張文輝
多功能高速動態(tài)信號分析儀包含動態(tài)信號測試所需的信號調理器(應變、振動等調理器)、直流電壓放大器、抗混濾波器、A/D轉換器、緩沖存儲器以及采樣控制和計算機通訊的全部硬件，并提供操作方便的控制軟件及分析軟件，是以計算機為基礎、智能化的動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)。系統(tǒng)對應變(應力)及力、壓力、扭矩、荷重、溫度、位移、速度、加速度、轉速等物理量進行自動、準確、可靠的動態(tài)測試和分析，是工礦企業(yè)、科研機構及高等院校在研究、設計、監(jiān)測、生產和施工中進行非破壞性動靜態(tài)應變、振動、沖擊及各種物理量測量和分析的一種重要工具。
1.概述:系統(tǒng)已包含動態(tài)信號測試系統(tǒng)所需的信號調理器(應變、振動等調理器)、直流電壓放大器、低通濾波器、抗混濾波器、16位A/D轉換器、以及采樣控制和計算機通訊的全部硬件，而且提供了充分考慮用戶方便操作本系統(tǒng)所需的控制軟件及分析軟件，是以計算機為基礎、智能化的動態(tài)信號測試分析系統(tǒng).
2.特點:
2.1 高度便攜:利用計算機的1394接口實時進行數據傳送, 實現了熱拔插和即插即用,并且zui大程度上滿足了對便攜式儀器和采樣速度的要求,測試系統(tǒng)不僅可在實驗室使用,也可方便地應用于野外現場;
2.2 高度集成:模塊化設計的硬件，每個測量機箱可插入多個2通道或4通道測量模塊,不同尺寸的機箱可構成16通道、32通道和64通道測量系統(tǒng);每臺計算機可控制多個測量機箱,zui多直接控制256通道同步并行采樣;通過以太網連接多臺計算機,zui多可控制2048通道同步并行采樣，滿足了多通道、高精度、高速動態(tài)信號的測量需求;
2.3 DMA方式傳送數據:測試數據通過在中文Win2000/XP環(huán)境下,DMA方式實時傳送，保證了數據傳送的高速、穩(wěn)定、不漏碼;
2.4 每通道包含獨立的DSP實時信號處理系統(tǒng)：模擬濾波 + DSP實時數字濾波，構成高性能抗混濾波器,分析頻帶內平坦度可達±0.05dB，阻帶衰減大于 -150 dB/oct;
2.5 每通道獨立的16位A／D轉換器:實現了多通道并行同步采樣，zui高采樣速率128kHz/每通道，每個測量通道配置512k數據點高速緩存(擴展可選);通道間無串擾影響及采樣速率不受通道數的限制，并且大大提高了系統(tǒng)的抗*力;
2.6 準確的采樣速率:*的DDS數字頻率合成技術產生高精度、高穩(wěn)定度的采樣脈沖，保證了多通道采樣速率的同步性、準確性和穩(wěn)定性;
2.7 數字磁帶機信號記錄功能:利用計算機海量的存儲硬盤,長時間實時、無間斷記錄多通道信號,單臺計算機控制系統(tǒng)時,8通道并行同步工作，每通道采樣速率可達128kHz；128通道并行同步工作，每通道采樣速率可達5.12kHz;多臺計算機控制系統(tǒng)時,zui多2048通通并行同步工作, 每通道采樣速率可達128kHz;
2.8 *的工藝:多層線路板,全貼片工藝,大大提高了硬件的可靠性和抗*力;
2.9 進口雷莫接插件:所有適調器和數采的輸出、輸入接插件均采用了進口高性能雷莫頭,大大提高了小信號輸入的可靠性,操作也十分方便;
2.10 任意波形發(fā)生器模塊(選件):每個模塊提供二通道(不相關)任意波形發(fā)生器，16 bit D/A 輸出, 可產生正弦、正弦掃頻、隨機、偽隨機、猝發(fā)隨機、快速掃頻、半正弦、脈沖、磁盤文件,并能將所采集的數據進行回放輸出;
2.11 轉速測試模塊(選件):每個模塊提供二通道轉速測試通道;
2.12 信號適調器:配套各種可程控的信號適調器,不僅具有*的抗*力,而且由于參數由數采統(tǒng)一控制,系統(tǒng)的單位量綱實現了“傻瓜”設置;
3.DH5920-1數據采集器技術指標:
3.1 輸入阻抗:10MΩ∥40pF;
3.2輸入保護:當滿度值不大于10V時，輸入信號大于±15V(直流或交流峰值)時,輸入全保護; 當滿度值為20V時，輸入信號大于±30V(直流或交流峰值)時,輸入全保護;
3.3 輸入方式:GND、DC、AC、ICP;
3.4 工作方式:
3.4.1 數據采集器:單端輸入、差動輸入、ICP適調輸入、
3.4.2 外接適調器(選件):ICP適調器(帶雙積分硬件網絡)、應變適調器、電荷適調器、電荷適調器(帶雙積分硬件網絡)、4～20mA適調器、雙恒流源應變適調器;
3.5 滿度值:±20mV、±50mV、±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2V、±5V、±10V、±20V;
3.6 系統(tǒng)準確度:小于0.5％(F.S)(預熱半小時后測量);
3.7 系統(tǒng)穩(wěn)定度:0.05％/h(同上);
3.8 線性度:滿度的0.05％;
3.9 失真度:不大于0.5％;
3.10 zui大分析頻寬:DC～50kHz;
3.11 低通濾波器：
