振動噪聲測試設(shè)備分享

szhzh

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首先說明,，本人水平非常有限,，只是自己整理的廠家的能力分享，中間錯誤肯定有,，也肯定不全，只是給大家參考一下。這個(gè)主要是測試設(shè)備廠家的能力介紹,，很多東西如果要用，還是結(jié)合需求,，好的可能很貴，有些需要選擇不是那么流行的可能價(jià)格很便宜，不過大廠的服務(wù)肯定好很多,。
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  z( O2 `6 ?0 x' L( J$ b4 H首先說數(shù)采，主要指標(biāo)有采樣率,，AD位數(shù),，現(xiàn)在好的是雙24位，B&K, Deweron, 東方所等,，還有動態(tài)范圍，SNR,，harmonic distortion,，cross talk，Gain 和 phase dismatch Interchannel,，還有一點(diǎn)就是是否支持200V的需要極化電壓麥克風(fēng),。B&K的數(shù)采很好，不過也很貴,，PAK的也是質(zhì)量好的一家,，性能也好,，NI也算主流吧,，主要是價(jià)格便宜,。 NI和Dewetron主要是采集器，不能算是 NVH專業(yè)的供應(yīng)商個(gè)人觀點(diǎn)。
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- {& ]& a% _  _. h: X( v' q7 n% u1 {動力學(xué)模態(tài)測試,，這個(gè)最好的首推西門子的LMS,，測試上有錘擊和激振器法,，激振器有random,，burst,，偽隨機(jī),， 周期隨機(jī)，掃頻和步進(jìn)正弦,，對應(yīng)的窗函數(shù)看資料把,，主要就是泄露和FRF是否要求準(zhǔn)確，信噪比等,。模態(tài)的算法主要有時(shí)域和頻域方法,，時(shí)域用到脈沖響應(yīng)函數(shù)，頻域是傳函,。LMS有最大似然估計(jì)和誤差迭代處理，這個(gè)比B&K和M+P的好,。而且階次模態(tài)也是LMS的,。國內(nèi)的東方所模態(tài)這方面也好。M+P的動力學(xué)也是挺好的,，而且非線性分析他們家好像是獨(dú)一份,。主流的復(fù)頻域最小二乘LMS，B&K,，M+P和東方所都有,。OROS的我不確定算法能力，Prosig的好像是ERA的方法,，這個(gè)方法已經(jīng)很早了,。還有一塊是工作模態(tài)分析，這個(gè)基本上也是LMS,，B&K,，M+P，工作模態(tài)是無法測量力,，沒有FRF,，所以還沒有特別好的學(xué)術(shù)認(rèn)可方法，屬于還有較多研究價(jià)值,。
聲學(xué)基本的聲功率,、聲強(qiáng)測試，這個(gè)幾家大的廠家都有，聲學(xué)材料測試方法主要是B&K,，這家設(shè)備做的最好,，LMS，PAK也比較全,。近場聲全息的方法包括空間傅里葉變化,， 邊界元，等效源,，統(tǒng)計(jì)最優(yōu)等,。近場全息B&K應(yīng)該是最好的，也是最全的,，統(tǒng)計(jì)最優(yōu)是B&K提出的,。個(gè)人認(rèn)為工程上，比較實(shí)用的近場就是等效源和統(tǒng)計(jì)最優(yōu),，空間傅里葉方法有逆變換,，雖然可以用L2正則化等方法控制誤差，但是高頻誤差還是大,，等效源可以通過控制源和邊界距離,，保證解的唯一性，統(tǒng)計(jì)最優(yōu)不需要麥克風(fēng)陣列包含測量面,，但是如果是點(diǎn)源,，不能保證數(shù)學(xué)上的解的唯一性，會帶來相近多聲源定位錯誤,，球源能解決這問題,，但是好像沒有商業(yè)化的。LMS采用的貝葉斯概率方法對于長時(shí)間瞬態(tài)情況應(yīng)該是最好的商業(yè)化方法,。遠(yuǎn)場主要是beamforming方法,，算法也很多，只要是子空間法就可以突破瑞利判據(jù)的限制,，Head采用的相干性濾波個(gè)人認(rèn)為是工程上商業(yè)化的這幾家最好的,，算是一種Clean SC貪婪算法的壓縮感知方法，當(dāng)然如果從技術(shù)角度上說,，在反卷積迭代中加入L2 正則化更好,，提高空間分辨率。B&K的方法和適用性是最多的,，LMS的其次,。如果做Turbine的好像只有B&K和LMS。其他家beam forming方法OROS和PAK有,，但是算法差距很大了,。在電聲方面,，只能從B&K和Head中選，別家不推薦,�,？紤]聲品質(zhì)和心里聲學(xué)，B&K和Head也是首推,，然后是LMS,。PAK和M+P也有一些。 Prosig的人體NVH是一個(gè)特色,，這個(gè)是他們獨(dú)有的,。人工頭,只推薦B&K和Head的。
