[发明专利]基于虚拟仪器技术的噪声和振动测量系统

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种噪声和振动测量系统，特别是可用于产生、测量和分析噪声和振动信号的一种基于虚拟仪器技术的噪声和振动测量系统。

二、背景技术

噪声和振动测量是噪声控制中进行科学研究、评价噪声污染选择控制措施等的重要依据。噪声和振动测量系统是噪声和振动测量中重要组成部分，广泛应用于噪声和振动实验研究以及噪声监测等场合。

现有的测试方法一般包括时域信号观察和频域分析。时域信号观察是指将噪声的波形显示出来，直观地观察信号的变化。频域分析一般包括对信号进行傅立叶分析和倍频程分析，傅立叶分析得到其频谱信息，即信号在某一频率点的幅度和相位值。倍频程或三分之一倍频程分析可以得到其在各个频段范围内的幅值和全频带的总值，根据需要对信号进行计权得到相应的计权值。

目前市场上的噪声和振动测量系统价格昂贵，体积大，不方便携带等。本发明提供了一种基于虚拟仪器技术的用计算机软件进行数据处理、功能全、成本低、体积小、重量轻、稳定性好的噪声和振动测量系统的实现方法。本发明可以同时产生激励信号和噪声和振动的实时监测，对信号进行时域分析、频谱分析、倍频程分析和测量传递函数等。

三、发明内容

本发明的目的是针对目前声学测试系统功能不集中、体积大、重量大、价格昂贵等缺点，提供一种新的噪声和振动测量系统，集成多种测试功能，综合多种分析方法，在保证功能强大的同时，具有体积小，重量轻，成本低，稳定性能好等优点。

为实现本发明目的，本发明提供了一种基于虚拟仪器技术的噪声和振动测量系统。

本发明方法是：有两种信号输入方式：即IEPE传感器输入和电信号输入，分别对应于用于实时分析声音信号和电信号；当采用IEPE信号输入方式时，首先将IEPE传感器(传声器或者加速度计)和数据采集模块的IEPE传感器输入端构成连续数据采集模块，两者通过BNC线连接起来，然后将连续数据采集模块通过USB线和计算机连接将传感器信号输入计算机；当采用电信号输入时，首先将电信号端和数据采集模块的电信号输入端构成连续数据采集模块，两者通过BNC线连接起来，然后将连续数据采集模块通过USB线和计算机连接将传感器信号输入计算机。一种输出模式：模拟电压信号输出，将数据采集模块的模拟电压输出端用BNC线连接到相应的输出设备。

分析过程是：

首先进行系统的参数设置，参数设置包括输入参数设置、输出参数设置和信号记录设置。输入参数设置主要包括输入信号类型选择，信号类型选“电信号输入”或者“IEPE传感器输入”，选择IEPE传感器时需要设置相应的传感器灵敏度，输入量程的选择，分析带宽和频谱线数的选择；输入参数设置主要包括是否输出信号，输出信号类型选择，包括纯音信号、白噪声、粉红噪声和自定义信号的选择以及相应参数的设置；信号记录设置是否进行信号记录，信号记录的位置和记录时间。系统的设置可以导出到一个配置文件，下次测量时可以导入配置文件。

设置完成再进行测量前选择是否需要对传感器进行校准，对传感器进行校准的方法是：将传感器连接到相应的校准器，选择传感器校准模块，在弹出的对话框点击开始进行校准，校准后的传感器灵敏度将在界面上显示出来。

测量时可以选择信号发生器、频谱分析模块、倍频程分析模块、传递函数测量模块和查看记录信号模块。信号发生器模块用来单独产生各类噪声信号；频谱分析模块对噪声进行频谱分析得到信号的频谱信息；倍频程分析模块对噪声进行倍频程分析；传递函数测量模块可以得到两个输入信号的传递函数和脉冲响应；查看记录信号模块用来查看测量时记录的信号，并可以导出为wav文件。

基于虚拟仪器技术的噪声和振动测量系统，包括带有模拟输入功能和模拟输出功能的数据采集模块，输入和输出通过BNC线相连，然后将数据采集模块通过USB线和计算机连接，用LabWindows/C编写的软件来控制输出信号的产生和输入信号的实时分析。所述数据采集模块有四个BNC输入接口，分别对应两个IEPE传感器输入接口、两个电信号输入接口，一个BNC输出接口，通过USB数据线与计算机相连。具有传输速率快、干扰信号小、体积小和重量轻等优点。

本发明的特点是：提供了一种基于虚拟仪器技术的噪声和振动测量系统，本发明采集系统具有极好的工作可靠性，集成了诸多分析功能，将仪器虚拟化，降低了成本，并且体积小，重量轻，功能强大且扩展空间大，稳定性好。

四、附图说明

图1整个测试流程图

图2噪声和振动测量系统硬件面板示意图

图3噪声和振动测量系统软件主界面