3.11.1 截止頻率(-3dB±1dB):10、30、100 、300、1k、3k、10k 、PASS(Hz)八檔分檔切換;
3.11.2 平坦度:小于0.1dB(2/3截止頻率內);
3.11.3 阻帶衰減:大于－24dB/oct;
3.12 噪聲:不大于5μVrms(輸入短路, 在zui大增益和zui大帶寬時折算至輸入端);
3.13 共模抑制(CMR):不小于100dB;
3.14 共模電壓(DC或AC峰值):小于±10V、DC～60Hz;
3.15 漂移:
3.15.1 時間漂移:小于3μV/小時(輸入短路, 預熱1小時后, 恒溫, 在zui大增益時折算至輸入端);
3.15.2 溫度漂移:小于1μV/℃(在允許的工作溫度范圍內, 輸入短路,在zui大增益時折算至輸入端);
3.16 輸出電位:±5V范圍內,按1mV的分辨率任意設置;
3.17 過載指示:當輸入信號大于滿度值，則紅燈亮;
3.18 欠載指示:當輸入信號小于滿度值的0.5％，則綠燈亮;
3.19 模數轉換器分辨率:16位;
3.20 連續(xù)采樣速率(存貯深度由計算機剩余硬盤空間容量決定):
3.20.1 整數采樣速率:
3.20.1.1 8通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k 、100k (Hz)分檔切換;
3.20.1.2 16通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k (Hz)分檔切換;
3.20.1.3 32通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k (Hz)分檔切換；
3.20.1.4 64通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k (Hz)分檔切換;
3.20.1.5 128通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k (Hz)分檔切換;
3.20.1.6 256通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k(Hz)分檔切換;
3.20.2 整數分析頻率:
3.20.2.1 8通道同時工作時,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz)分檔切換;
3.20.2.2 16通道同時工作時,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k(Hz)分檔切換;
3.20.2.3 32通道同時工作時,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k(Hz)分檔切換;
3.20.2.4 64通道同時工作時,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k(Hz)分檔切換;
3.20.2.5 128通道同時工作時,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k(Hz)分檔切換;
3.20.2.6 256通道同時工作時,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k(Hz)分檔切換;
3.21 抗混濾波器:
3.21.1 濾波方式:每通道獨立的模擬濾波 + DSP數字濾波;
3.21.2 截止頻率:采樣速率的1/2.56倍,設置采樣速率時同時設定;
3.21.3 阻帶衰減:約-150dB/oct;
3.21.4 平坦度(分析頻率范圍內):小于±0.05dB;
3.22 電源:220VAC,12VDC(9～18V)，zui大功率100W;
3.23 使用環(huán)境:適用于GB6587.1-86-Ⅱ組條件;
3.24 外形尺寸:236mm(寬)×88mm(高)×317mm(深)(十六通道);
236mm(寬)×177mm(高)×317mm(深)(三十二通道);
482mm(寬)×177mm(高)×317mm(深)(六十四通道).
4. DH3810應變適調器技術指標:
4.1 適用電阻應變片阻值:50Ω～10000Ω;
4.2 供橋電壓:
4.2.1 供橋電壓按2V、5V、10V和24V分檔切換;
4.2.2 供橋電壓精度:0.1％;
4.2.3 供橋電壓穩(wěn)定度:小于0.05％;
4.2.4 供橋電壓zui大輸出電流:50mA;
4.3 增益:50倍;
4.4 平衡方式:16位D/A控制自動平衡;
4.5 zui大帶寬:DC～100kHz(+0.5dB～-3dB);
4.6 失真度:小于0.5％(頻率小于30kHz);
4.7 輸出特性:
4.7.1 輸出電壓:7Vrms;
4.7.2 輸出電流:5mA;
4.7.3 輸出電阻:小于1Ω;
4.7.4 穩(wěn)定性裕度:小于10nF;
4.8 尺寸: 30mm(寬)×20mm(高)×80mm(長)(單通道);
4.9 使用環(huán)境:符合GB6587.1-86Ⅲ組條件的環(huán)境.
