本文针对某航天产品正弦振动试验的过载停机故障，从Simcenter Testlab软件的角度分析了原因，并通过设计三组实验，结合分析数据，验证软件加速度限控制功能和通道量程设置工作机制，为后续基于Simcenter Testlab振动试验中限幅通道加速度限控制的使用提供了技术参考。

上文（http://www.anytesting.com/news/1920758.html）介绍了实际试验情况并对停机原因进行分析，本文我们重点介绍三组验证实验及其验证分析。

试验设计与分析验证

 针对可能的停机原因：

（1）限幅通道设置为过载停机；

（2）测点通道量程设置过低的软件设置错误，继而触发保护功能，导致试验误中断的过载停机。

设计了三组实验，在振动台空载状态下进行实验验证，如表2所示。

限幅通道过载停机验证实验

7#、8#传感器相邻粘贴在水平滑台上，分别设置为控制和限幅通道，单点控制。限幅通道设置为过载停机，限幅停机上限为0dB，即15g，具体方法如表2中T1所示。

实验中，目标谱超过限幅通道停机线，触发加速度限控制功能的瞬间保护停机，此时试验中断显示“Notch upper abort”与原试验中显示“Overload”不一致，由此排除测点时域或频域曲线触碰Notch限幅停机线导致停机。

通道超量程过载停机频域验证实验

限幅通道设置为过载停机，8#通道量程设置为3.16g，在17~60Hz范围内量级为3.4g，显然会在频域触发超量程3.16g停机，但不超过限幅停机线+6dB，即6.4g，具体方法如表2中T21所示。在17.2Hz时试验8#限幅通道过载停机，报错信息显示“Overload”，与原试验一致，由此可定位原停机原因为限幅通道量程过载。

将限幅通道设置为过载忽略，其他试验条件同T21，具体方法如表2中T22所示。图4显示目标谱在17~60Hz范围时，8#已经超量程（实时监测状态变红且无示数），但未停机中断，无报错信息，实验正常结束。

图 4  7#测点传感器时域图

据此可推断原试验停机原因是该限幅通道设置为过载停机，而超量程触发保护功能。但是，T21/T22实验仅从频域上验证了停机的工作机制，并未从时域上验证实际试验中的停机现象。因此，设计了T3从时域上验证过载停机的原因。

通道超量程过载停机时域验证实验

为保证目标谱在频域上不超过8#限幅通道量程3.16g，更改目标谱幅值最高段17~60Hz量级为2g，限幅通道设置为过载停机，开展试验T31。在试验进行到17~60Hz过程中，使用力锤敲击台面，在时域上产生较大信号干扰，具体方法见表2中T31。在17.04Hz时试验8#限幅通道过载停机，报错信息显示“Overload”，与原试验一致，由此从时域上验证实际试验中的停机现象。

如图5所示，7#&8#&9#通道均未采集到台面敲击产生的大量级毛刺时域信号，这是由于8#通道量程限制，在敲击信号出现时过载停机，导致停机瞬间各通道都无法采集到时域信号。

图 5  T31中7#&8#&9#通道时域信号

将限幅通道设置为过载忽略，其他试验条件同T31，开展试验T32。在试验进行到17~60Hz过程中，使用力锤敲击台面，在时域上产生较大信号干扰，见表2中T32，试验顺利完成，未发生停机。

如图6所示，7#&9#通道（量程100g）均采集到台面敲击产生的毛刺时域信号，而8#通道（量程3.16g）由于量程受限，未采集到超过3.16g而低于100g的较大信号。

图 6  T32中7#&8#&9#通道时域信号

因此，从时域和频域解释了过载停机现象，原试验停机原因为7#限幅通道出现超过量程100g的时域信号，造成overload停机，但是由于通道量程限制，未能在时域上采集到超量程信号。通过将限幅通道设置为过载忽略，可有效避免过载停机现象。

结论与建议

本文从Simcenter Testlab加速度限控制功能的角度分析了某航天产品正弦振动试验的过载停机故障原因，开展了三组验证实验，验证了停机原因不是触发限幅报警限，而是传感器通道过载，未采集到超量程时域信号的原因是通道量程限制。最后，针对基于加速度限控制的振动试验给出了以下三点建议：

（1）Simcenter Testlab在传感器通道类型中设有控制和测量两类，分别起到输入谱控制和输出谱监测功能，但在过载停机的安全保护设置时通道类型分别控制、测量和限幅三类，需要分别进行过载停机或忽略设置，在选择相应通道忽略过载停机后，即使采集到超过通道量程的信号也不会过载停机。

（2）为防止试验失控，有效保护试验件和振动台，控制通道一般设置过载停机；测量通道采取忽略过载的设置，以保障试验正常开展；而限幅通道则需要结合试验件敏感监测部位的实际情况进行合理设置，若采取过载忽略的设置，在量程不够的情况下能保证试验的顺利开展，但是长时间过载对小量程传感器自身结构、功能性能都会产生不利影响，致使传感器参数漂移，另外存在产品极值破坏风险，应做好随时中断试验的准备。

（3）Simcenter Testlab通过设置灵敏度与电压将通道量程与传感器物理量程进行匹配，其中灵敏度由传感器标定结果输入，电压只能分级设置，常见的三级量程为1V/3.16V/10V，五级量程为0.1V/0.316V/1V/3.16V/10V。显然，通道量程与传感器物理量程多数情况下都不一致，系统以各通道量程为准，比如传感器标定量程为500g，当通道量程为1000g时仍能监测到500~1000g的信号，只是无法保证信号量级精度。注意传感器量程与灵敏度的权衡选择，控点注重精度，为避免试验控制超差，出现过试验或欠试验的风险，一般采用较小量程传感器，而测点传感器为满足信号采集需求，一般选用较大量程传感器。