在产品的跌落冲击测试中，冲击试验机和跌落试验机等冲击设备会对产品进行一系列预定的冲击，以检验产品的抗冲击性能。在冲击测试的过程中，我们一般需要对冲击波形的加速度、脉冲宽度、速度变化量等参数进行测量，以保证产品受到的冲击符合预定的目标。此外，很多时候我们还需要对采集的时域波形进行分析，如SRS分析，FFT分析，滤波分析等，以得到更精确的试验结果。上述所说的冲击波形的测量与分析，也正是我们今天要说的瞬态捕捉试验的作用。
我们将以VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块为基础，一起来了解冲击信号的测量与分析，希望通过本文的介绍，能给大家在工作和学习中提供一些有意义的参考！
PART 1 瞬态捕捉试验的应用
√ 冲击波形容差结果判定
冲击试验机对样品进行冲击测试时，会产生半正弦、后峰锯齿波或梯形波等冲击激励。为保证冲击激励的效果，需判定采集的冲击时域波形是否符合相应的容差标准，如常见的标准有MIL-STD-810G、GJB 150A、MIL-STD-202-213、IEC 68-2-27、 GB/T 2423、GJB 360、用户自定义等。VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，可对半正弦、后峰锯齿波或梯形波进行多种标准的容差判定，同时显示判定的容差结果。下面分别为某500g 6ms半正弦冲击激励的容差判定，上图为GJB150容差标准，下图为GB/T 2423容差标准。
冲击响应谱试验机对样品进行冲击测试时，会产生冲击响应谱波形的冲击激励。为了保证冲击激励的效果，需判定采集的冲击响应谱波形是否符合相应的容差标准，如常见的容差单位有dB,%等。
VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，可对冲击响应谱目标波形进行容差+和容差-百分比的测量显示。下图为10-5000Hz某冲击响应谱测试波形的±6dB的容差判定。
√ 指定量级脉冲宽度测量
冲击试验机对样品进行测试时，有时需要对指定加速度量级处的脉冲宽度进行测量。
VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，对采集的冲击波形的脉宽显示，除了以采集波形峰值加速度百分比确定脉宽外，还可设定指定加速度量级确定脉冲宽度。下图为500g 6ms半正弦冲击激励的10%峰值加速度脉宽和指定5g加速度脉宽。
√ 冲击响应谱目标+比例测量
冲击响应谱试验机对样品进行测试时，经常需对采集的冲击响应谱波形进行频段内目标+百分比的监测。
VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，可对平直段、全频段或指定频段的目标+百分比进行实时监测，且统计方式可选择线数或频宽。下图为10-5000Hz某冲击响应谱测试波形的±6dB的指定频段的目标+百分比统计。
√ 冲击波形的能量分析
样品进行冲击跌落测试的过程中，经常需要对冲击激励的波形进行能量分析，以此分析冲击测试对样品造成的实际损失。如常见的分析有FFT分析，SRS分析，变形分析，力变形分析等。
VENZO 880控制器的瞬态捕捉模块中，可对冲击波形进行实时的能量分析，包括FFT分析，SRS分析，变形分析，力变形分析，滤波分析，旋转冲击分析等。
下图为500g 6ms半正弦冲击测试过程中，瞬态捕捉模块实时的能量分析结果。
FFT分析
SRS分析
力变形分析
PART2 瞬态捕捉试验的特点
VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，可对冲击试验机、跌落试验机、碰撞台或冲击响应谱试验机的冲击激励进行多种参数测量和一系列复杂的分析。
为了更好地满足用户的需求，VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块有以下一些特点。
√ 直接的目标导向
VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，针对不同的分析目标，设定了三种测量模式：理想波形、冲击响应谱、无，分别对应冲击试验机、冲击响应谱试验机、无目标波形的测试场合。“试验编辑”对话框中，用户根据试验需求选择相应的分析目标，然后进行触发和目标设置即可。
√ 智能的采样能力
VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，采样率可高达209.7kHz，捕捉时间可达20,000ms,且用户无需手动调整采样率和捕捉时间，软件可根据目标波形自动匹配合适的采样率和捕捉时间。
触发量级可设定目标加速度的百分比或指定量级，冲击次数可设定无限、指定或单次，以满足不同的测试场合。
√ 强大的分析功能
VENZO 880振动控制器的瞬态捕捉模块中，配置了丰富的分析功能，包括FFT分析，SRS分析，力变形分析，滤波分析，旋转冲击分析等，这些分析结果可以帮助用户更好地分析测试过程中的数据。
常用的分析有：
FFT分析：通过对时域波形的频谱分析，可以清晰地观察信号幅值随频率分布的情况，为滤波分析或缓冲结构改进提供有效数据依据。
SRS分析：通过冲击响应谱分析，可以快速评估在哪个共振频率点上，产品的加速度响应最大，最容易损坏。
力变形分析：通过该分析，可以计算出力与变形的曲线。可在测量包装的缓冲减震效果时用于确定减震垫的厚度和数量。
滤波分析：可对每个输入通道进行独立的低、高通滤波，以使得波形在用户想要分析的频段范围内。
旋转冲击分析：当冲击波形作用于圆形试件时（试件的质量、半径在软件中设置），可分析试件旋转的角加速度和时间的关系。
√ 丰富的显示窗口
VENZO 880控制器的瞬态捕捉模块中，配置了丰富的显示窗口，如时域窗口、SRS窗口、FFT窗口、力变形窗口等，用户可以直观地查看测试的各个分析结果。
PART3 自动滤波与调整偏置
√ 自动滤波的使用
除了手动设置低、高通滤波的截止频率，我们还可以在软件中设置自动低通滤波。默认的自动滤波比为10，软件根据采集的信号脉宽自动计算出截止频率，计算公式为：
按默认滤波比，即为：
那么自动滤波比为什么一般设置为10，这和采集的波形频谱特性相关。在冲击测量采集中，常见的半正弦波，后峰锯齿波，梯形波的能量主要分布在低于5/T的频段范围内。（T为脉冲宽度）
下图分别为50g 5ms半正弦波，后峰锯齿波，梯形波的能量分布。
50g 5ms半正弦波能量分布
50g 5ms后峰锯齿波能量分布
50g 5ms梯形波能量分布
√ 调整偏置的使用
瞬态捕捉模块中，用户对半正弦、后峰锯齿波、梯形波等激励进行测量分析时，可对目标波形沿着Y轴线向上或向下偏移，可直接设置偏置的加速度，也可以按设定的偏置变化步逐次偏移。
此外，用户可对采集的冲击波形进行数据偏置和峰值偏置。
数据偏置——用于调整对应的每个输入通道的偏置。类型可选“第一点为基准”、“手动”、“自动”。
● 第一点为基准：采集的冲击波形的第一点加速度数值始终为0。
● 手动： 输入+/-数值即可将波形的Y轴数据相对于Y轴线向上/向下偏移。
● 自动：偏置宽度(%)用户可自定义。偏置宽度用于计算偏置的平均加速度值，这里的%是指计算平均加速度的时间与该输入通道显示的脉冲宽度的比值。从该输入通道脉冲的脉冲峰值往前找第一个过零点，以这个点为起点，往前取偏置宽度的时间长度，作为计算平均加速度的时间。将该输入通道原脉冲波形整体减去计算得到的平均加速度值得到新的脉冲波形。
峰值偏置——用于调整通道信息表格显示的输入通道的脉冲峰值的数值。偏置类型可选“无”或“自动”。
● “无”：不做调整。
● “自动”：用户自定义偏置宽度(%)，具体含义与“数据偏置的自动”一致。不同的是，最后是将该输入通道原脉冲峰值减去计算得到的平均加速度值得到新的脉冲峰值显示值，而实际曲线不会上下移动。
这里我们举例对“数据偏置的自动偏置”和“峰值偏置的自动偏置”进行说明。
某次冲击测试中，采集的原始冲击波形如图所示：
如果分别设置“数据偏置--自动偏置100%”和“峰值偏置--自动偏置100%”，会有什么效果呢？这里我们可以添加区间光标验证两者的效果，光标右侧为第一个过零点，然后移动光标左侧，直到区间时间为采集的脉冲宽度（7.57ms），此时平均值为-91.82g，如上图所示。
我们先设置数据偏置--自动偏置100%，则原始脉冲波形会减去平均加速度值（-91.82g）得到新的脉冲波形，此时脉冲量级为688.34g（原脉冲峰值-平均加速度值），如下图所示：
如果只设置峰值偏置—自动偏置100%,此时原脉冲峰值应减去计算得到的平均加速度值（-91.82g）得到新的脉冲峰值显示值，脉冲量级也为688.34g，但原始脉冲波形不会沿着Y轴向上偏移，如下图所示：
除了“理想波形”外，分析目标为“冲击响应谱”或“无”时，也可以直接设置加速度量级，对采集的时域波形进行数据偏置。
