m+p48通道模态测试系统方案建议书
m+p48系统概述
本系统具有如下主要特点：
①、本套系统坚固、可靠、低功耗、完全按美军标设计、德国制造，满足美军标 MIL-810F 等各种标准。源于德国人严谨的作风和朴实的性格，产品的每个部件的加工和工艺都经过严格的审查，对于任何一个模块出厂前都经过严格的测
试，产品可靠性度高。
②、系统应用于各种振动、噪声信号的数据采集。
③、硬件基于最新 LXI 总线，各个板卡的同步精度可达纳秒级。
④、硬件每通道独立 24 位 A/D，采样率可达 102.4K 采样点/秒/通道, 每通道硬件 DSP 实时计算。
⑤、硬件可集中使用，也可以分布式使用，距离大于 100m。
⑥、数据采用千兆网线传输，保证了每通道的采样率及数据的实时处理。
⑧、软件为开放性平台，除支持自身硬件外，还可支持多种硬件平台，如 NI、VTI 等厂家的硬件均可支持，系统的界面易学易用，操作稳定。
⑨、系统后期扩展性强，可按客户的实际要求增加通道数量或添加软件功能，而客户只需支付增加的通道费用及软件模块即可。
系统组成
m+p VibRunner 48 通道硬件系统前端
m+p Analyzer 数据采集、模态分析软件
系统组成的主要技术规格如下：
●m+p VibRunner
●秉承德国制造工艺、稳定可靠、性能卓越的 LXI 总线振动噪声测试硬件前端VibRunner 是具有完整解决方案的硬件测试平台。VibRunner 是 m+p 发布的新一代 LXI 总线硬件测试平台，专为振动噪声分析、振动可靠性试验、动态信号采集而开发，此平台为用户提供了一个性能卓越的完整解决方案。其为模块化设计，基本单元为 24 通道 19“结构。1U 的机箱可配置底座独立使用或上架使用。
●VibRunner 单元模块可完全独立使用，也可以进行设备级联进行通道扩展，所有硬件都可作为主机。它每个单元配备有交流自适应和直流供电电路模块，制冷可由高质量的风扇完成，且风扇开关状态和速度可调。
●对于大通道测量应用， VibRunner 系统支持多个板卡可实现精密同步，板卡间同步精度可达纳秒级，此种架构意味着用户可将不同组测量前端放置在距离被测点较近的地方，从而节省了大量传感器电缆费用。
●每一测量单元均具有 8 个数字输入和 8 个数字输出接口 (5V TTL)。数字输入输出接口使得工程师可以方便的执行各种综合性试验或并行试验，同时其中的一个通道用于紧急停机设定通道。
●1Gbit/s 网络接口用以与 PC 数据通讯，为确保大通道应用时数据准确、快速传输。
●基于最新的集成电路技术，VibRunner 能够提供极高的测量精度和出众的实时性能。每通道装备有 24 位 sigma-delta A/D 转换器、 每通道 102.4kHz 的采样率，VibRunner 能够做到在 100kHz 的带宽内进行抗混滤波保护采样并达到120dB 的动态范围。输入通道可以在单端输入或差分输入两种模式见间切换，TEDS ( 传感器电子数据表) 是一种支持自动将传感器信息存储在传感器上的省时工具，例如灵敏度、标定数据和序列号，操作者可以单独打开或关闭每个输入通道的 ICP 电源供应。
●Vibrunner 的信号源模块为振动可靠性测试或模态试验提供了信号源输出通道。要说明的是，VibRunner 已通过优化调整来满足不同的试验要求：为了确保出色稳定的测量，每个输出通道的 D/A 采样和每个输入通道的 A/D 采样均基于同一时钟. 如遇突发事件，如电源中断或计算机与数据采集前端连接断开，信号源会在可控、可调的方式下逐级降低量级至停止状态以避免样品或测试设备的损坏。这种自动的模拟信号停机电路确保了整个试验的高度安全。
●VibRunner 模块可广泛的应用在噪声振动分析、振动可靠性试验和过程监测的应用领域中。其它如高速数据采集板卡、应变测量板卡和其它多种信号调理模块也将随后推出。
应用范围：
●结构动力学测试、模态分析、冲击试验
●旋转机械测试
●标准工程服务
●针对电磁和液压振动台的振动测试，支持所有测试模式
●振动、噪声分析
●过程数据采集和过程监测
VibRunner 机箱
●支持应变、温度、电压采集板卡
8个数字输入通道和 8个数字输出通道用于发出/接受高低电平信号，可以用于与其他设备联动
●板卡间同步精度可达 1 纳秒，多个单元可上架或分布式高精度同步
●每通道传输带宽≥40Mbit/s，带宽充裕确保不丢包
●可 100-240V（57W）交流供电或 10-19V（60W）直流供电
