通过 DAQ 硬件采集振动传感器信号，实现时域 - 频域转换、功率谱分析、RMS 电平及运行 RMS 计算，支持游标选频带测带内功率，是工业振动监测、设备健康诊断的核心工具，需匹配加速度计等传感器与 DAQmx 兼容硬件，适用于连续振动数据的实时分析场景。
概念说明
- 功率谱（ Power Spectrum ） ：时域振动信号经 FFT 变换后的频域表示，量化不同频率的能量占比，是定位 “异常振动频率源” 的关键手段；
- RMS 电平（ Root Mean Square ） ：振动信号的有效值，反映振动的平均能量强度，是振动烈度评估的标准指标；
- 运行 RMS （ Running RMS ） ：按滑动窗口实时更新的有效值，体现振动的动态变化趋势，用于捕捉瞬时异常；
- 窗函数（如 Hanning ） ：FFT 前对时域信号加窗，减少 “频谱泄漏”（信号非整周期截断导致的频率混叠），提升频域分析精度。
工业场景中，振动是设备故障的核心特征（如轴承磨损对应特定频率的振动放大），但通用信号处理工具缺乏 “振动工程单位转换、振动级加权” 等行业适配功能，工具包通过预制算法降低了振动测试的开发门槛，同时兼容 NI DAQ 硬件的高速采集能力，是制造业设备健康管理（PHM）领域的常用工具链之一。
VI 功能与说明
| 模块 | 功能 | 使用场合 | 特点 | 注意事项 | 同类功能对比 | 应用案例 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数据采集模块 | 持续采集 DAQ 通道的振动电压信号 | 加速度计、速度传感器等振动数据采集 | 支持 DAQmx 硬件，自动校准采样率 | 1. 需确认 DAQ 通道与传感器的接线（如差分 / 单端）；2. 采样率需≥振动信号最高频率的 2 倍（奈奎斯特准则） | 对比 “LabVIEW 基础采集 VI”：集成 DAQmx 配置界面，无需手动调用硬件驱动 | 压缩机运行过程中振动的 24 小时连续采集 |
| 信号缩放模块 | 将电压转换为振动工程单位（如 g、mm/s） | 传感器信号的工程化校准 | 关联 “传感器灵敏度” 参数，一键完成单位转换 | 1. 需准确填写传感器灵敏度（如加速度计 10mV/g）；2. 工程单位需与传感器类型匹配（如加速度用 g，速度用 mm/s） | 对比 “手动公式缩放”：避免计算错误，支持实时参数修改 | 振动台校准中，将电压信号转换为标准加速度单位 |
| 功率谱分析模块 | 生成频域功率谱 + 游标选带内功率 | 振动频率成分定位、故障诊断 | 1. 支持窗函数选择；2. 游标拖拽即可限定分析频带 | 1. 窗函数需匹配信号特征（如 Hanning 适合稳态信号，矩形窗适合瞬态信号）；2. 采样点数需为 2 的幂次（如 2048）以提升 FFT 效率 | 对比 “通用 FFT VI”：直接输出 “功率”（而非幅度），符合振动行业标准 | 风机振动中，通过 25Hz 频带的功率放大定位叶片不平衡故障 |
| RMS 电平模块 | 计算信号静态有效值 | 设备稳态振动的烈度评估 | 结果稳定，反映整段信号的平均能量 | 仅适用于 “信号稳定的工况”（如设备空载运行），无法捕捉瞬时振动突变 | 对比 “运行 RMS”：精度更高，但无实时性 | 泵类设备出厂前的振动烈度合规性检测 |
| 运行 RMS 模块 | 实时滑动窗口更新有效值 | 生产过程中振动的动态监测 | 数据毫秒级刷新，可捕捉瞬时异常 | 1. 窗口长度需平衡 “响应速度” 与 “数据稳定性”（窗口太短易受噪声干扰）；2. 需设置超限阈值避免误报警 | 对比 “静态 RMS”：适合动态过程，但精度略低 | 机床切削时，实时监测振动 RMS 超限（如刀具崩刃导致的突变） |
应用场景
- 轨道交通：采集列车转向架的振动信号，通过功率谱定位轮对磨损对应的特征频率；
- 航空航天：地面测试中，用运行 RMS 监测发动机启动过程的振动动态变化，判断启动是否平稳；
- 建筑结构：地震模拟试验中，通过功率谱分析结构的共振频率，优化抗震设计。
注意事项
- 硬件匹配：DAQ 设备需支持 “连续采样” 模式，且采样率需覆盖振动信号的最高频率（如监测轴承故障需≥20kHz）；
- 传感器校准：传感器灵敏度需定期校准，否则会导致工程单位转换误差（如灵敏度漂移 10% 会直接影响振动强度评估）；
- 环境干扰：采集时需远离电磁干扰源（如变频器），避免电压噪声混入振动信号；
