LabVIEW 动态信号分析
LabVIEW 动态信号分析技术，是指利用 LabVIEW 图形化编程环境，结合数据采集硬件（DAQ）或仿真信号源，对随时间变化的动态信号（如振动、噪声、压力、电流、电压等）进行采集、处理、分析和可视化的技术。
1. 基本原理
- 时域分析：直接观察信号随时间的变化，如波形形状、峰值、周期、相位等。
- 频域分析：通过傅里叶变换（FFT）将时域信号转换成频率分布，观察频谱、功率谱、频率响应等。
- 联合分析：将时域与频域信息结合，例如短时傅里叶变换（STFT）做时频分析，观察频率成分随时间的变化。
2. 技术组成
- 信号源
- 硬件输入：麦克风、加速度计、应变片等传感器信号。
- 软件生成：LabVIEW 内置函数生成正弦波、方波、噪声等激励信号。
- 数据采集
- 利用 NI 的 DAQ 卡或第三方采集设备，将物理信号转换成数字信号。
- 采样率、通道数、分辨率是关键参数。
- 信号处理
- 时域：滤波、峰值检测、统计分析（均值、方差、RMS）。
- 频域：FFT、功率谱密度（PSD）、频率响应函数（FRF）。
- 窗函数：汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等，用于减少频谱泄漏。
- 平均技术：线性平均、RMS 平均、指数平均等，用于降噪。
- 结果显示与存储
- 波形图（时域）、频谱图（频域）、瀑布图（时频）。
- 数据可保存为 TDMS、Excel、CSV 等格式。
3. 典型应用
- 振动分析：检测电机、轴承、齿轮的异常振动频率。
- 声学测试：测量噪声频谱、传递函数。
- 控制系统频响测试：给系统施加激励，测量其频率响应。
- 生物医学信号处理：心电图（ECG）、脑电图（EEG）分析。
- 结构健康监测：桥梁、飞机机翼振动监测。
4. LabVIEW 的优势
- 图形化编程：直观易上手，调试方便。
- 硬件集成度高：与 NI DAQ、仪器控制（GPIB/LAN）无缝对接。
- 灵活性强：可自定义分析流程和界面。
- 实时性：支持实时系统（LabVIEW RT）用于在线监测与控制。