[實用新型]一體化模態分析儀

無效

• 申請號: 200920294299.0
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN201569554U
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 季忠;黃捷;秦樹人
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓;李玉盛

技術領域

本實用新型涉及一種實驗分析儀器，具體為一種虛擬式的一體化實驗模態分析儀，屬于振動測試技術領域。

背景技術

模態分析用于研究各種機器、建筑物、航天航空飛行器、船舶、汽車等的實際結構振動。近年來，隨著計算機技術、FFT(傅里葉)分析儀、高速數據采集系統以及振動傳感器等技術的發展，實驗模態分析得到了快速的發展，已有多種模態分析測試系統投入使用。

目前的模態分析儀器，通常是將多種儀器聯合起來使用，即在測試時將實驗檢測、信號采集、信號調理以及數據分析等步驟分別用不同的儀器單獨操作，再將其結果匯總，這樣就造成需要龐大而繁瑣的系統，由于各種儀器之間存在兼容性以及精度的差異，檢測所得到的數據精度也較低，儀器的抗干擾能力較弱，與實際設備的振動形態差異較大，失真率過高而可靠性很低，影響了測試的結果，而且由于需要多種儀器共同工作，也不便于攜帶。

同時，目前很多高端儀器都采用了一體化的設計，其特點是將前端調理、數據采集器、控制器、存儲器、CPU、顯示器、電源、面板調控件等裝置作為整臺儀器的支撐，而儀器的功能采用軟件來計算分析。這種一體化儀器具有原有儀器的形態、同樣的操作方法和習慣，同時還具有功能取舍的靈活性。因此，在振動測試技術領域引入一體化的設計理念，并運用這種思想對現有設備進行改進，是一個新的研究方向。

實用新型內容

針對現有技術中的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種精度高、抗干擾能力強、便攜性好的虛擬式一體化模態分析儀，它是基于一體化虛擬儀器技術、振動測試技術和模態分析方法的綜合應用。

本實用新型的目的是這樣實現的：一體化模態分析儀，包括分析儀殼體；其特征在于，在殼體內設有依次電連接的嵌入式計算機、采集卡、測振處理模塊和電荷放大器；在殼體上設有用于連接脈沖力錘的第一傳感器輸入接口，以及用于連接壓電加速度傳感器的第二傳感器輸入接口，所述兩個傳感器輸入接口均與電荷放大器的輸入端連接；所述脈沖力錘和壓電加速度傳感器獲取檢測對象的激勵和響應信號，經電荷放大器放大后，輸入到測振處理模塊處理，再通過采集卡采集到嵌入式計算機，該嵌入式計算機通過其內置的模態分析程序對輸入的信號進行處理，并將分析結果通過與其連接的外部設備輸出。

進一步，所述嵌入式計算機上連接的外部設備包括液晶顯示屏、鼠標、鍵盤以及打印機，所述液晶顯示屏設置在殼體的面板上，在嵌入式計算機上接有若干個用于連接外部設備的串、并行接口，所述串、并行接口均設置在殼體上，所述嵌入式計算機由外部交流電源供電。

本實用新型的一體化模態分析儀是將通用商業計算機過渡到嵌入式系統，并集成采集設備、調理設備和人機交互裝置，簡化一般虛擬儀器測試系統中計算機及外設、電源系統、采集設備和調理設備構成的繁瑣系統，這樣有利于現場和工廠等使用。

進一步，在殼體上還設有一組用于調節脈沖力錘激勵信號的調節旋鈕和一組用于調節壓電加速度傳感器響應信號的調節旋鈕；所述兩組調節旋鈕均連接到嵌入式計算機的控制端。所述兩組調節旋鈕均可用于調節信號的量程和選擇不同的功能，并根據不同的測試對象調節輸出值的大小。

在殼體上還設有信號選擇開關，所述信號選擇開關與電荷放大器聯通，電荷放大器通過信號選擇開關的檔位選擇檢測信號的輸入模式。在使用分析儀時，需要先選擇好信號選擇開關的檔位，以便采集不同的數據。

相對于現有技術，本實用新型具有以下優點：

1、采用一體化的設計，將計算機、采集卡、測振處理模塊和電荷放大器等集成為一體，具備特定的硬件設備和傳輸導線，可以完成系統的整體校正，達到很高的精度，而且可靠性較好；

2、由于將電荷放大器置于儀器的輸入端口，具有明確的阻抗匹配特征，方便用戶連接合適傳感器和調理設備等，加強了防止電磁干擾措施；

3、儀器外形更加美觀和精致，便于攜帶，還可以集成其他的測試儀器，重復性程度高，使硬件儀器真正做到“一機多類”；

4、結構簡單、成本較低，而且軟件與硬件分離，方便程序更新、升級，還可配置豐富的軟件包，實現時域和頻域上的不同的模態分析方法，可以同時配合其他的振動測試軟件(記憶示波器、動態信號分析儀、小波分析儀等)使用。

附圖說明

圖1為本實用新型一體化模態分析儀的主視圖；

圖2為圖1的后視圖；

圖3為本實用新型的結構框圖；

圖4為本實用新型的一種使用狀態圖。