●LED 指示灯显示连接、供电状态
●尺寸：高 44.45 mm （1U）* 宽 440 mm（19’）* 深 435 mm
●单个主机中有 3 个槽位
●重量：约 5.2 kg （满配）
●便携外场试验，也可用于实验室
●工作温度-20~55℃
●具有电源及连接 LED 指示灯
VRAI810 振动噪声采集板卡参数（数量：6）
●AC 耦合：0.34Hz
●高达 102.4kHz 采样率
●每通道差分输入，可有效抑制工频/电磁干扰
●相位匹配度 0.1°@1kHz
●抗混叠滤波 ≥100dB（全频带）
●接口类型：BNC
●支持 AC/DC/ICP 耦合
●8 个模拟信号输入通道，24 位精度
●输入电压范围±10V
●支持 TEDS 读取，IEEE P1451.4,
●过载保护 40V max
●每通道都能用作控制通道（振动控制用）
●LED 指示灯指示供电、过载等状态
●动态范围 120dB（typical 125dB）
●信噪比≥105dB
●总谐波失真 -95dB
VRT2S2 信号源转速板卡参数
●信号源输出通道数：2
●信号源频率范围 0-40kHz
●信号源类型：差分输出
●接口类型：BNC
●转速输入通道：2
●转速输入信号耦合方式：DC，差分
●接口类型：BNC
●信号源信号精度：24 位信号源信噪比≥100dB
●输出电压范围：±10V
●转速输入电压：±10V
●抗干扰电压阈值 0-1V 程控
●转速通道过载保护：40V max
●计数器精度：32 位
●8 个输入通道
●全差分输入
●Lemo 与 RJ45 可选，6 线连接
●高达 102.4kHz，可程序控制
●输入电压范围±100mV，±1V，±10V
●桥路激励电压 0-6V，可程序调控，连续可调
●支持旁通校准
●通道相位匹配 1°@1kHz
●最大输入保护±25V
●支持 TEDS
●温度采集接口 RJ45 或者 9PIN lemo，mini-TC
●温度采集 5mv/℃
●内置 120,350,1000Ω桥路电阻，程序可调
●支持全桥、半桥、1/4 桥
●24 位精度
●总谐波失真＜-90dB
●信噪比 90dB（102.4kHz 120Ω）98dB（102.4kHz 50Ω）104dB（102.4kHz
M+P Analyzer 软件平台概述
完整的大型振动模态测试和分析报告解决方案m+p Analyzer 是 m+p international 的振动、噪声测试、数据分析、报告创建的一个大型软件平台，它将是您进行高精度、高效率的结构动力学测试分析的较好的选择。该软件为可扩展平台，提供信号采集、通程时域数据记录、信号处理分析、模态分析、声学测量与分析、声品质分析、旋转机械分析，客户后期可以根据自己的需求追加购买新的模块，另外所有的软件模块都共享一个通用的用户界面。
直观简单的操作
m+p Analyzer 是在与各行业专家的紧密合作下开发而成的。操作的简易性是开发的主要目标之一，因此，Analyzer 使用了大家熟悉的 Windows 用户界面。多源测试的数据能够保存在一个通用的工作平台中，在这个平台中您可以进行不同方式的数据浏览和数据分析。通过简单的拖拉操作，您可以方便的在不同工作平台之间调换数据。
专家用户向导模式
Analyzer具有用户向导功能，您可以跟随向导进行测试参数设置和各种操作，这样的设计使得误操作出现的可能性降低到最小。内置的VB二次开发工具使得您能够在 Analyzer内开发自身需要的软件功能。
动态文档
m+p Analyzer的架构完全适用于 Active X，因此，您可以将显示结果直接复制到Word和 Power Point中，您可以对这些结果进行多种处理，如数据FFT计算、光标功能、动画等。您还可以方便的改变数据的显示方式而不是只看静态的图片，同时可以与您的同事共享这些动态文档。
开放平台
m+p Analyzer 可支持导入多达 20 多种不同标准的数据格式。m+p Analyzer支持台式机或笔记本的运行环境，它除了支持 m+p 的硬件前端外，还支持 NI、Agilent 等品牌的硬件前端（需要单独购买），可以在测试现场、实验室或办公室进行实时数据采集，分析测量结果、创建报告等。
