在平时的学习工作中，我们常常会听到振动与冲击试验的说法。众所周知，在电工电子产品的性能测试中，振动与冲击试验经常是其中重要的一部分。像常见的正弦扫频，随机振动，路谱数据复现等，都属于振动试验的范畴。振动试验一般具有持续性的特点，侧重于产品的疲劳性测试。而冲击试验则有着瞬间释放巨大能量、破坏性大的特点，如跌落试验时，一般冲击试验机会将试件放在工作台面并用固定杆加以固定，然后平台上升到一定高度，按下跌落键使工作台面瞬间脱离试件，再利用重力加速度实现冲击。在产品的冲击测试中，冲击试验机和跌落试验机等冲击设备会对产品进行一系列预定的冲击，以检验产品在冲击前后的结构与性能变化是否符合相关标准。
本文将以冲击试验为基础，对冲击试验设备和VENZO 640H高采样冲击测量仪进行介绍，以此为契机，让大家对冲击试验及冲击测量系统有一个比较立体的了解，并在日常工作中能更加熟练地应用相关知识。
PART 1 什么是冲击？
冲击是因力、位置、速度和加速度等参量急剧变化而激起的系统的瞬态运动。其特点是冲击激励参量的幅值变化快，持续时间短。
通常冲击环境来自弹性体之间的机械冲击，或是指在冲击过程中遇到非重复性的冲击力。这种冲击力产生的加速度较大，冲击脉冲持续时间较短。如车辆行驶过程中的追尾，货物在汽车运输过程中的相互碰撞，手机无意间的摔落等，都是冲击环境。
机械冲击可能对整个产品的结构和功能完整性产生不利影响。一般来说，不利影响的程度会随着冲击环境的幅值和持续时间的增大而加大。当冲击的持续时间与产品的固有频率一致或者冲击环境波形的主要频率部分与产品固有频率一致时，对产品结构和功能完整性的不利影响都会进一步放大。
PART 2 冲击试验
这里所说的冲击试验，完整地说应叫做机械冲击试验。其目的是确定当产品及其组件在运输或使用过程中受到一系列冲击时，各性能是否失效。
常见的机械冲击试验，有冲击试验、碰撞试验、自由跌落试验等。
冲击试验一般用于模拟元器件和设备在使用中和运输期间可能经受的非重复性冲击的效应。试验期间，样品直接紧固或通过夹具紧固到冲击试验机的台面上，然后对样品施加冲击脉冲，如半正弦波、后峰锯齿波、梯形波等。
碰撞试验用于模拟元器件和设备在运输期间或安装在不同类型的车辆中时可能经受的重复性冲击的效应。碰撞试验时，样品固定在碰撞试验机上经受具有规定峰值加速度和持续时间的标准脉冲的重复冲击。
自由跌落试验则是用于评价由于粗率搬运而可能经受的跌落效应的简单试验，该实验也可用于验证强度等级。试验时，样品通常是按照规定的姿态从规定的高度跌落到规定的表面上两次。
冲击试验还有倾跌与翻倒、重复自由跌落、弹跳试验等...
