DH5925动态信号测试分析系统 使用说明书 1.3 存放时, 应将仪器盖好, 防止灰尘污染, 以减小输入、?输出插头的接触电阻,
若一旦污染, 应根据污染性质选择适当的溶剂(?如无水乙醇、乙醚、四醚化碳等), 以白绸布蘸少许将污物擦净； 2 故障检查:
2.1 如果不能参数设置及不能采样： 2.1.1 检查所有通讯电缆连接是否可靠； 2.1.2 重新热插拔一下1394通讯线； 2.1.3 重新启动仪器；
2.2无输出产生: 电源指示不亮, 则可能是电缆或者保险丝断路； 2.4 输出限幅: 2.4.1 满度值太小； 2.5 噪声偏大:
2.5.1 如果噪声为50Hz时, 则应检查测量系统中接地点是否良好, 或者在系统附
近有一个较强的电磁场, 干扰有用信号；
2.5.2 如果无规则的噪声很大,那么应检查一下,输入电缆的连接是否可靠、正确；
一般来讲,DH5925动态测量系统在设计和制造中已充分考虑能够提供用户多年的无故障运行,若出现影响其正常功能故障时，请首先考虑其外部原因,如上所述。然而一旦出现元件的早期失效,就应切断电源,以防止故障进一步扩大而损坏仪器, 若故障一时无法排除,请立即与本公司取得联系,以免影响您的工作。
第31页 共47页 DH5925动态信号测试分析系统 使用说明书 第二部分 附录
一. 信号处理方法简介 频谱分析[F1]
频谱分析[F1]中主要包括时间波形、幅值谱、自功率谱、互功率谱、频响函数、相干函数、自相关、互相关、概率密度、累接密度等几种数据处理方式。
时间波形：即数据的波形。
幅值谱：将所有块数据的实时谱按一定的平均方式平均后得到的幅值谱，实时谱为每一块数据的傅里叶谱的幅值。
对于一个振动信号或其它类型的随机信号，有时为了研究其内在规律需要分析随机信号的周期性。频谱分析是信号处理中最基本的分析方法之一，广泛应用于各种工程技术领域。
频谱分析模块中，时域数据经过FFT变换后得到其傅里叶谱的幅值谱。其中幅值谱(PEAK)反映了频域中各谐波分量的单峰幅值，幅值谱(RMS)反映了各谐波分量的有效值幅值。
FFT为快速傅立叶变换，傅立叶变换的定义为
??正变换 F(?)????f(t)e??j?tdt
逆变换 f(t)?12????F(?)ej?td?
其中 ??2?f， f(t)为时域数据序列，F(?)为频域的谱函数序列。
傅立叶变换本身是连续的，无法使用计算机计算，而离散傅立叶变换的运算量又太大，为提高运算速度通常使用快速傅立叶变换方法(FFT) ，但此时所得到的频谱不是连续的曲线了，具有一定的频率分辨率f，且f = SF / N SF 为信号采样频率，N 为FFT分析点数（常为1024 点），由于频率分辨率的存在以及时域信号为有限长度等原因，使FFT分析结果具有泄露的可能，为此常常使用一些措施来消除，如平滑加窗、能量修正、细化分析等等，DH2.3901默认加矩形窗。
自功率谱：时间信号a(t)的自功率谱定义为： GAA(f)=A(f)×A*(f) 式中 A(f)—— a(t)的傅立叶变换
A*(f)—— A(f)的共轭
自功率谱表示信号中的平均功率是如何按频率分布的。它与自相关函数构成一个傅立叶变换对。在实验模态分析中，自功率谱用于计算平均频响函数以及用于评判力输入信号的质量。还可用
第32页 共47页 DH5925动态信号测试分析系统 使用说明书 于分析旋转机械的特性。
互功率谱：两个信号a(t)和b(t)之间的互功率谱定义为： GAB(f)=A(f)×B*(f)
式中 A(f)、B(f)—— a(t)和b(t)的傅立叶变换 B*(f)—— B(f)的共轭
互功率谱的幅值大小是两个信号中各个频率上联合功率的量度，而相位则是联合功率在各频率上的相对出现时间。它与互相关函数构成一个傅立叶变换对。互功率谱最普通的用途就是用来计算两个信号之间的平均频响函数，还在检测并确定信号延迟方面是非常有用的工具。
频响函数： 假设输入信号f(t)和输出信号x(t)频谱分别为F(f)和X(f)，则这两个信号之间的频响函数H(f)定义为:
???GH(f)??XF 其中 GXF——输入输出信号的互功率谱平均值
GFF? GFF——输入信号的自功率谱的平均值
频响函数可根据需要选择幅频、相频、实频、虚频。
相干函数：相干函数（平方形式）定义为：
??GFX??GFF?GXX
??22???其中：GXX——输出信号的自功率谱的平均值
相干函数可以理解为频域的相关系数，它在0到1之间变化：相干函数等于1，表明两个相比较的信号（例如输入与输出）之间经全部平均后存在良好的线性关系；若相干函数小于1，则可能是由于下面几种或某种原因引起的：
相干函数的主要用途是检验两个信号之间最终的线性关系，所以它反映了测量质量的好坏（噪声大小、泄露程度等等）或所给模型的正确性（即信号之间的线性依赖性）。
概率密度与累积密度（概率分布）是一种很有效的随机信号特征的描述，它说明振动信号中的瞬时振幅分布的统计规律。
