基于虚拟仪器的振动信号采集与处理系统

使用Auto Power Spectrum．vi计算时域信号单边且已缩放的自功率谱，同时需要计算时域信号采样周期，利用公式dt=1／fs进行计算，式中fs为信号的采样频率，在该VI中，df为功率谱的频率间隔，通过公式df=1／(Ndt)计算得到，其现实将df作为横轴显示间隔，即可显示各频率处的能量分布情况。使用Cross Spectrum(Mag-phase)VI可得到两个通道信号的互功率谱幅度和相位。在使用该VI前，先将信号转变为波形形式，t0可采用数据库的采集开始时间或者设置为0，在这里不影响处理的结果，dt=1／fs。在LabVIEW中没有相干函数这个VI，可以通过调用Matlab script node公式节点VI，通过Matlab函数实现该功能。
5．2 实验平台的搭建
采用1 000mm×100mm×10mm的钢板搭建简支梁，在上面布置4支加速度传感器，采用力锤作为激振源，进行多点激励。PXI采集的数据传送到上位机后存入数据库。采样速率设置为2 560 Hz。通过读取数据库数据程序将测试数据显示在前界面上，读取的原始数据如图4所示。
5．3 实验数据处理结果显示
通过对自功率谱和互功率谱幅频图的分析(如图5和图6所示)，可以大概得到简支梁的前4阶振动频率为396．719Hz，551．016Hz，77 2．109Hz，950．937 Hz。

通过对互功率谱相频图的分析，在这几个频率处相位均在0°或±180°附近(如图7所示)，相干函数在这几个频率处的值均大于0．95，从而可以确定以上4个频率即为简支梁的前4阶振动频率，相干分析如图8所示。

6 结语
本文对桥梁振动信号同步采集理论进行了论述，搭建了基于GPS同步时间的分布式数据采集系统。对峰值拾取法进行了理论分析，阐述了利用LabVIEW实现振动信号频谱分析的过程。通过对实验平台数据的采集及分析结果显示，该系统运行正常，分析结果正确，可以运用于桥梁健康监测中。