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常见测量问题解答-第35期“DS-3000系列FFT离线分析程序”

本计测专栏中,选取了经常向本公司顾客咨询室咨询的问题,并介绍了回答
的内容。

这次,我们将使用DS-3000系列实时声学振动解析系统软件DS-0320。
本文档概述了对记录数据进行离线 FFT 分析的步骤。

DS-0320和记录文件查看器屏幕

图 1 显示了实时声学振动解析系统软件 DS-0320 的屏幕,图 2 显示了记录屏幕。
这将显示文件查看器屏幕。

  • 图 1:DS-0320 实时声学振动解析系统软件的屏幕截图。
    图 1:DS-0320 实时声学振动解析系统软件的屏幕截图。
  • 图2记录文件查看器屏幕
    图2记录文件查看器屏幕

要打开记录文件并脱机执行FFT分析,请执行以下操作:

从DS-0320文件菜单 (图1) 中的“打开脱机分析数据”打开记录数据
打开转换器 (图3) 。模式选择“FFT (脱机) ”。

  • 图3文件菜单⇒打开脱机分析数据对话框
    图3文件菜单⇒打开脱机分析数据对话框

在输入/输出设置中设置FFT分析的条件。此外,您还可以显示所需的图表,并查看分析设置和数据
同时设置标签显示设置。

如果记录数据包含多个记录结果 (记录),请启动Record File Viewer (图1 (2) ),通过切换显示记录 (图2 (5) ) 选择要分析的记录。此外,如果不想解析记录数据的全体,而只想解析记录数据的一部分时间范围,则通过图2 (6) “表
将显示范围登录到解析范围”或图2 (7) “解析范围”等指定解析范围。

按DS-0320的前移按钮 (图1 (3) ),然后按START按钮,记录日期
从整个数据或指定的分析范围的开头开始按顺序进行分析,在范围的结束位置解。
分析停止。

如何调整脱机分析的计算速度

DS-0320不具有设置脱机分析的计算速度的功能,但增加重叠量
会增加FFT分析的计算量,因此可以降低计算速度

重叠量是刚才进行的FFT运算中使用的时间轴波形和这次进行的
FFT运算中使用的时间轴波形的百分之几重叠的设定。重叠量越大,
上次和这次的时间波形重叠越大,剪切时间波形的范围的偏差量越小
,因此运算速度变慢。

重叠量在“输入输出设定菜单⇒样本条件设定”中设定
窗口,将其中的“重叠量”设置为可选,然后单击“重叠量”
任意值” (图4) 。通过设置大约90%或95%的值来检查计算速度,并期望
中选择新的扶手类型,来修改默认的扶手。要观察的波形
显示时,按STOP按钮停止并保存数据。另外,O
条带量任意值的最大值为99%。

  • 图4配置窗口⇒输入输出设定⇒样例条件设定
    图4配置窗口⇒输入输出设定⇒样例条件设定

重叠量任意值与每次FFT运算的时间轴波形偏差量的关系如下

  • 行数 【点】 =样本点数 【点】 ÷2.56
  • 频率分解能 【Hz】 =频率范围 【Hz】 ÷行数 【点】
  • FFT时间长度 【秒】 =1÷频率分辨率 【Hz】
  • 偏差量 【秒】 =FFT时间长度 【秒】 × (100-重叠量任意值) ÷100

如果频率范围为20 kHz,样本数量为2048个,则行数为800个,频率分辨率为
25 Hz, FFT时间长度为40 ms。重叠量任意
值为90%时,每次FFT操作的偏移量为4 ms,值为95%时为2 ms。

确认每一次FFT运算的时间轴波形·光谱等的方法

如果要在每次执行FFT运算时停止运算,请使用平均处理功能。

在“输入输出设定菜单⇒平均处理设定”中打开配置窗口,将平均
化设定为“Power SP相加平均”,将平均处理条件设定为“次数”,将平均处理次数设定为“1”
(图5) 。

  • 图5配置窗口⇒输入输出设定⇒平均化处理设定
    图5配置窗口⇒输入输出设定⇒平均化处理设定

打开AVG按钮,按DS-0320的前移按钮 (图1 (3) ),然后按START按钮
,只执行一次FFT运算并停止。打开AVG按钮时,每按一次
START按钮,根据重叠量任意值以一定的偏差量推进时间轴
波形,并显示FFT运算结果。

平均分析 (平均化) 过程

平均分析的过程与联机FFT分析的过程大致相同。

重叠量 (图4) 通常设置为大约66.7%或75%。将平均处理设置 (图
5) 恢复为原始设置。将平均处理条件设置为“时间”,将平均处理时间设置为大于分析
范围的时间。可以为平均处理时间设置的最大值为999.9秒。

在Record File Viewer中指定要平均的分析范围,打开AVG按钮,按DS-0320的顶部移动按钮 (图1 (3) ),然后按START按钮进行平均分析
能做。

总结

这次我们将调整DS-3000系列中FFT离线分析和离线分析的计算速度
本文介绍了FFT运算的方法、每次FFT运算后停止运算的方法等。

另外,关于DS-3000系列Record File Viewer的使用方法,请参照上次的测量专栏

常见测量问题解答-第33期“如何使用DS-3000系列记录文件查看器”

(摘自2020年3月18日发行的电子邮件杂志)