m+p Analyzer 支持多种前端输入方式，提供小到 4 个，多至上千个输入通道解决方案。m+p Analyzer 软件模块可扩展，为客户后续扩展试验分析能力提供基础。其模块化的软硬件架构使您能够根据您的特殊要求对 Analyzer 进行自由配置，用最小的投资取得较好的的收益。所有的软件模块都共享一个通用的用户界面，所有的软件操作都在同一个用户界面内完成，无需数据的导入导出。
m+p Analyzer 使用了高速的工业标准化的 SQL 数据库，基于文件的存储方式保证了数据存储的安全，快速和高效。如配合使用最先进的 SSD 硬盘可达到10 倍于标准磁盘的读写速度。由于是基于文件进行存储，数据的完整性得到了保证且对大容量数据的处理速度得到了显著提高。
Analyzer 软件提供大量的测量、分析选件可供选择，为目前的动态信号分析(DSA)应用提供最广泛的支持。
m+p Analyzer DSA Pro 高级动态数据信号采集和实时分析显示
●示波模式：实时动态通道示波器显示，测量前可以在时、频和 1/3 倍频域中检查信号是否正常。
●振动噪声测量信号并行实时采集分析：具有时域、频谱分析、FRF、倍频程、互相关、自相关、互功率谱、自功率谱等分析处理功能，所有数据可实时存储。
●数据显示：2D/3D、频谱图、彩色图显示、瀑布图显示、坎贝尔图显示、Nyquist 图、Bode 等多种绘图窗口。
●时域数据存储：可以连续记录各通道原始的时域数据到计算机硬盘，保证数据存储的可靠性。
●自动生成报告：可在 WORD 或 PDF 中自动生成试验报告，报告格式和数据格式可由用户自定义。
●Active X 动图：试验数据和分析数据结果可以和 MS 办公软件直接动态连接，可以在脱离试验软件环境，在任意一台电脑上对图片进行编辑，包括线形、坐标轴属性、光标、动画旋转和缩放等。
●内置计算器功能用于完成各种数学计算（通道相加、相减、相乘、相除，求和，有效值计算，FFT，逆 FFT、自谱、互谱、自相关、互相关、PSD谱、积分、微分、1/n 倍频程处理等）；
●窗函数包括：Uniform，Rectangular，Hanning，Hamming，Force，Exponential，Blackman，Kaiser-Bessel，Force/Exponential 等，对参考通道和响应通道可以设置不同的窗函数。
●数据接口：可支持多达 20 种以上的数据格式，包含 SDF、SOP、UFF、RRN、RSN、UNV、SOT、Matlab、TXT、CSV、ATFX 和 Wav 等格式。
●软件不仅支持 m+p 公司自身的硬件前端，也可支持第三方硬件实时数据采集，如 NI，Teac，VTI 等（需配置相应硬件授权）。
●用户可基于 VB 进行二次开发
●通道属性编辑功能：用户可编辑通道名称，单位，灵敏度，传感器型号、序列号等信息，可同时编辑多个通道。
●传感器数据库功能：可记录传感器灵敏度等信息，方便直接调用。
●支持测试数据的筛选功能，可灵活实现不同试验采集或处理的数据比较。
●通道计权：支持内部外部 A B C D Z，FIR-C/D/H/K 等加权，用户也可自定义计权参数。
●触发方式：手动/自动，上升沿/下降沿，区域触发，模拟量触发等，所有通道均可作为触发通道使用，并且可选择多个通道以或的方式进行同步触发。
●信号源支持：正弦、猝发正弦、随机、猝发随机、粉红噪声、棕噪声、chirp、周期随机、正弦扫频、任意信号等各种信号。
●常规数据采集通道或转速输入通道均可设置采集转速传感器信号，实时/离线获得转速信号用于旋转机械分析。
●支持 butterworth，Bessel，Chebyshev，限幅滤波，支持高通、低通、带通、带阻等各种滤波，阶次可调。
●标定工具：内置多种常用型号标定信号源参数，如：B&K 4294，PCB 200，PCB 250 等，也可客户自定义标定参数。
几何建模
由部件组成为模态分析的几何模型可从一种简单的逐步的方法来生成：部件的定义可以以点、线、面来描述。几何模型也可从一般的 UNV/UFF 文件导入，也可从 ASCII 格式文件导入坐标，也可从 CAD 软件通用的 STL 格式导入。
几何模型支持不同的坐标系：直角坐标、圆柱坐标或球坐标，几何模型的部件可以用不同的颜色显示，几何模型部件可以绕 X、Y、Z 轴转动，支持主/从节点功能，可以利用测量点来计算从动点的模态振型，一个节点可以从属于其他一个或两个主节点，输入的传感器或节点方向也可作为旋转轴。
通过鼠标来创建线和面, 或者通过输入图表数据来创建线和面。在创建几何时可以旋转、重构和移动几何。
锤击法试验