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旋轉(zhuǎn)機(jī)械,，這個(gè)自己好久沒做過了,，B&K，LMS,，PAK,，M+P，OROS,，Prosig這幾家基礎(chǔ)模塊都有,。扭振和角度域分析，首推PAK,，然后B&K和LMS也可以,。Prosig 的旋轉(zhuǎn)機(jī)械也相對全。TAP傳遞路徑,，這個(gè)個(gè)人涉及的少，各家都不太一樣,。
9 T) Y# L) P2 ]) r, d2 X. N; k汽車測試,，這個(gè)LMS的最全，其次是B&K,，然后PAK,。虛擬NVH，這個(gè)好像就是B&K和LMS了,。
振動臺控制這塊,，Ｍ＋P最好，然后是LMS,。PAK的是液壓臺控制,。
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8 d( H. i- n% N; J振動噪聲測試這塊，個(gè)人認(rèn)為專業(yè)的廠家歐洲的最好,，美國的spectral　dynamic　算是好的,，國內(nèi)東方所不錯,，東華湊合吧�,？傮w來說,，從技術(shù)角度和全面性看，LMS和B&K可能是行業(yè)龍頭,，國內(nèi)汽車行業(yè)LMS的最多吧,，航空船舶等B&K好，而且水聲好像也只有B&K合適,。再下面是PAK,，然后HEAD。如果是聲學(xué)測試,，就選B&K和Head,。動力學(xué)，LMS和M＋P好,，然后B&K,。汽車上是LMS，B&K,，PAK,。如果做航天等非線性和振動控制，推薦M+P,，M+P的一個(gè)特色是聲疲勞控制,，還有溫控。PROSIG是英國南安普頓大學(xué)聲振所的,，這個(gè)所搞振動噪聲的應(yīng)該都知道,，其實(shí)力也挺強(qiáng)的，只不過國內(nèi)市場做的很差,，他們的基礎(chǔ)功能挺全的,。
技術(shù)服務(wù)上，個(gè)人覺得B&K的做的最好,，他們進(jìn)中國最早,，上世紀(jì)７、８０年代進(jìn)入,，LMS的人也比較多,，是９０年代進(jìn)中國的，然后是PAK,，本世紀(jì)０３年進(jìn)中國好像,，Head以前是郎德代理，２０１８年獨(dú)立的,，Ｍ＋Ｐ也是本世紀(jì)初設(shè)立辦事處的,。OROS雖然有自己的,，但是基本提供不了什么支持，個(gè)人在兩家公司工作過,，第一家我在的時(shí)候就是用的ＯＲＯＳ的,，那時(shí)候OROS功能很少，工作上遇到問題是結(jié)構(gòu)局部壞,，當(dāng)時(shí)OROS模態(tài)測不出來,，自己還開發(fā)的模態(tài)算法找的問題，而且聲波導(dǎo)場的測試也在OROS上開發(fā)了,，不過后來聽公司人說他們已經(jīng)拋棄了OROS了,，換了大廠的。這家公司我來的時(shí)候也是OROS,，OROS開始是東菱代理,，后來換大友，但是服務(wù)真的跟不上,，升級軟件把功能都弄丟了,，也就放棄他們，自己來說還是有感情,，特別是很多開發(fā)的算法,，現(xiàn)在也沒有商業(yè)化的。,。其他的,，日本的小野測試的國內(nèi)用戶應(yīng)該也挺多的，還有理音,，但是我沒有用過,，所以不說了�,！�PAK和M+P相當(dāng)于半開源,，很多算法支持�,！�個(gè)人用的最多的是B&K,，很早用過LMS和PAK,，工作后沒有用過PAK了,，，東方所的是我用的第一套采集設(shè)備,。NI的東西是要開發(fā)的,，相對便宜，基本上什么都能測試,，個(gè)人的多物理場測試用的NI的,，個(gè)人還開發(fā)了一些EMC電磁測試的,，對NVH來說，NI硬件勉強(qiáng)夠用,，如果電磁等,，就不如是德的專業(yè)了，不過用途多,，所以個(gè)人NI的用的也挺多的,。
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8 m4 |8 p& w6 B測試這東西，本質(zhì)上都差不多,，聲場也好,，電磁場也好，頻域基本都是波動方程,，然后加上邊界條件,，考慮格林函數(shù)，基本方法都是一樣的,，無論波導(dǎo)場還是近場,，遠(yuǎn)場。,。在后面都是數(shù)學(xué)上的方法了,，像奇異值分解，正則化壓縮感知,，貝塞爾函數(shù),，貝葉斯概率等。 那些大廠的東西如果懂了,，有時(shí)間也就那樣,，想要高精度的，很多東西自己去寫算法是最好的,，商業(yè)化的東西都是成熟的,，相對并不是最好的，但是公司要效率還是很有比較好的,，自己開發(fā)時(shí)間太長了,。
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數(shù)據(jù)采集器

