TST5919(16通道)高速動態信號測試分析系統
一、概述
TST5919(16通道)動態信號測試分析系統采用USB高速數據傳輸接口；多通道并行同步采集，128通道100kHz并行同步采樣，實時傳輸，實時顯示，實時存儲。瞬態采樣頻率最高10MHz，每通道10M采樣點；每通道獨立24位并行A/D轉換器，以及每通道獨立的高性能浮點DSP，構成實時模擬濾波數字濾波的高性能抗混濾波器。采用德國進口ODU接插件，更好的保證了小信號的可靠傳輸。同時有手動觸發、外觸發、信號觸發三種觸發方式；采用DDS高精度頻率合成技術，保證了所有通道并行同步采集；采用Q-FAN智能溫度控制系統，最大程度上減少了溫度對測量結果的影響。
二、應用范圍
■ 根據測量方案，可完成全橋、半橋、1／4橋（三線制）狀態的應力應變的測試和分析；
■ 配合橋式傳感器，實現各種物理量的測試和分析；
■ 配合IEPE（ICP）壓電式傳感器，實現振動加速度、振動速度、振動位移（模擬二次積分可選）的測試和分析；
■ 配合壓電式傳感器，實現振動加速度、振動速度、振動位移（模擬二次積分可選）及壓力、自由場的測試和分析；
■ 電壓輸入，與熱電偶、電渦流傳感器、磁電式速度傳感器及各種變送器配合，對多種物理量進行測試和分析；
■ 各種熱電阻（如鉑電阻、銅電阻等）溫度傳感器和熱電阻適調器配合，對溫度進行測試和分析；
■ 和恒流供橋應變調理器配合，滿足激勵要求為恒流源的橋式傳感器輸出信號測試和分析的要求，在大應變量測試時，利用雙恒流源激勵，可保證測試的線性度。
三、系統框圖
計算機利用USB數據線連控制器，由控制器連接其他臺儀器。最高可達128通道100kHz并行同步采樣。
四、技術指標
|
儀器接口 |
USB |
|
|
擴展方式 |
串行總線 |
|
|
同步方式 |
同步時鐘發生器 |
|
|
瞬態緩存 |
10M采樣點/通道 |
|
|
連 續 采 樣 頻 率 |
采 樣 頻 率 取 整 |
8通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz) 16通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz) 32通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz) 64通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz) 128通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz) 256通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、50k(Hz) |
|
分 析 頻 率 取 整 |
8通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz) 16通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz) 32通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz) 64通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz) 128通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k (Hz) 256通道同時工作時, 每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、20k(Hz) |
|
|
瞬態 采樣 頻率 |
采樣頻率取整 |
512通道同時工作時,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k、200k、500k、1M、10M(Hz)分檔切換 |
|
|
分析頻率取整 |
512通道同時工作時，每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k、200k、500k、5M(Hz)分檔切換 |
||
|
滿度值 |
±20mV、±50mV、±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2V、±5V、±10V、±20V |
||
|
線性度 |
滿度的0.05％ |
||
|
失真度 |
不大于0.5％ |
||
|
系統準確度 |