锤击法试验包括固定敲击点/移动响应点和固定响应点/移动敲击点（Roving两种方法，可以方便、准确的进行锤击法频响函数测量，模态试验的几何模型可通过坐标节点建立，亦可通过导入有限元模型建立。对于触发条件、频率范围、预触发百分比、力窗和响应窗参数，软件能够给出优秀的建议值，不用依赖于人的经验，对于响应信号可以加指数窗，对于力信号可以加力指数窗，可以有效避免锤击法测试过程中的频响函数的计算误差，并去除加窗对于阻尼的影响。可实时得到结构的频响函数矩阵，并且对 FRF、相干函数进行实时监测以确保数据质量。
用户可自定义激励/响应位置的顺序和方向，在用户定义的间隔时间内自动剔除无效测量点和自动存储数据，能够有效减少键盘操作。具有连击、过载问题的检查和自动去除功能，对于连击、过载等状态及测试进度（下一次敲击某个测试点）具有声音提示功能。
工作模态 OMA 分析
对于一些大型工作结构，有时很难测得输入信号，只能单独利用实测响应数据进行工作模态识别。软件中支持多种工作条件下的结构模态参数识别算法，包含时域法和频域法，以及单独利用响应数据和利用相关函数算法。子空间方法单独利用结构响应数据，通过投影矩阵分析结构模态参数。利用不同阶次系统矩阵提取过程，分析模态结果，建立识别的稳定图。随机子空间方法以线性的离散状态空间方程为基本模型，将输入项和噪声项合并假定为白噪声，并以此为基础，利用白噪声的统计特性进行计算，得到卡尔曼滤波状态序列，然后应用最小二乘计算系统矩阵，完成识别过程。
软件同时支持利用相关函数进行分析和识别。首先利用响应间互相关函数同脉冲响应函数在表达形式上的相似性，推导出多参考点时域工作模态复指数法继而又从的响应间的互相关函数入手，推导出多参考点频域工作模态识别法。两种多参考点方法都能较有效地单独从实测响应数据提取结构的模态参数，且频域工作模态识别法比时域工作模态复指数法识别精度更高。
模态分析
模态分析模块是一套功能强大完整的工具包，可进行观测、分析报告系统或零部件结构的振动特性。Analyzer 软件具有 ODS（时域和频域工作变形）、SDOF（单自由度）、导纳圆拟合、MDOF（Polyreference Time Domain（PTD 多参考点时域法））、多种模态指示函数（CMIF 复模态指示函数法、多变量模态指示函数、功率谱指示函数、平均 FRF 指示函数）、模态验证。试验方法包括了锤击法、激振器法 SISO、SIMO、MIMO 及步进正弦试验、扫频正弦试验方法。具有各种模态参数质量的评价方法：如稳态图、MAC 矩阵、模态参与因子，MOV、MPC、MPD、等功能。其中 MPD 平均相位偏差：模态相位的标准差 MPD、MPC 模态相位线性度：通过实部和虚部的相关性，考察模态相位的标准差、MOV 模态复杂度：MOV 给出不同自由度下添加质量后的影响程度，附加合理的质量后会降低特征频率值。MOV 描述了添加质量后不同自由度的比例关系。提供了两种函数帮助检验拟合后的频响函数的精度，频响函数相关性：测量结果和拟合结果的偏差，频响函数最小二乘误差：拟合后的频响函数和测量结果之间的百分比误差。
高级模态分析
p-LSCF 与 PTD+模态识别方法：多参考点最小二乘复频域法（p-PLCF），在大阻尼结构的高阶次分析过程中可以给出更加清晰的稳定图。在分析稳定图之前，有效的清除由噪声导致的负阻尼而产生的数学极点。因此通过这种方法能更有效的解析稳定图，尤其是针对经验欠缺的使用者。
针对小阻尼结构，更新了广泛使用的 PTD 算法。新的方法称为改进的多参考点最小二乘复指数法。这是一种时域算法，可以直接得到稳定图，并有效提高稳态图的解析能力，去除干扰噪声模态。可提供两种函数方法帮助检验频响函数拟合精度，如频响函数相关性、频响函数最小二乘误差。
具有 MvMIF 、 CMIF 、 Power spectrum indicator function 、 average FRFindicator 等多种模态指示函数，满足各种需求。
工作变形（ODS）分析
深圳银飞电子有售m+p48通道模态测试系统，文章来源于德国 m+p 国际公司
用来形象的表示结构在稳定工况下的变形。不同于模态分析，数据的来源可以是时间历程、谱、互功率谱或测量的传递函数。几何和对应的测量数据是工作变形分析的唯一要求。测量的数据和几何可以同时显示。频域中从而进行不同离散频率的振型或频带扫频下的 ODS 分析。也可以基于时域数据显示并回放，且回放速度可调。我们可以同时提取显示数据的模态，浏览数据或查找数据的下一个峰值。
