动测试系统不断更新跟踪滤波系数。它有一个约为-60分贝。滤波器的输出被平均以产生一个控制幅值,然后由比较器用来校正输出驱动幅值。

正弦扫频测试 4

一般来说,跟踪滤波器的带宽越窄,控制系统所能计算的共振就越明显。如上图所示,使用7%带宽的红线比使用25%带宽的绿线共振更明显。然而,滤波器的带宽也会影响振动控制系统的响应速度。系统响应时间与滤波带宽成反比。因此,选择合适的跟踪滤波器带宽通常是一个试验过程。

 

正弦扫频测试 5

峰值、平均和RMS测量方法是对数据块进行分析,其长度由带宽设置决定:

块长度(秒)= 1/带宽(Hz)

固定和比例的带宽都可以使用。在固定带宽时,块持续时间是不变的,在使用比例带宽时,会随驱动频率的变化而变化。

 

正弦扫频测试 6

如果N是这个块的长度,在样本中,则RMS被定义为:正弦扫频测试 7

均值是指绝对偏差的统计平均值:

正弦扫频测试 8

使用RMS、均值和峰值测量策略,驱动频率的谐波信号可能会对最终的整体测量结果有影响。因此,驱动电平可能比使用跟踪过滤器时低。换句话说,当跟踪过滤器被打开时,UUT可能会被过度测试;当采用RMS,均值,特别是峰值作为测量策略时,UUT可能会受到不充分的测试。