小于0.5％(F.S)(預熱半小時后測量) |
||
|
系統穩定度 |
小于0.05％(F.S)(預熱半小時后測量) |
||
|
最大分析頻寬 |
DC～50kHz |
||
|
濾 波 器 |
模擬低通濾波器 |
截止頻率為10、30、100 、300、1k、3k、10k 、PASS(Hz)八檔分檔切換 阻帶衰減約-24 dB/oct 平坦度(2/3截止頻率內)＜0.1dB |
|
|
DSP數字濾波器 |
截止頻率為采樣速率的1/2.56倍，設置采樣速率時同時設定 阻帶衰減約-150dB/oct 平坦度(分析頻率范圍內)＜0.05dB |
||
|
白噪聲 |
不大于5μVrms(輸入端短路, 在最大增益和最大帶寬時折算至輸入端) |
||
|
共模抑（CMR） |
不小于100dB |
||
|
共模電壓(DC或AC峰值) |
小于±10V、DC～60Hz |
||
|
時間漂移 |
小于3μV/小時（輸入端短路，預熱1小時，恒溫，在最大增益時，折算至輸入端） |
||
|
溫度漂移 |
小于1μV/℃（在允許的工作溫度范圍內，輸入端短路，在最大增益時，折算至輸入端） |
||
|
過載指示 |
當輸入信號大于量程滿度值時，所對應通道紅燈亮 |
||
|
欠載指示 |
當輸入信號小于滿度值的0.5%，所對應通道綠燈亮 |
||
|
A／D分辨率 |
24位 |
||
|
輸入阻抗 |
10MΩ或40PF |
||
|
輸入方式 |
AC、DC、ICP、GND |
||
|
輸入保護 |
當滿度值不大于10V時，輸入信號大于±15V(直流或交流峰值)時,輸入全保護 當滿度值為20V時，輸入信號大于±30V(直流或交流峰值)時,輸入全保護 |
||
|
觸發方式 |
手動觸發、外觸發、信號觸發 |
||
|
信號觸發電位 |
滿度的10%-90%、OFF檔任意設定 |
||
|
電源 |
AC 220V（±10%）50Hz（±2%）、DC 12V（9-18V），功率約100W |
||
|
電磁兼容試驗 |
符合A類指標 |
||
|
使用環境 |
適用于GB6587.1-86-Ⅱ組條件 |
||
|
外型尺寸 |
|
||
|
儀器自重 |
16通道約 |
||
|
TST3810應變適調器 |
|||||||
|
|
適用電阻應變片阻值 |
50Ω～10000Ω |
|||||
|
供橋電壓 |
供橋電壓按2V、5V、10V和24V分檔切換 |
||||||
|
供橋電壓精度 |
0.1％ |
||||||
|
供橋電壓穩定度 |
小于0.05％ |
||||||
|
供橋電壓最大輸出電流 |
50mA |
||||||
|
外形尺寸 |
|
||||||
|
使用環境 |
符合GB6587.1-86III組條件的環境 |
||||||
|
電磁兼容試驗符合A類指標 |
|||||||
|
TST5855電荷適調器 |
|||||||
|
|
最大輸入電荷量 |
105pC |
|||||
|
輸入電阻 |
大于1011Ω |
||||||
|
放大器輸出靈敏度 |
0.1、10(mV/pC) 兩檔分檔切換 |
||||||
|
準確度 |
小于1％(額定工作條件下，由7VRMS160Hz正弦信號測量) |
||||||
|
噪聲 |
小于5×10-3 pC |
||||||
|
最大帶寬 |
0.3Hz～100kHz(+0.5dB～-3dB) |
||||||
|
失真度 |
小于0.5％(頻率小于30kHz) |
||||||
|
輸出特性 |
輸出電壓 |
7Vrms |
|||||
|
輸出電流 |
5mA |
||||||
|
輸出電阻 |
小于1Ω |
||||||
|
穩定性裕度 |
小于10nF |
||||||
|
|
雙積分硬件網絡(選件) |
一次積分 |
1Hz～1kHz和10Hz～10kHz訂購時用戶任選 |
|
|
二次積分 |
1Hz～100Hz和10Hz～1kHz訂購時用戶任選 |
|||
|
外形尺寸 |
|
|||
|
使用環境 |
符合GB6587.1-86III組條件的環境 |
|||
|
電磁兼容試驗符合A類指標 |
||||
|
TST3811 4～20mA適調器: |
||||
|
|
適用于兩線制或三線制4～20mA傳感器 |
|||
|
供橋電壓 |
供橋電壓按2V、5V、10V和24V分檔切換 |
|||
|
外形尺寸 |
|
|||
|
使用環境 |
符合GB6587.1-86III組條件的環境 |
|||
|
電磁兼容試驗符合A類指標 |
||||
|
TST3812 恒流供橋應變適調器: |
