环境振动数据采集与分析

测试数据采集前，同型号传感器应集中一处进行试采样并做数据比对。采样频率应大于数据分析截止频率的2倍，每个样本数据不应少于1024点。随机激振振动测试不应小于30 min，正弦激振振动测试不应小于30 min，同类移动振源不应少于振源通过5次。瞬态激振振动测试时，同类冲击振动不应少于5次。每次采样除规定的振源及振源组合外，其余振源应停止运行。测试应采取多测点同时采样，当传感器数量不足或不能使所有测点同时采样时，可分批采样，但应保持振动工况一致[12]。

环境振动测试所采集的样本应与测试原始记录核对，应选择有效样本进行排序整理，对每一样本进行检查，去除零点漂移及干扰。对于时域振动位移、速度及加速度均方根值，采用平均方法求得，平均次数根据数据采样长度决定，对于时域振动位移、速度及加速度峰值，可由时域曲线直接判读，如图6所示。振动数据的频域分析应做1/3倍频程谱、线性谱或功率谱分析，窗函数宜采用汉宁（Hanning）窗，应根据需要设定截止分析频率，频域分析对样本信号的平均次数应根据数据采样长度决定，如图7、图8所示。随机振动信号应采用线性平均或峰值保持平均进行频域分析，对于移动振源或冲击振动信号，宜采用峰值保持平均进行频域分析。
Amick认为，均方根（RMS）是一种较好的频域分析方法，可评价运行精密仪器的建筑环境微振动。Gordon、Romdhane和Nishiyama等提出了评价精密仪器使用环境微振动的标准曲线，因此测试报告应给出图或表形式说明测试结果与环境微振动标准曲线的分析比较，这些将为振动防治措施提供设计依据，如图8所示。
 结论
本文主要研究了精密仪器使用环境微振动测试方法，重点对测试系统、场地振动测试、建筑物振动测试和防微振基台振动测试进行了详细表述，并给出了振动数据采集和分析方法。研究成果主要体现如下：

1）精密仪器使用环境微振动测试宜选用高灵敏度三向一体传感器或采用单轴向传感器组成三向测量速度型或加速度型传感器，滤波器应具有抗混、低通、带通滤波等功能，放大器应具有多通道信号放大、积分、微分等功能，数据分析软件应具有时域、频域多通道显示功能、FFT频谱分析等功能。

2）场地振动测试宜采用随机激振测试法和正弦激振测试法进行测试。场地内外有已建或拟建道路时，应模拟车辆行驶，测量各种工况下的振动影响。拟建实验室位于地下时，宜对该建设用地同时进行地面和孔中微振动测量。

3）建筑物振动测试宜将对精密设备及仪器（非隔振）的独立基础的动力特性测试与结构模态测试结合起来进行，环境振动的测试应包括时常微振动等分别作用及组合各种工况。对于超宽、超长基台座，应进行基台结构模态测试。

4）振动数据采样环境条件、频率、时间和次数应满足规定要求。采集数据预处理后，宜分别进行时域和频域分析。