振動(dòng)噪聲測試設(shè)備分享

szhzh

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' ]+ x6 k1 @, Z3 r4 B) B* U6 `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(cuò)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。

6 E+ L; k4 m. W; [# u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(dòng)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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1 |. x% [8 R4 X) Q9 V動(dòng)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(duì)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(dòng)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(huì)帶來相近多聲源定位錯(cuò)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(duì)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。考慮聲品質(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。

) l$ j( _% i/ Q: r. U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(duì)全。TAP傳遞路徑，這個(gè)個(gè)人涉及的少，各家都不太一樣。
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。
( H. J/ p. ~. {, T振動(dòng)臺(tái)控制這塊，Ｍ＋P最好，然后是LMS。PAK的是液壓臺(tái)控制。

振動(dòng)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(cuò)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jí)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?！AK和M+P相當(dāng)于半開源，很多算法支持?！€(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(duì)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(duì)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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, ~( R. r6 U+ z7 j& V% a7 y7 N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(dòng)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(duì)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(jí)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(shí)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(tái)控制

麥克風(fēng)

加速度計(jì)

振動(dòng)臺(tái)

聲學(xué)試驗(yàn)室

B&K

最好采集器

Idle 純模態(tài)

PolyLSCF PDT+

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最全面

最全，算法好

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SPC

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絕對(duì)優(yōu)勢

性能優(yōu)秀

LMS

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可測純模態(tài)

PolyMAX++

瞬態(tài)算法好

Classic TPA

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PAK BBM

ME SCOPE

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液壓

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ME SCOPE

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最好算法

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算法不好

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晶鉆

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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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號(hào)稱可測

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東方所

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可測純模態(tài)

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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

純模態(tài)可測

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聲科測

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愛華

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兆華

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7 ?9 a( l* m% _9 g4 k  v% R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(duì)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。
: A# D4 Q0 D  O& p$ P: ]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(duì)測試有影響，泄壓口對(duì)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。
" Y9 J- i& W" y3 O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。
  t1 H! r# J' ]; t! n$ M. n% y5 e

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

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加速度計(jì)

2

0 X3 N7 z/ E% ^! O) F3 C

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電阻，可變電容

1 精度高

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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(dòng)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(dòng)噪聲測試專業(yè)性太強(qiáng)，有時(shí)看完了，腦子里還是對(duì)測試設(shè)備沒概念。

szhzh

曉昀 發(fā)表于 2020-1-23 23:47
$ \) G8 v) k8 h6 t5 V; ^樓主能不能從宏觀上先概述下，振動(dòng)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 ...

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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，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(hào)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(dòng)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(shí)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(cuò)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(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)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(dòng)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(dòng)實(shí)驗(yàn)？？

szhzh

遠(yuǎn)祥 發(fā)表于 2020-1-31 15:26
這個(gè)振動(dòng)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(dòng)實(shí)驗(yàn)？？

隨機(jī)振動(dòng)的國標(biāo)挺多的，我介紹的是振動(dòng)噪聲的數(shù)采。隨機(jī)振動(dòng)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(dòng)臺(tái)和電磁臺(tái)，主要是頻率，液壓臺(tái)常規(guī)是50hz以下，也有到200hz的。電磁臺(tái)一般是到2000hz，電磁臺(tái)包括振動(dòng)臺(tái)，功放，控制器三塊，前面介紹的lms和m+p的可以做電磁臺(tái)控制，pak可以液壓。電磁振臺(tái)，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(huì)換m+p。m+p也有振臺(tái)。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。
4 k& U, D6 u$ b! V' [5 S; K+ G* ^隨機(jī)振動(dòng)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(duì)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
這個(gè)振動(dòng)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(dòng)實(shí)驗(yàn)？？

電磁臺(tái)主要是推力，然后控制器國內(nèi)外差距最大，臺(tái)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(tái)也是國內(nèi)的。隨機(jī)振臺(tái)現(xiàn)在好多第三方可做，三綜合價(jià)格也不是很貴。
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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1115840524@qq.com
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gaolei521

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