多输入/多输出模态试验中加速度计和测力计计算机通道标定

　　一、引言

　　在结构试验中采样通道从传感器到磁盘数据，中间要红过电荷放大器、电缆、A/D转换器、数据转换等许多经常要变动的环节。此外，还有环境湿度、温度等条件的影响。在单输入多输出试验中，只要对各加速度计进行标定，就可以保证识别模态向量的准确性，不需要标定测力计。在多输入多输出模态试验中，就必须将测力计也作标定.

       二、加速度计通道标定标定装置见图1。

　　计算机产生周期性快速正弦扫频信号激励振动台，待稳态后采样，并作FFT转换成频谱数据.设标准通道为Vb(w)，待标通道为Vi(w)。设振动台加速度为a(w)。加速度计通道标定因子定义为:抗混滤波器增益为1时，振动台面为1g加速度时的Vi(w)值，记作习:Si(w)。有

       图2为某加速度计的通道标定因子Si(w)曲线.它是频率0的函数.对于良好的加速度计和采样通道硬，在几百周范围内Si(w)基本上是一个实常数，所以，可取其平均值作为通道标定因子的代表值。当然，如果必要，也可每一频率取一标定因子.

　　振动台加速度a(w)一般取为10g以内一的某一振级，(如取为1g左右)，或接近于结构试验的真值加速度水平。

三、测力计通道标定

　　标定装置见图3所示.

　　测力计通道标定因子定义为:抗混滤波器增益为1时，测力计感受9.81牛顿力时的计算机采样值，记作Si(w).

　　设测力计通道抗混滤波器增益为P1，用加速度计通道标定一样的激励和采样方式.

　　设测力计上除M1和M2外，可能的附加质量为mi，质量块M1和M2的加速度为a(w)。

　　先安装两质量块Ml和M2测试，测力计力为

　　采得标准加速度计和测力计通道的数据后，作FFT转换成频谱数据值为

　这里要指出:

　　1.从上述推导可知，进行两次测量的目的是能准确地消除未知的附加质量mi的影响.

　　2.设置两个质量块的目的是在第二次测量时加大激励力。质量M1和M2及加速度al(w)和a2(w)的大小，需使激励力F(0)的量级达到测力计额定值的30%以上，或接近结构试验的实际施力水平。

　　图4是5110型测力计标定因子曲线。在激励力频带范围内基本上是实常量。

　　四、自由一自由梁广义质量识别

　　在模态试验中，模态广义质量的识别是比较困难的。为了对标定结果的实用性进行检验，我们对自由-一自由梁(3.51米长的8#槽钢)作了模态试验，这里我们将试验结果与理论值列表迸行比较，见表1，试验结果较令人满意.