概率密度：变量值在某指定范围内的概率由概率密度函数表示。当取值间隔△x趋于零时，概率密度函数可定义为p(x)?lim
1?x?x?0?Prob[x?x??x，它是实值非负数，且?????p(x)dx?1。
第33页 共47页 DH5925动态信号测试分析系统 使用说明书 累积密度：（累积概率分布函数或概率分布函数）
概率分布函数定义为瞬时值x(n)小于或等于某值x的概率p(x)?Prob[x(n)?x]。分布函数不仅能反映随机变量可能取什么值，而且描述了以多大概率取这些值，充分地刻画了随机变量的概率性质。
相关分析是随机数据分析中一项重要的内容，相关是研究两个随机变量的线性关系，例如树高与直径的线性关系（一随机变量与一确定性变量的关系称为回归）。把相关的概念引入到时域后导出相关函数概念（把相关概念推广到频域称为相干）。
相关函数研究两随机函数x(t)和y(t)经过一段时间后的相似性，故相关分析也称时差域或时滞域分析。
自相关：自相关函数τ是以时延τ为自变量的实值偶函数，可正可负，在τ=0时取得最大值且等于均方值R(x)(0)?lim?T??T0xat??22x，工程上也采用相关系数来表征相关性
?xy(?)?Rxy(?)??x?y?x??1，对零均值随机信号，当???，而周期信号的自相关函数仍为同周
y期的周期函数。所以，自相关函数可用于检测混于随机噪声中的确定性信号。当延时离散值m远
N?m?1小于数据序列长度时，近似计算式为Rx(m)?1N?xn?0nxn?m。另一种方法是从功率谱密度函数作
傅里叶逆变换求得。本子程序即采用该方法。如图，是一随机噪声的自相关。
互相关：互相关函数Rxy(?)是表示两组数据之间依赖关系的相关统计量Rxy(?)?limT??1N?T0x(t)?y(t??)dt。它是延时τ的函数，为可正可负的实测函数，但它不一定是偶
函数，在τ=0时也不一定取得最大值，但Rxy(??)?Ryx(?)，即x与y互换时，Rxy(?)对称于纵坐标轴。工程上，也采用互相关系数来表征两组数据（信号）的相关性?xy(?)?Rxy(?)??x?y?x?y?1。
互相关函数保留有x(t)和y(t)之间相位差的有关信息。常用于识别信号的传播途径、传播距离和传播速度。
二. 名词术语介绍
1、采样频率：采样频率即单位时间内的抽样速度。设置采样频率时，需满足采样定理。 采样定理：若对于一个具有有限频谱时
fs?2fm(|f|?fm)的连续信号x(t)进行采样，当采样频率满足下式
x(n?T)*则采样函数率，
fs能无失真地恢复到原来的连续信号x(t)。
fs?1/?Tfm为信号x(t)有效频谱的最高频
为采样频率，
2、瞬态：多用于记录瞬态信号，采集的数据量一般比较少，采集的信号多用来进行频域分析处理，瞬态记录方式下按设定的数据量进行采集，然后绘制曲线。在瞬态记录采样方式下，可以设
第34页 共47页 DH5925动态信号测试分析系统 使用说明书 置“触发方式”、“触发次数”和“延迟点数”。
3、连续：多用于长时间的采集信号（即随时变化的信号）。通过这种采样方式，可以将信号无间断地记录下来，采集的时间仅受硬盘容量的限制。
4、自由采集：是指采样开始后，不受信号等条件的限制，一直执行采集。
5、信号触发：是指只有采集的信号电压达到触发水平时才开始采集。
6、延迟点数：该参数在瞬态或连续采样方式，并且触发方式为信号触发或外部触发时起作用。该参数为整数。输入正数时为正延迟，即从触发点向后预保留数据；输入负数时为负延迟，即从触发点向前预保留数据，即“负延迟”。当使用高速数据采集仪器进行瞬态采样时，延迟点数的单位是K，即1024个数据点。
7、仓：统计区间所划分的若干个小区间的个数。
8、线性平均：这是一种基本的平均类型。采用这种平均方式时，对每个给定的数据块逐一进行FFT 和其他运算，然后对每一频率点的谱值分别进行等权线性平均。对于平稳的随机过程的测量分析，增加平均次数可以减小相对比准偏差。
9、指数平均：为非等加权平均。最近一次的FFT谱分析的结果在最终的平均FFT谱中占一半的权重，而前面所有测量的平均FFT谱占另外一半的权重。指数平均的结果特别重视最新的测量信号。指数平均常用于非平稳过程的分析。采用这种平均方式既可以考察“最新”测量信号的基本特征，又可以通过与“旧有”测量值的平均来减小测量的偏差或提高信噪比。
10、峰值保持：即峰值平均，它实际上并不做平均，而是在各频率点上保留历次测量的最大值。这种平均方式常用于检测信号的频率漂移。结构模态试验中，采用正弦扫频激励方式进行频响函数测量时，可以采用峰值保持平均来获得扫频带内完整的频响函数。
11、桥路类型
桥路类型指在应变电桥中，根据不同的测试情况，接应变计的数量和方式有不同。在本软件中具体分为方式2到方式6。
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