基于虚拟仪器的振动测试系统的设计

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基于虚拟仪器的振动测试系统的设计

张玉华 蒋书波 程明霄 杨霞

（南京工业大学自动化学院 南京 210009）

摘要：介绍了振动测试系统的结构、硬件平台，以及软件设计中的关键技术。利用LabVIEW和硬件设备生成激励信号，采集信号并进行处理分析，最后生成测试报告，完成测试任务。 关键字：虚拟仪器，LabVIEW，振动测试

中图分类号：TP391 文献标识码：A

The design of vibration testing system based on Virtual Instrument

Zhang Yu-hua Jiang Shubo Cheng mingxiao Yang xia

（College of Automation, Nanjing University of Technology, Nanjing，210009，China） Abstract: This paper presents the structure of vibration measurement, including the hardware constitution and software design of the system. Using Virtual Instrument technique and hardware, Vibration measurement and analysis system is developed to generate signal, realize vibration signal date acquisition, measurement and analysis, generate report.

Keyword: Virtual Instrument, LabVIEW, vibration testing

1．引言

机械振动是工程技术和生产生活中常见的现象，是机械工程领域的一个十分重要的课题。其在大多数情况下是有害的，影响机械设备的工作性能和寿命，甚至可能毁坏设备；也有可以利用的一面，例如振动输送机、清洗机等就是利用振动原理进行工作的。振动测试在生产和科研的许多方面占有重要地位。

虚拟仪器技术是计算机技术与仪器技术相结合的产物，其实质是充分利用先进的计算机技术来实现和扩展仪器的功能。其通过软件构造虚拟面板，完成信号的采集、分析处理和数据显示，实现了“软件就是仪器”的理念。用户可根据需要定义仪器的功能，且具有开发周期短、成本低、维护方便等优点。

2．振动测试系统的总体结构

测试系统分为两类，一类是测量存在的振动对象的位移、速度等，得到振动强度，通过频域分析估计振动根源，用于故障诊断与分析；另一类是对结构施加激励使其振动，通过振动测试研究结构的力学动态特性。本系统主要完成后一类测试。

下图1所示为振动测试系统的总体结构图，由计算机产生一个激励信号，通过数据采集卡D/A转换后经功率放大器送到激振器，使被测悬臂梁受迫振动。振动信号经压电加速度传感器拾振、电荷放大器放大成电压信号后传递到数据采集卡，进而传输给计算机。

图1 振动测试系统总体结构图

本系统主要用于高校的教学科研，也可以应用于工程设备的振动标定和测试。

3．硬件选择和设计

振动测试系统由振动测试工作台、计算机、传感器、数据采集卡和信号调理模块等组成，

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