如何在CoCo上得到速度和位移信号

作者:刁一平

日期:2009年2月

信号处理工程师

振动信号测试技术顾问

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目前在工业界中使用最多的是加速度传感器,但是在很多测试中,人们会需要速度信号和位移信号,因此最普遍的方法是利用数学的方法计算出后两者。

基础要点:

速度= 加速度的一次积分

位移= 加速度的二次积分 

在CoCo上有两种方法实现:

l 利用信号接口前端设置。

l 利用csa editor配置积分模块得到,(可以同时看到加速度和位移谱)。
 

1. 利用信号接口前端设置。

进入前端设置界面,如下图,现在的单位

 

若希望得到速度信号,选择一次积分,希望得到位移信号,则选择二次积分。

 

如下图设置,我们最终将得到以 “m/s” 为单位的波形和频谱

 

Tips:按 “apply to all ch”可以让所有的通道都变成界面上的设置。 

运行自功率谱分析,可以看见时域波形和频域波形都变成了速度单位 “m/s”.

利用1000Hz的1V正弦波进行验证,根据积分公式,积分之后的幅值应该为原来的1/w,

1/W=1/2*pi*f=1/(2*3.14*1000)=1.59e-4,从图上看,结果正确。
 

2. 利用csa editor配置积分模块得到,(可以同时看到加速度和位移谱)。 

通道设置为加速度,外接加速度传感器

 

打开EDM软件

划红线处为CSA 编辑器, 点击进入。

在信号调理工具盒里面找到积分工具:integlow(积分),DbInteglow(双重积分)

 

这里我们分别在原始信号上加上积分(integlow)和重积分(DbInteglow)得到速度和位移信号。

Integration,  integlow 模块都是积分的意思,但是处理的算法不一样,integration是高频保真,多用于特殊的实验场合,integlow 模块是低频保真,实际应用中基本选此项。若要得到位移信号可选择DblInteglow,(双重积分)。

经过我们工程师精确的模拟仿真发现,integlow和DblInteglow对与信号的积分保真度在fs/10以下,因此我们在积分之后再继续添加一个decimation模块进行下采样,以便出去那些不精确的高频分量。

Integration模块正好相反,它是高频保真,fs/10以上的频率分量比较正确,由于一般加速度信号为高频,速度信号为中频,位移信号为低频,因此在实际应用中,Integration模块用的不多,但是却弥补了nteglow 模块的不足,满足用户一些特殊的场合的使用。 

连接EDM和coco,将此文件上传到coco中,并将此文件命名为APS(2)_int

 

运行新上传的文件

 

设置显示窗口,上窗口为速度信号,下窗口位移信号:

在显示上我们设置上窗口为速度信号,下面的窗口为位移信号。仍然输入1000Hz,1V正弦波。速度信号的幅值正确,刚刚已经验证。位移信号是双重积分,幅值为加速度信号的(1/w)^2,从图上得到,也是正确的。

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