5．DH5855電荷適調器技術指標:
5.1 zui大輸入電荷量:105pC;
5.2 輸入電阻:大于1011Ω;
5.3 放大器輸出靈敏度:0.1、10(mV/pC) 兩檔分檔切換;
5.4 準確度:小于1％(額定工作條件下，由7VRMS160Hz正弦信號測量);
5.5 噪聲:小于5×10-3pC;
5.6 zui大帶寬:0.3Hz～100kHz(+0.5dB～-3dB);
5.7 失真度:小于0.5％(頻率小于30kHz);
5.8 輸出特性:
5.8.1 輸出電壓:7Vrms;
5.8.2 輸出電流:5mA;
5.8.3 輸出電阻:小于1Ω;
5.8.4 穩(wěn)定性裕度:小于10nF;
5.9 外形尺寸:30mm(寬)×20mm(高)×80mm(長)(單通道)
50mm(寬)×20mm(高)×80mm(長)(單通道、含雙積分選件)
5.10 使用環(huán)境:符合GB6587.1－86－Ⅲ組條件。
5.11 雙積分硬件網絡(選件):
5.11.1 一次積分:1Hz～1kHz和10Hz～10kHz訂購時用戶任選;
5.11.2 二次積分:1Hz～100Hz和10Hz～1kHz訂購時用戶任選
6．DH3811 4～20mA適調器技術指標:
6.1適用于兩線制或三線制4～20mA傳感器;
6.2傳感器電源:24V;
6.3 外形尺寸:30mm(寬)×20mm(高)×80mm(長)(單通道)
6.4 使用環(huán)境:符合GB6587.1－86－Ⅲ組條件.
7. DH3812恒流供橋應變適調器技術指標:
7.1 適用范圍:
7.1.1 適用于激勵要求為恒流源的橋式傳感器輸出信號的適調;
7.1.2 適用于為了保證線性度,采用雙恒流源激勵,大應變量測試時,輸出信號的適調;
7.2 供橋電流:
7.2.1 供橋恒流源按1mA、2mA、5mA和10mA分檔切換;
7.2.2 供橋恒流源精度:0.1％;
7.2.3 供橋恒流源穩(wěn)定度:小于0.05％;
7.3 增益:50倍;
7.4 平衡方式:16位D/A控制自動平衡;
7.5 zui大帶寬:DC～100kHz(+0.5dB～-3dB);
7.6 失真度:小于0.5％(頻率小于30kHz);
7.7 輸出特性:
7.7.1 輸出電壓:7Vrms;
7.7.2 輸出電流:5mA;
7.7.3 輸出電阻:小于1Ω;
7.7.4 穩(wěn)定性裕度:小于10nF;
7.8 尺寸:30mm(寬)×20mm(高)×80mm(長)(單通道);
7.9 使用環(huán)境: 符合GB6587.1-86Ⅲ組條件的環(huán)境.
8．DH5920-2任意波形發(fā)生器技術指標：(選件)
8.1輸出通道數:兩個獨立的輸出通道;
8.2zui大輸出電壓:±10V;
8.3zui大輸出電流:5mA；
8.4輸出頻率范圍:10kHz;
8.5 DAC分辨率:16bit;
8.6頻率分辨率:0.01Hz;
8.7幅值精度:1%(2kHz信號范圍內);
8.8信號類型:正弦、正弦掃頻、隨機、偽隨機、猝發(fā)隨機、快速掃頻、半正弦、脈沖、磁盤文件,并能將所采集的數據進行回放輸出;
9．DH5920-3轉速測量技術指標：(選件)
9.1測量通道數:兩個通道;
9.2測量范圍:10～300000轉/分;
9.3測量精度:小于0.05%±1轉;
9.4每轉脈沖數:1～4096個;
9.5轉軸比:0.01～100;
9.6脈沖寬度:≥10μS;
9.7輸入信號范圍:TTL、COMS脈沖序列;
10.軟件功能:
10.1參數設置:
10.1.1應力應變測量時,輸入橋路方式、應變計電阻、導線電阻、應變計靈敏度系數,軟件完成對測量結果的自動修正。輸入被測試件材料的彈性模量和泊松比,軟件將完成應力及兩片直角、三片45°直角、60°等邊三角形、傘形、扇形等應變花主應力及方向的計算.
10.1.2輸入傳感器的輸出靈敏度,軟件完成被測物理量單位量綱的歸一化，直接顯示被測物理量的大小.
10.2具有手動觸發(fā)、定時觸發(fā)、信號觸發(fā)等觸發(fā)模式，有連續(xù)記錄、記憶示波器等采樣方式.
10.3同時顯示任意通道采集數據及曲線(包括采集數據的實時曲線及各種實時處理后的數據、曲線).
10.4 軟件實時性好，采樣過程中可以動態(tài)開設或關閉窗口，動態(tài)切換或增減顯示通道，動態(tài)設置其顯示方式.
10.5將任意兩通道的測量數據定義為x軸和y軸,邊采樣邊繪制成曲線,完成x-y記錄儀(滯回曲線)的功能.
10.6 具有良好的可移植性、可擴充性和可升級性，提供了與office軟件的接口功能：將數據文件轉換成文本文件(.txt文件)，Excel表格文件(.xls文件)、Access數據庫文件(.mdb文件)，及與功能強大的分析處理軟件Matlab的數據格式轉換功能.
10.7具有豐富的分析處理功能，能進行時域及頻域的處理,所有處理功能都可供在線事后分析使用，其中時域分析包括計算zui大值、zui小值、平均值、均方差、曲線擬合等，頻域分析包括幅值譜計算、功率譜計算、相關計算、相干分析、傳函分析.
10.8 根據用戶要求增加軟件功能.