PART 3 冲击试验设备
常见的冲击试验设备有冲击试验机、碰撞试验机、跌落试验机等。
冲击试验机
碰撞试验机
跌落试验机
冲击试验设备按照标准要求，对样品进行冲击测试。常见的冲击标准有GB/T 2423.5、GJB 150A、GJB 360、MIL-STD-810G、MIL-STD-202-213、IEC 68-2-27等。
PART 4 冲击测量系统
冲击试验的过程中，冲击测量系统是不可或缺的一部分。基于VENZO 640H高采样冲击测量仪的冲击测量系统可用于捕捉和分析瞬态加速度信号，比如跌落信号、碰撞信号或者冲击波。通过数据分析，可得到峰值加速度、脉冲宽度、速度变化量等基本信息，判断半正弦波、后峰锯齿波、梯形波或冲击响应谱是否符合相关标准的容差要求。同时，该冲击测量系统还可进行一系列的数据分析，如FFT分析、冲击响应谱分析、力变形分析、冲击响应分析、旋转冲击分析、滤波分析、频次计算等，可快速地帮助试验人员得到很多的试验有效信息。
该冲击测量系统的硬件连接十分便捷，冲击传感器安装于冲击设备的检测点上，冲击传感器的输出接入冲击测量仪的输入通道，冲击测量仪通过网线与计算机连接即可，安装示意图如下图所示。
PART 5 VENZO 640H高采样冲击测量仪
VENZO 640H高采样冲击测量仪是DTC较新一代的冲击信号采集与分析仪器，采样率可高达4MHz。不仅可以为用户提供对于跌落，冲击，碰撞环境的数据采集，也可以用于一些超高频的高速冲击数据和爆炸数据的采集。
其应用范围十分广泛，如：
√ 高加速度窄脉宽的冲击信号采集与分析
√ 经典冲击--判断冲击试验是否符合GJB、GB、ISO、IEC、MIL-STD等试验标准
√ 冲击响应谱--冲击响应谱试验机冲击波形的瞬态捕捉与分析
√ 瞬态捕捉----随机脉冲波形（如爆炸冲击波）的采集与分析
这里着重对第一条应用进行说明：
VENZO 640H高采样冲击测量仪可采集的脉冲宽度低至0.005ms，其高达4M采样率的配置为精确采集极窄脉宽的信号提供了有力的保障。
我们这里举例说明为什么采集极窄脉宽的信号需要较高的采样率？
先来看这样一组对比试验：
1.冲击测量仪设定7812.5Hz采样率，采集的半正弦信号脉宽为0.64ms，根据“采样点数==采样率*脉宽”，可知，采集波形脉宽内的采样点数为5，采集波形如下图所示。可以发现，采集的半正弦信号波形很不光滑，这正是脉宽内采样点数较少的缘故。
2.冲击测量仪的采样率增大1倍，设定为15625Hz，采集的半正弦信号脉宽为0.64ms，根据“采样点数==采样率*脉宽”，可知，采集波形脉宽内的采样点数为10，采集波形如下图所示。可以发现，采集的半正弦信号波形不是很光滑，但比上一个波形好了许多。
3.冲击测量仪的采样率再增大1倍至31250Hz，采集的半正弦信号脉宽为0.64ms，根据“采样点数=采样率*脉宽”，可知，采集波形脉宽内的采样点数为20，采集波形如下图所示。可以发现，采集的半正弦信号波形变得光滑。
从以上3组对比试验中，可以发现，冲击信号采集的过程中，脉宽内采样点数越多，采集信号的精度越高，采集的效果越好。
同样的道理，我们可以根据“采样点数==采样率*脉宽”，计算出，当冲击测量仪的采样率为4MHz时，采集0.005ms脉宽的信号，脉宽内采样点数刚好为20，采集的波形效果较好。若使用2MHz甚至更低的采样率，采样点数为10甚至更少，其采集的波形就会出现不平滑甚至失真的情形。
PART 6 VENZO 640H高采样冲击测量仪的特点
为了使用户更好地使用冲击测量系统，VENZO 640H高采样冲击测量仪软件中，还配置以下一些特色功能：
1.中英繁字体在线切换
VENZO 640H高采样冲击测量仪软件中，用户可在线切换软件语言，如中文简体、英文、繁体等，同时可生成相应语言的信号图形及试验报告等。
2.正式版与演示版在线切换
VENZO 640H高采样冲击测量仪软件中，用户可通过演示版对软件进行熟悉和学习。同时用户可使用演示版在试验现场外编辑试验条件，现场直接打开保存的试验文件，快速进行试验。
3.设备综合管理
VENZO 640H高采样冲击测量仪软件配备连接设备界面，方便仪器的综合管理。用户可扫描并显示出局域网内的仪器，可查看仪器的IP、授权状态、使用状态等。同时可通过闪灯功能可快速定位仪器位置。
4.试验结果汇总
VENZO 640H高采样冲击测量仪可对采集的波形进行汇总，以表格形式记录波形的加速度、脉宽、速度变化量等信息。同时每次的冲击试验都可通过试验回放的形式进行每帧数据回放，以便于用户处理和分析数据。
5.支持外部触发
VENZO 640H高采样冲击测量仪除了通道触发外，还支持外部触发，当外部触发通道满足一定幅值的直流电压时，即可触发采集信号。
6.采集信号脉宽基准定义多样
VENZO 640H高采样冲击测量仪中，脉冲宽度基准不仅可以脉冲峰值的百分比进行定义，同时可以设定量级进行定义。
