一、精度對測試結(jié)果的影響
精度指試驗臺測量值與真實值的接近程度,涵蓋激勵系統(tǒng)的輸出精度、傳感器的測量精度、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換精度等多個環(huán)節(jié),其偏差會直接導(dǎo)致測試數(shù)據(jù) “失真”,影響對系統(tǒng)動態(tài)特性的判斷:
激勵精度偏差:導(dǎo)致 “輸入信號不準”,測試失去基準動態(tài)測試的前提是向被測對象施加 “預(yù)設(shè)的動態(tài)激勵”(如特定頻率、幅值的正弦波、階躍信號)。若激勵系統(tǒng)精度不足(如電動激振器輸出力的實際幅值與設(shè)定值偏差 5%、液壓激振器的頻率波動超過 0.1Hz),會使 “輸入信號” 偏離設(shè)計目標 —— 例如本應(yīng)施加 100Hz、50N 的激勵,實際輸出為 98Hz、52N,此時測得的 “響應(yīng)數(shù)據(jù)” 本質(zhì)是對 “錯誤輸入” 的反饋,無法真實反映被測系統(tǒng)在目標激勵下的動態(tài)特性,后續(xù)分析(如頻域響應(yīng)、時域超調(diào)量計算)會完全偏離實際。
測量精度偏差:導(dǎo)致 “響應(yīng)數(shù)據(jù)失真”,關(guān)鍵指標誤判傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度直接決定 “響應(yīng)信號” 的準確性。以時域響應(yīng)測試為例:若加速度傳感器的測量精度誤差為 ±2%,在測試某機械結(jié)構(gòu)的階躍響應(yīng)時,實際上升時間為 10ms,受精度偏差影響,測得值可能為 9.8ms 或 10.2ms;若偏差更大(如 ±5%),可能誤將 “無超調(diào)” 系統(tǒng)判斷為 “有超調(diào)”,或低估系統(tǒng)的穩(wěn)定時間 —— 這類偏差會直接影響系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化方向(如誤判需增強阻尼以降低超調(diào),實際無需調(diào)整)。
綜合精度偏差:放大系統(tǒng)動態(tài)特性的誤讀動態(tài)測試是 “激勵 - 采集 - 分析” 的閉環(huán)過程,各環(huán)節(jié)精度偏差會疊加。例如:激勵幅值偏差 3% + 傳感器測量偏差 2% + 數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換偏差 1%,最終導(dǎo)致總偏差達 6% 以上。在共振測試場景中,若被測系統(tǒng)的共振頻率真實值為 200Hz,受精度偏差影響,測得值可能為 198Hz 或 202Hz,這種偏差會使后續(xù) “避共振設(shè)計” 失效,可能導(dǎo)致實際運行中系統(tǒng)因共振損壞。

二、分辨率對測試結(jié)果的影響
分辨率指試驗臺捕捉 “微小變化信號” 的能力,即測量系統(tǒng)能區(qū)分的最小信號增量(如傳感器分辨率 0.001g、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分辨率 16 位),其不足會導(dǎo)致 “細節(jié)丟失”,無法準確捕捉系統(tǒng)動態(tài)特性的細微差異:
時域響應(yīng)中:無法捕捉快速、微小的信號波動在測試快速響應(yīng)系統(tǒng)(如電子元件的電源瞬態(tài)響應(yīng)、液壓閥的開關(guān)響應(yīng))時,若分辨率不足,會 “平滑” 掉信號的微小波動。例如:某電源在負載突變時,電壓會出現(xiàn) 0.05V 的微小過沖后迅速恢復(fù),若數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電壓分辨率僅為 0.1V,則無法捕捉到這一 0.05V 的過沖 —— 而這類微小過沖可能是系統(tǒng)長期運行中 “電壓擊穿風(fēng)險” 的關(guān)鍵信號,分辨率不足會導(dǎo)致遺漏潛在故障點。
頻域響應(yīng)中:無法區(qū)分臨近頻率的響應(yīng)差異頻域測試需分析系統(tǒng)在不同頻率下的幅值 / 相位變化,分辨率不足會導(dǎo)致 “頻率細節(jié)模糊”。例如:被測系統(tǒng)在 199Hz 和 201Hz 處有兩個相近的幅值峰值(真實差值 0.5dB),若頻率分辨率僅為 2Hz(即只能區(qū)分 200Hz、202Hz 等間隔 2Hz 的頻率點),則會將兩個峰值合并為 “200Hz 處的單個峰值”,無法識別系統(tǒng)的多階共振特性,導(dǎo)致后續(xù) “頻率避讓設(shè)計” 不全面。
模態(tài)分析中:無法準確識別低幅值振型模態(tài)分析需捕捉系統(tǒng)不同階次的振型(包括幅值較小的高階振型),若傳感器分辨率不足,會將低幅值振型的信號 “淹沒” 在噪聲中。例如:某機械結(jié)構(gòu)的 3 階振型幅值僅為 1 階振型的 1/10,若傳感器分辨率只能識別 “大于 1 階振型 1/5 幅值” 的信號,則會遺漏 3 階振型 —— 而高階振型可能是結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中的關(guān)鍵誘因,分辨率不足會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計存在安全隱患。
三、精度與分辨率的協(xié)同影響:共同決定測試結(jié)果的 “可信度”
精度和分辨率并非獨立作用,二者需匹配才能保證測試結(jié)果有效:
若 “高精度但低分辨率”:雖整體測量偏差小,但無法捕捉微小變化,適合測試 “大信號、慢響應(yīng)” 系統(tǒng)(如大型結(jié)構(gòu)的低頻振動),但不適合 “小信號、快響應(yīng)” 系統(tǒng)(如微電子、精密傳感器);
若 “高分辨率但低精度”:雖能捕捉微小變化,但整體數(shù)據(jù)偏離真實值,相當于 “精準地測量了錯誤信號”,例如分辨率 0.001g 的加速度傳感器,若精度偏差達 5%,則捕捉到的 0.001g 變化可能本身就是 “誤差導(dǎo)致的虛假信號”,無實際意義。