模態(tài)測試

高級模態(tài)算法

工作模態(tài)

階次模態(tài)

聲學(xué)材料

聲功率、聲強(qiáng)

近場全息

遠(yuǎn)場識別

電聲

心里聲與聲品質(zhì)

Turbine聲

傳遞路徑分析

汽車測試

通過噪聲

虛擬汽車

旋轉(zhuǎn)機(jī)械

扭振角度域

振臺控制

麥克風(fēng)

加速度計(jì)

振動臺

聲學(xué)試驗(yàn)室

B&K

最好采集器

Idle 純模態(tài)

PolyLSCF PDT+

最全面

最全,，算法好

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SPC

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絕對優(yōu)勢

性能優(yōu)秀

LMS

可測純模態(tài)

PolyMAX++

瞬態(tài)算法好

Classic TPA

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PAK BBM

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液壓

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Head

ME SCOPE

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最好算法

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M+P

可測純模態(tài)

PolyLSCF PDT+

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TPA不確定算法能力

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6 w; r0 p( g) V

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OROS

算法不好

0 W( w  C8 Y, D1 y6 v- L# M# w6 y

算法不好

算法一般

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ATPA 不需拆 可數(shù)學(xué)解耦

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Prosig

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TPA不確定算法能力

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小野

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相當(dāng)于沒有

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里音

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東方所

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可測純模態(tài)

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算法有差距

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不確定算法

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德維創(chuàng)

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Kistler

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東華

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純模態(tài)可測

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聲科測

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愛華

落后很多

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兆華

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) A3 ]8 A) U* i3 f2 f! Y再說傳感器把,，主要是加速度計(jì)和麥克風(fēng)。加速度計(jì)現(xiàn)在用的最多的是壓電的,，也有電阻和可變電容,，還有用激光測位移的，像Polytech,。壓電主要是電荷和電壓,，用了壓電效應(yīng),，電路在傳感器上的就是電壓的。壓電傳感器主要看壓電材料,，然后是電路,，在是剪切設(shè)計(jì)方式，剪切設(shè)計(jì)有平面剪,，三角剪切,，圓環(huán)剪切，圓錐剪切等,，具體優(yōu)缺點(diǎn)看資料吧,。如果是快速溫變還要瞬態(tài)采集要求高，個(gè)人還是推薦電荷型的,，雖然好多大廠宣稱自家的電壓也一樣,，但是個(gè)人用下來沒有一個(gè)能保證和電荷一樣的性能，電路還是有影響,。加速度計(jì)Kistler的很好,，PCB的種類很多，B&K的質(zhì)量也很贊,。如果看壓電材料,，Kistler 和 PCB有非常好的。DJB剛進(jìn)中國,，性能可以,，相對便宜一點(diǎn)。使用中,，就是要主要低頻和高頻的范圍,，還有溫度等。
9 G& n: b( X0 F1 b& F* _" H麥克風(fēng),，主要是電容的,。分預(yù)極化和非預(yù)極化的，非預(yù)極化的需要200V供電,，如果是高溫或者高精度測量,，個(gè)人推薦非預(yù)極化的，特別是相位精度,，或者低頻高頻等,。還有一種分法是自由場，壓力場,，無規(guī)則方向麥克風(fēng),，這個(gè)主要是高頻影響大,，但是如果只用傳函等,，其實(shí)可以不考慮,。麥克風(fēng)的薄膜，背板,，泄壓口等都對測試有影響,，泄壓口對低頻影響很大。麥克風(fēng)首推B&K的,，如果玩笑話,，分類麥克風(fēng)，就是B&K和其它家的,，特別是使用了幾年以后,，還要保證本底噪音。然后GRAS,，再PCB,，其次MTG。當(dāng)然,，這個(gè)價(jià)格也是考慮因素,，還有就是這幾家還是有自己特色的一些的。
, K# q4 E1 W% f% y/ z自己用的麥克風(fēng)最多的是B&K,，然后GRAS,，也用過PCB的和其它一些。加速度計(jì)用過B&K,，PCB,，Kister，東方所的等,。

B&K

GRAS

PCB

MTG（MK2）

Endevco(PCB收購 )

Kistler

DJB

MMF

DYTRAN

ACO Pacific

聲望

小野

理音

東方所

聲科測

愛華

兆華電子

麥克風(fēng)

1

2

3

4

5 U# |* `  {$ _9 K' U; K; W5 F

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加速度計(jì)

2

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種類最多

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電阻,，可變電容

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- {3 k8 o' t" P, [7 w/ J* O自己的經(jīng)驗(yàn)分享，肯定很多不足,，只是一個(gè)借鑒,。

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曉昀

樓主能不能從宏觀上先概述下，振動測試設(shè)備,？比如,，設(shè)備包括哪些單元？這些單元分別是什么,？主要功能是什么,？如何做測試等？振動噪聲測試專業(yè)性太強(qiáng)，有時(shí)看完了,，腦子里還是對測試設(shè)備沒概念,。

szhzh

曉昀 發(fā)表于 2020-1-23 23:47
  G" J$ s* M" S: B( R* i樓主能不能從宏觀上先概述下，振動測試設(shè)備,？比如,，設(shè)備包括哪些單元？這些單元分別是什么,？主要功能是什么 ...

1 J; Y; H% n" O, J# Q) ]個(gè)人觀點(diǎn),，包括傳感器，數(shù)據(jù)采集器,，和處理軟件,。傳感器是將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，如壓電加速度計(jì),，利用壓電效應(yīng),，將加速度轉(zhuǎn)化為電荷，經(jīng)電路轉(zhuǎn)化為電壓,。然后是數(shù)采,，就是把電壓信號采集進(jìn)行分析，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,，濾波等,，如sigma delta，就是一種模數(shù)轉(zhuǎn)換方法,，還有24位,，就是2的24次方分電壓。為了防止混疊,，還要濾波,，低通，振動噪聲的濾波器很簡單,，一般是巴特沃夫,，切比雪夫，或貝塞爾,，各家有差別,。因?yàn)閕epe傳感器是直流偏置，所以還要濾掉低頻,，這個(gè)模擬數(shù)字的都有,。然后是把數(shù)采得到的數(shù)據(jù)處理，這個(gè)是技術(shù)含量比較高的,，不過主要是專業(yè)加數(shù)學(xué)上的東西了,。像模態(tài),，聲源識別，傳遞路徑分析,，都是軟件上的,，這也是各家的主要差異。
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專業(yè)

szhzh

文中有處寫錯了,，更正下，激光測振是用多譜勒效應(yīng)測速度的,。實(shí)際機(jī)械工程中,，激光用的少，現(xiàn)在傳感器很輕,，對結(jié)構(gòu)動力學(xué)的影響可忽略,。激光用于大的物體不好布傳感器，薄壁件,，還有就是非常低的頻率或很高頻,。

遠(yuǎn)祥

這個(gè)振動是否有按國家標(biāo)準(zhǔn)，具體什么技術(shù)參數(shù),，有沒有隨機(jī)振動實(shí)驗(yàn),？？

szhzh

遠(yuǎn)祥 發(fā)表于 2020-1-31 15:26
* r8 u7 y; C2 \- G) `( M9 j9 {這個(gè)振動是否有按國家標(biāo)準(zhǔn),，具體什么技術(shù)參數(shù),，有沒有隨機(jī)振動實(shí)驗(yàn)？,？

隨機(jī)振動的國標(biāo)挺多的,，我介紹的是振動噪聲的數(shù)采。隨機(jī)振動一般是耐久驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),，如果是實(shí)驗(yàn)室做,，一般用液壓振動臺和電磁臺，主要是頻率,，液壓臺常規(guī)是50hz以下,，也有到200hz的。電磁臺一般是到2000hz,，電磁臺包括振動臺,，功放，控制器三塊,，前面介紹的lms和m+p的可以做電磁臺控制,，pak可以液壓。電磁振臺,，好的歐洲lds,，被bk收購,，控制器現(xiàn)在是laser（lds收購晶鉆的），后面會換m+p,。m+p也有振臺,。美國dp迪飛也挺好的。國內(nèi)主要有蘇式,，東菱,，航天希爾，三者同源,，還有憶恒,。還有些日本品牌�,？刂破髅绹鴙r的業(yè)內(nèi)也較好,。
隨機(jī)振動一般是高斯隨機(jī)，也有控制器用的是廣義二階平穩(wěn)隨機(jī),，不過對耐久驗(yàn)證結(jié)果一樣,。
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szhzh

遠(yuǎn)祥 發(fā)表于 2020-1-31 15:26
( e) n; j2 Y9 L9 A7 N這個(gè)振動是否有按國家標(biāo)準(zhǔn)，具體什么技術(shù)參數(shù),，有沒有隨機(jī)振動實(shí)驗(yàn),？？

# ^* T4 d8 \0 K- ^) o6 Q電磁臺主要是推力,，然后控制器國內(nèi)外差距最大,，臺體本身也是一分錢一分貨。國內(nèi)幾家的確便宜,，大推力單臺也是國內(nèi)的,。隨機(jī)振臺現(xiàn)在好多第三方可做，三綜合價(jià)格也不是很貴,。

gaolei521

樓主,，您好！您的貼子我很感興趣,，我是做相同研究方向的某高校教授,，有些問題想與你探討，閣下能在百忙之中抽出時(shí)間,，屈尊與我一起探討一下嘛,！郵箱地址[email protected]
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