動態信號分析儀（Dynamic Signal Analyzer，DSA）是集信號采集、處理與分析功能于一體的現代化測試儀器，廣泛應用于機械振動、聲學測量、旋轉機械監控及控制系統評估等領域。其核心價值在于將時域信號轉化為頻域信息，通過快速傅里葉變換（FFT）技術實現信號的頻譜分析、模態識別及故障診斷。
其儀器主要由信號調理、高分辨采集、數字信號處理及控制顯示模塊構成。信號調理模塊通過抗混疊低通濾波器和增益控制優化輸入信號；數字信號處理模塊基于FFT算法實現功率譜、階次譜、頻響函數及相干性分析。例如，在汽車發動機振動分析中，可通過階次跟蹤功能識別非穩態轉速下的故障特征頻率；在聲學測試中，倍頻程分析可量化噪聲頻段的能量分布。
一、測試前準備
明確測試目標
確定測試目的：如頻譜分析、模態測試、階次分析、傳遞函數測量、長期監測等。
確定待測信號類型：振動（加速度/速度/位移）、聲壓、力、應變、轉速等。
準備測試設備
動態信號分析儀主機（及配套軟件）。
傳感器：根據信號類型選擇合適的傳感器（如壓電加速度計、麥克風、力傳感器、轉速傳感器）。
傳感器線纜：確保長度合適、屏蔽良好。
電源：確保分析儀和傳感器（如IEPE傳感器）供電正常。
安裝工具：磁座、螺釘、蜂蠟、膠水等（用于固定傳感器）。
輔助設備：激勵設備（如力錘、激振器，用于模態測試）、校準器（如振動校準器）。
檢查與校準
檢查所有設備外觀是否完好，線纜有無破損。
使用校準器對傳感器進行現場校準，確保測量精度。
檢查分析儀電池電量或電源連接。
二、硬件連接
安裝傳感器
根據測試點位置和要求，用合適方式（磁吸、螺釘固定、蜂蠟粘接等）將傳感器牢固安裝在被測物體上。
確保安裝面平整、清潔，接觸良好。
對于多點測試，規劃好傳感器布局。
連接線纜
將傳感器線纜連接到動態信號分析儀的輸入通道。
注意通道對應關系：記錄每個傳感器連接的通道編號（如Ch1,Ch2...）。
對于IEPE傳感器：確保分析儀通道設置為IEPE模式，并開啟恒流源供電（通常2-4mA）。
對于電荷傳感器：需連接電荷放大器，再將放大器輸出接入分析儀電壓輸入。
連接轉速傳感器（如光電/磁電式）到專用轉速輸入通道或模擬輸入通道。
系統接地
確保分析儀和被測設備良好接地，減少電磁干擾。
三、軟件設置與配置
啟動軟件
打開動態信號分析儀主機和計算機，啟動配套分析軟件（如LMS Test.Lab,Dewesoft,Siemens Testlab,或廠商專用軟件）。
創建新項目/任務
在軟件中新建一個測試項目，命名并保存。
配置通道參數
通道設置：為每個輸入通道配置以下參數：
傳感器類型：選擇加速度計、麥克風等。
靈敏度：輸入傳感器的靈敏度值（如10 mV/g,50 mV/Pa），軟件將自動將電壓信號轉換為工程單位（如m/s²,Pa）。
單位：設置測量單位（g,m/s²,mm/s,Pa等）。
輸入模式：選擇電壓、IEPE、電荷等。
量程（Range）：根據預期信號大小選擇合適的量程，避免削波或分辨率不足。
高通/低通濾波：設置抗混疊濾波器和必要濾波。
轉速通道：配置轉速信號的類型（脈沖、正弦）和每轉脈沖數。
設置分析參數
采樣率（Sample Rate）：根據奈奎斯特采樣定理，通常設置為最高關注頻率的2.56倍以上。
分析頻率范圍（Frequency Range）：設定FFT分析的上限頻率。
譜線數（Line）或分辨率：如400-line,1600-line。譜線數越多，頻率分辨率越高。
窗函數（Window）：根據信號特性選擇（如漢寧窗用于普通振動，平頂窗用于幅值測量，矩形窗用于瞬態信號）。
平均方式：選擇線性平均、指數平均或峰值保持，以改善信噪比。
平均次數：設置信號平均的次數。
設置觸發與采集模式
觸發源：選擇自由運行、模擬觸發、數字觸發或外部觸發。
采集模式：連續采集、瞬態采集、同步采集等。
記錄時長：設置單次采集的時間長度或總記錄時間。
四、預測試與信號檢查
實時監測
開啟實時數據顯示（時域波形、頻譜圖）。
讓被測設備在正常工況下運行。
檢查信號質量
觀察各通道信號是否正常：有無信號、是否超量程（削波）、噪聲水平是否過高。
檢查轉速信號是否穩定。
根據觀察結果，調整傳感器位置、量程或分析參數。
五、正式數據采集
啟動采集
確認所有設置無誤后，點擊軟件中的“開始采集”或“運行”按鈕。
確保被測設備處于目標工況（如特定轉速、負載）。
監控采集過程
實時觀察信號和分析結果。
留意有無異常振動或噪聲。
停止采集
達到預定采集時間或完成測試后，點擊“停止”按鈕。
保存當前數據塊。
六、數據分析
查看結果
時域圖：觀察信號波形、峰值、RMS值。
頻譜圖（FFT）：識別主要頻率成分、諧波、邊帶等。
階次譜（如使用轉速）：分析與轉速相關的振動成分。
瀑布圖/坎貝爾圖：觀察頻率隨轉速變化的軌跡，用于旋轉機械故障診斷。
相干函數：判斷輸入（激勵）與輸出（響應）之間的線性關系。
傳遞函數/頻響函數（FRF）：用于模態分析。
執行特定分析
根據測試目標，進行模態參數識別、包絡分析、階次跟蹤、統計分析等。
數據導出
將關鍵數據或圖表導出為圖像（PNG,JPG）或數據文件（CSV,TXT,UNV）。
七、測試后操作
關閉系統
停止軟件采集，關閉分析軟件。
關閉動態信號分析儀主機電源。
拆除設備
小心拆下傳感器和線纜。
清潔傳感器和安裝面，妥善存放。
數據整理與報告
整理測試數據，撰寫測試報告，包含測試條件、設置參數、分析結果和結論。
儀器維護
清潔儀器表面，檢查線纜，定期進行系統校準。
更新時間：2025-10-25 
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