在产品的振动测试过程中,除了安装用于控制的传感器以外,有些时候也需要在产品的敏感位置安装监测传感器,以保证产品不“过试验”或者“欠试验”。如常见的下凹控制,就是通过对监测通道的某些频段进行量级的限制,以防止出现过试验的情形。
为了更好地满足用户的试验需求,VENZO 800系列振动控制软件中,配备了强大的通道限制功能,可以对输入通道进行低凹槽限制(防止欠试验)、高凹槽限制(防止过试验)、过程中断(时域信号实时监控)。
我们以VENZO 880振动控制软件为例,给大家说明一下输入通道限制的使用,以更好地保证振动试验的安全性和准确度。
PART 1 限制介绍
以正弦模块为例,在“通道编辑”界面,点击“限制”打开“限制”选项页,如上图所示。
输入通道的限制分为“低凹槽”、“高凹槽”、“过程中断”三种类型。
● “低凹槽”:默认“禁止”,也可选“限制值”、“限制谱”、“中断值”、“中断谱”。
限制值:如输入2设置3g,表示如果输入2的加速度小于3g,则会增加驱动电压,使得输入2的加速度达到3g;如果输入2的加速度大于等于3g,则继续监测。
限制谱:如设置100-200Hz 5g,表示如果输入3的加速度在100-200Hz小于5g,则会增加驱动电压,使得输入3的加速度达到5g;如果输入3的加速度大于等于5g,则继续监测。
中断值:如输入4设置2g,表示如果输入4的加速度小于2g,则会试验中断;如果输入4的加速度大于等于2g,则继续监测。
中断谱:如设置200-500Hz 5g,表示如果输入5的加速度在200-500Hz小于5g,则会试验中断;如果大于等于5g,则继续监测。
● “高凹槽”:默认“禁止”,也可选“限制值”、“限制谱”、“中断值”、“中断谱”。
限制值:如输入2设置5g,表示如果输入2的加速度大于5g,则会减小驱动电压,使得输入2的加速度降到5g;如果输入2的加速度小于等于5g,则继续监测。
限制谱:如设置100-200Hz 3g,表示如果输入3的加速度在100-200Hz大于3g,则会减小驱动电压,使得输入3的加速度降到3g;如果输入3的加速度小于等于5g,则继续监测。
中断值:如输入4设置6g,表示如果输入4的加速度大于6g,则会试验中断;如果输入4的加速度小于等于6g,则继续监测。
中断谱:如设置200-500Hz 5g,表示如果输入5的加速度在200-500Hz 大于5g,则会试验中断;如果小于等于5g,则继续监测。
● “过程中断”:可勾选“高中断”、“低中断”,并设置相应的中断值。通过“过程中断”,可以对输入通道实时的时域信号进行中断限制,当时域信号超出高低中断的范围,试验会自动中断。
PART 2 凹槽限制谱
● 高凹槽控制(下凹控制)
在产品的振动测试中,尤其是结构复杂、体积较大的试验件测试时,一般除了在工装与产品接触面的附近安装传感器控制目标谱外,还经常会在产品上安装传感器监测主结构或危险部位的加速度或应变等,使其不超过预先设定的限制值,以此限制通过夹具传递给产品的过试验输入,达到凹槽控制的目的。
其基本原理是:将控制点和监测点传感器的输出信号接入控制器的控制通道和测量通道。在控制点设置正弦或随机等试验条件,在测量点设置凹槽谱。试验中,当监测点响应未达到限制值时,控制点输入按默认参考谱运行。结构共振时,当监测点的响应达到或超过凹槽谱的限制值时,监测点将以凹槽谱作为试验条件运行,并控制监测点响应不超过限制值。共振过后,监测点响应下降,控制点继续按参考谱运行。由于共振频率附近要限制监测点的响应,所以此频段的控制通道曲线会呈现“凹”状,所以也常称为下凹控制,如图所示。
如某航天器进行正弦扫描测试,一个控制点,一个监测点。监测点在60-82Hz共振段设置5g限幅。正弦扫描试验条件为:
参考谱设置如图所示:
通道编辑如图所示:
在60-82Hz频率段,由于产品监测点发生共振,故而驱动电压下降以保证不发生“过试验”,控制曲线会呈现“凹”字形状,试验控制波形如图所示:
上述试验采用的下凹控制方法是基于响应点的限幅控制,此外我们也可以直接在控制点设置凹槽谱。通过对航天器的耦合分析和3dB共振带宽测量确定凹槽谱的谷深和谷宽即可。
● 低凹槽控制
和下凹控制相反,低凹槽谱频段内,监测点的响应需大于或等于低凹槽谱,以保证产品在凹槽频段没有“欠试验”。
如某产品进行随机测试,1个控制点,1个监测点,根据结构特性分析,需在298-352Hz间设置0.02g2/Hz 的低凹槽谱,试验时间1小时。试验条件如下:
参考谱设置如图所示:
凹槽谱设置如图所示:
试验控制波形如图所示:
PART 3 过程中断
各试验模块中,“限制”界面“低凹槽”和“高凹槽”中的“中断值”和“中断谱”是对试验过程中的统计信号(幅值、有效值、峰值绝对值)进行中断设置。
而“过程中断”则是对输入通道实时的时域信号进行中断限制,当时域信号超出高低中断的范围,试验中断。这种方式相对而言,更具时效性。
如某正弦试验过程中,输入通道3需监测加压装置的压力值,加载压力为1Mpa,上下浮动不得超过0.1Mpa,超出浮动范围则试验中断。
过程中断设置如图所示。
试验控制过程中,可实时监测压力值: