实测桥梁加速度数字积分得速度,位移,提供原始数据

westrongmc · 发表于 2013-1-23 22:29

本帖最后由 westrongmc 于 2013-1-24 00:08 编辑

gtomrme 发表于 2013-1-23 20:04

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请问高通滤波是怎么定的频率？0.5Hz?我用PCB的加速度计，用NI的声学工具SVL Integration.vi测量，按加速度 ...

首先，高通滤波频率的确定要根据实际被测对象的振动频率范围确定。这次测试的桥梁的一阶频率在0.5Hz以上，因此这个数据进行了0.3Hz的高通滤波。
至于底噪位移的问题，没法回答。因为是测量桥梁在环境激励下的振动，振动幅值与外界环境激励有关，没法确定没有振动时的底噪位移。

另外，我们二者所用的传感器有所不同：
这次桥梁测试用的传感器是中国地震局工程力学所杨学山的941B传感器（有三档速度，一档加速度，可选），
利用了其加速度档进行的测试。其低频特性可低至0.25Hz，灵敏度大约为3000mV/g。
其动态范围应该超过100dB。

而你用的pcb传感器，我估计不是高灵敏度型的（是否是100mV/g，通用型？），其低频可至多少？0.5Hz？？

另外，测试对象不同，从你的描述来看，结构存在没有振动的情况（相对而言），那应该还存在其他工况情况的振动。

因此，没有绝对的标准。请根据实际被测对象，对象所受到的激励、响应情况，具体情况具体分析。

gtomrme · 发表于 2013-1-23 23:36

非常感谢回复，我用的PCB传感器确实是普通型100mv/g, 低频可至0.5Hz.
我想我可能没有把问题说清楚，我的意思是因为我发现测量振动的过程里高通滤波对位移积分的影响很大，我就想先找一个基准标定设备，我把传感器粘到一个比较重的平台，（假设平台很稳，振动很小），这时候看位移积分的结果(0.5Hz 高通滤波)，发现还是有0.1mm左右的位移量，感觉这不是实际的位移，因为平台很稳，没有外界激励，不会有这么大的位移量。应该还是测量系统自身引入的干扰，我不知道是因为NI测试设备本身还是软件积分造成的。如果把高通滤波设到5Hz，积分位移就很小了，感觉和实际情况更接近，但是不知道如何来知道设置高通滤波。
您提到的确定被测试对象的一阶频率，我想请问如何确定？我在测试振动的过程里，从加速度计转换的频谱图上看，从0Hz到1Hz左右，始终有一个峰值，然后就是在20Hz左右有一个峰值。请问如何判断哪个才是测试对象的一阶频率？
不好意思，写的有点混乱

westrongmc · 发表于 2013-1-24 08:40

本帖最后由 westrongmc 于 2013-1-24 10:03 编辑

gtomrme 发表于 2013-1-23 23:36

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非常感谢回复，我用的PCB传感器确实是普通型100mv/g, 低频可至0.5Hz.
我想我可能没有把问题说清楚，我的意 ...

不要客气。
请问：
这个平台是按照什么方式进行工作的？是强迫激励下的运动吗？
施加了激励信号吗？是单频正弦激励、步进正弦还是扫频？

你提到的0-1Hz左右的峰值，我估计是直流分量+趋势项的影响，而非实际结构的频率；
另外20Hz左右有峰值，是否是你施加的外界激励的频率（结构按照强迫频率振动）？
可贴图看一看。

如何确定高通滤波频率，要具体情况具体分析：对信号做频谱分析，看能量主要集中在哪个范围？
结构的振动位移应该是低频范围内的模态贡献量大，高通滤波频率不能高于一阶模态频率或者外界强迫激励的低频下限。

至于如何确定一阶频率？可以根据试验手段、有限元分析甚至定性分析、经验等确定。

impulse · 发表于 2013-1-24 09:01

NI工具包里默认设置是一次积分设为5Hz，二次积分为10Hz，这个肯定是要根据实际情况而定，像这个实例，一次积分我就设为0.2，二次积分为0.3

gtomrme · 发表于 2013-1-24 22:40

非常感谢，我回头测试完把结果放上来。
我的实际测试对象是一个类似线圈的物体，通上固定频率的电流激励, 线圈在磁场中产生振动。激励是矩形波，持续时间大概是20ms，一个周期是1S。按以前了解的经验，位移量应该在100um之内
我会按您说的，先检查频谱找一阶频率，再进行高通滤波设置尝试, 谢谢

westrongmc · 发表于 2013-1-25 15:23

本帖最后由 westrongmc 于 2013-1-25 16:03 编辑

gtomrme 发表于 2013-1-24 22:40

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非常感谢，我回头测试完把结果放上来。
我的实际测试对象是一个类似线圈的物体，通上固定频率的电流激励, ...

如果是这样的话，激励信号是周期矩形脉冲信号，其频谱是离散的，间隔为1Hz，
各谱线幅值按照sinc(2*n/100) 包络线的规律衰减，其中sinc(x) = sin(pi*x)/(pi*x)，n=1，2，3，。。。。
并且在大约50×m Hz（m=1，2，3，... ）处有零点。

图1. 周期脉冲激励信号的频谱

这样，在1Hz，2Hz，3Hz，。。。等处都有强迫振动。
但响应信号的大小还与这个线圈系统的共振特性有关系。
应该是各共振区附近的贡献大。

从你前面的描述看，20Hz附近有峰值，因此推测20Hz附近有结构的某阶共振频率。

补充内容 (2013-2-5 22:17):
另，1Hz附近估计是强迫振动。

luck108 · 发表于 2013-6-15 08:57

这个案例有点意思，值得学习

飘影翼人 · 发表于 2013-6-23 11:57

好复杂啊。

chuck0304 · 发表于 2013-8-12 22:37

ghxue · 发表于 2013-11-8 16:43

好帖，讨论得很深入，回答了我的好几个疑问

gcf4351981 · 发表于 2014-6-8 21:22

好帖子。。。。。。。顶

diying813 · 发表于 2014-6-12 14:35

楼主我这有个问题，方便帮我看看嘛？http://forum.vibunion.com/thread-132296-1-1.html

kenncl · 发表于 2014-6-17 08:10

真厉害！我也在做用加速度计积分的课题，不过，去除趋势项还是误差很大。。。请问关于如何做到加速度积分得到位移的，有没有什么参考材料可以提供？ qq 843168570

ccc5458 · 发表于 2014-7-21 15:10

看看楼主是如何处理这个问题的

jym093842 · 发表于 2015-4-14 09:56

学习中~最近刚好遇到这个问题，很有用

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