||||
|
|
適用范圍 |
適用于激勵要求為恒流源的橋式傳感器輸出信號的適調 |
||
|
適用于為了保證線性度,采用雙恒流源激勵,大應變量測試時,輸出信號的適調 |
||||
|
供橋電流 |
供橋恒流源按1mA、2mA、5mA和10mA分檔切換 |
|||
|
供橋恒流源精度 |
0.1％ |
|||
|
供橋恒流源穩定度 |
小于0.05％ |
|||
|
外形尺寸 |
|
|||
|
使用環境 |
符合GB6587.1-86III組條件的環境 |
|||
|
電磁兼容試驗符合A類指標 |
||||
|
TST5920-2任意波形發生器（選件） |
||
|
|
輸出通道數 |
兩個獨立的輸出通道 |
|
|
最大輸出電壓 |
±10V |
|
最大輸出電流 |
5mA |
|
|
輸出頻率范圍 |
10kHz |
|
|
A／D分辨率 |
16位 |
|
|
頻率分辨率 |
0.01Hz |
|
|
幅值精度 |
1%（2kHz信號范圍內） |
|
|
信號類型 |
正弦、正弦掃頻、隨機、偽隨機、猝發隨機、快速掃頻、半正弦、脈沖、磁盤文件,并能將所采集的數據進行回放輸出 |
|
|
外形尺寸 |
|
|
|
使用環境 |
符合GB6587.1-86III組條件的環境 |
|
|
電磁兼容試驗符合A類指標 |
||
|
TST5920-3轉速測量模塊（選件） |
||
|
|
測量通道數 |
兩個通道 |
|
測量范圍 |
20～300000轉/分 |
|
|
測量精度 |
小于0.05%±1轉 |
|
|
每轉脈沖數 |
1～512個 |
|
|
轉軸比 |
0.01～100 |
|
|
脈沖寬度 |
≥10μS |
|
|
輸入信號范圍 |
TTL、COMS脈沖序列 |
|
五、系統特點
■ 采用標準便攜式進口機箱，全屏蔽機箱結構，有效的提高了現場抗干擾能力；
■ 每通道獨立24位A/D轉 換器，確保數字信號更高的量化精度；
■ 每通道獨立的高性能浮點DSP，構成實時模擬濾波+數字濾波的高性能抗混濾波器。
■ 采用DDS高精度頻率合成技術，保證了所有通道并行同步采集；
■ 采用DMA數據傳輸技術，保證了數據的實時傳輸、實時顯示、實時分析、實時存盤；
■ 采用Q-
FAN智能溫度控制系統，最大程度上減少了溫度對測量結果的影響；
■ 可設置三種橋路( 1/4橋（三線制）、半橋、全橋)進行應變(應力)測量；
■ 所有動態系統擴展功能強大，可方便構成超大規模動態信號測試系統；
■ 可定制多通道轉速測量模塊，方便用戶對旋轉機械運行狀態進行監控以及故障診斷；
■ 開放的軟件接口程序，配套軟件可直接讀取文本等格式數據進行處理和分析，采集得到的數據可存儲為各類通用數據格式,提供LabVIEW、VC、VB、CVI等開發平臺的接口程序，方便用戶二次開發。
六、軟件功能
■ TSTDAS控制與基本分析軟件是自主開發，包括底部驅動程序，通訊協議等與儀器配套使用的控制軟件，自動識別系統配置，程控設置儀器的量程、濾波及采樣參數，完成信號的實時采集分析處理，實現虛擬儀器的功能和“一鍵設定”式操作。將復雜測試過程中獲取的大量數據進行保存，并自動生成測試報告，提供打印功能方便存檔。強大的實時性，豐富的分析、處理方法及完善的在線幫助；多種數據格式轉換輸出，方便其他軟件對采集到的數據進行調用分析，多種數據格式的轉換輸入，方便調用分析其它格式的數據。
■ 軟件控制部分: 提供了數據管理，實時采集及統計數據顯示和后處理功能。不同的試驗可預先設置不同的采樣參數、通道控制參數。數據預處理包含低頻重采樣、經典濾波、去直流、去趨勢、曲線擬合、平滑、數據的截取、刪除、另存、時域或頻域的積分與微分、數字濾波器、虛擬通道計算等功能。靈活的在線光標，能快速定位到需要的數據，對多個通道進行觀測和比較；實時采樣的光標跟蹤，能及時準確的觀察最新的數據變化。
■ 軟件分析部分：提供了時差域、幅值域、頻率域的各種分析功能。通過時差域的相關分析可了解預測信號的趨勢，識別振動的傳播途徑，判斷損傷的位置等工作。通過幅值域的概率密度函數和累積密度函數可查看信號的分布特性，判斷被測系統的線性程度，發現信號的缺陷。通過頻率域的分析，可觀察各種信號的不同譜圖，分析信號的頻率組成；通過頻響函數和相干函數來判斷結構動態參數識別的精度，進行動剛度分析等處理；通過倒譜分析實現去回波等問題的分析判斷。
七、產品應用
系統可對應變應力、荷重、速度、加速度、位移、扭矩等物理量進行精確測量和分析，通過使用各種適調器，可以配套使用所有電壓、電阻、電荷輸出型傳感器；廣泛應用于航空航天、橋梁建筑、工礦企業、高等院校研究設計、國防軍事等領域。
