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ArtemiS实用功能:单位和幅值转换

日期:2017-07-03
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测试数据的处理单位和幅值转换常常会有以下的两种问题和需求:
第一种情况:
在测试过程中,有时会因为忘记设置传感器类型、灵敏度等参数,就直接进行了采集,采集完之后才发现设置错误。比如本来测试声压Pa的,通道设置了电压V或者加速度g,甚至没有设置(没有设置,也就是直接采集到通道的电压信号);
忘记设置传感器类型、灵敏度详情:
1.通道列表没有设置传感器:如下图的通道设置。由于匆忙,忘记了打开之前的设置模板,没有导入通道的传感器信息,就开始了采集。
2.灵敏度幅值设置错误:如下图,本来19mV/g的灵敏度,设置成了0.019mV/g,小了1000倍。
第二种情况:在一些数据处理中,须要对相关的数据进行单位转换、乘以相关的系数做转幅值大小的转换;
根据以上情况,ArtemiS提供了Unit convertion功能,能够快速有效的解决这些问题,以满足我们的分析需求。
本次我们通过一组试验,来对该功能进行说明。
1、试验条件
      使用手机一直播放稳定白噪声;
      同一个麦克风近场采集;
      在channel设置不同的传感器模式;

2、传感器设置模式
分别设置连接和设置声压、电压、加速度、不设置,这几种通道模式。也就是对同一个声音信号,使用不同的灵敏度(不同的物理量)进行采集。
3、单位、幅值转换
在这里,我们先简单解释下采集前端信号的过程:采集前端得到的实际信号都是电压信号,无论外部测试的物理量是什么、设置的传感器模式是什么,对于前端得到的电压都是一样的。
  
         实际的电压V=L×S(幅值×灵敏度)
无论设置什么样的传感器,幅值×灵敏度都是得到实际的电压。
        
V=L实际×S实际=L测试×S测试
      
 则  L实际=(S测试/S实际)×L测试
所以,根据以上,我们只要知道了测试中使用的灵敏度以及后面能得到的传感器实际准确的灵敏度,就可以通过单位转换、幅值系数转换得到实际准确的幅值。

例如:本次测试麦克风校准后的灵敏度为S实际=0.0459V/Pa,测试中如果设置为了0.02V/Pa,则 L实际=(0.02/ 0.459)×L测试=0.4356×L测试,转换的系数就为0.4356。
4、单位、幅值转换设置
在ArtemiS的滤波池中,插入Unit Convertion功能:设置User defined,可以提供自定义相关设置。
      在Unit Conversion里面设置Pa转换为0.4356×Pa即可进行幅值的转换。
      其他加速度、电压的也是相同的计算方式;但是须要注意灵敏度的单位须是对应的单位,比如都是V,不能是mV/Pa对V/Pa。
      对通道没有设置任何传感器的情况,根据测试结果对比可以看到,数采DIC24是默认用1V/V的灵敏度进行采集了电压信号的,所以本次的转换比值为1/0.0459=21.78。

5、FFT分析结果对比
可以看到通过单位、幅值系数转换后,分析的频率特征、幅值、声压总值等都一样的。

6、单位、幅值转换的数据保存
对转换后的数据进行导出,可以直接保存并得到实际需要的数据。

具体设置如下:

结论
      综上所述,测试完成后,只要记录了测试中使用的灵敏度以及后面能得到的传感器实际准确灵敏度,就可以通过单位转换、幅值系数转换得到实际准确的幅值;
      如果通道使用了原始的状态,什么都不设置的情况下,只要后面能得到传感器实际准确的灵敏度,就能够得到实际的准确的信号幅值;如果不设置任何传感器的情况下,数采DIC24是默认用1V/V的灵敏度进行采集了电压信号的;如果是其他的数采,可以采集一个固定信号,比如稳定的白噪声,或者直接采集声音校准器的声音,来进行换算和确认默认的灵敏度。
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