判断信号的方法和技巧

测试过程中，有可能会采集到完全无用的信号，这样的测试是无效的，浪费了时间与精力。避免出现无用信号的有效措施是学会判断信号是否异常。在避免出现异常信号之前，应尽量确保信号正常。

为了确保信号正常，应从以下几个方面着手：①正确连接各类传感器，包括供电。②正确设置各类参数。③确保各类设备都能正常运转。在正常连接、设置参数后，可将所有同一类型的传感器放在同一位置，查看所有传感器示波信号是否基本相同。

信号异常的可能表现如下：数据采集仪通道指示灯提示异常，软件提示异常（如过载欠载），工频干扰，电磁干扰，存在毛刺信号，信号发生漂移等。

如果数据采集仪面板上的灯显示为红色，则表示该通道有问题，可能原因是开路或过载。检查各连接处是否存在虚接的情况，重新连接各接头。通常每一通道的硬件为传感器、导线和通道，如果某通道异常，可将该通道与正常的通道进行交换，判断是通道问题，还是传感器或导线的问题。如果通道正常，那么更换正常的传感器，验证传感器与导线。如果此时还有问题，可更换导线。采用逐一排查方式确定问题来源。

如果是过载引起的通道异常，应检查量程是否太小，改大量程后查看是否还过载，如果还过载，建议更换大量程的传感器进行测量。

软件提示欠载，可能是待测结构还没有正常工作，或者测点位置的信号太微弱，或所使用的传感器量程太大，导致灵敏度过低，输出信号小，同时又使用了大量程。此时再降低量程，或者更换高灵敏度传感器进行测量。

软件提示过载，可能是量程设置太小，导致信号超量程了，出现了削波现象，如图2-29所示，超出量程的部分都被削掉了，这时应增大量程。如果增大量程还不能解决这个问题，应更换低灵敏度，大量程的传感器进行测量。

另外还有一种过载情况，测量过程中出现过载提示，但采集完毕之后检查数据却没有过载。有些商业软件在检查过载时，分两种检查，一种是检查ADC是否过载，如果ADC过载则出现削波现象。另一种检查是检查传感器是否过载，由于在模数转换之前，传感器输出的是宽频带的模拟信号，这个频带可能超出了带宽，可能信号在带宽以内没有过载，但超出带宽部分却过载了，当进行模数转换以后，将带宽以上的信号都滤掉了，所以，在测量完毕之后检查发现信号没有过载，但测量过程中却提示过载。对于这种情况，我们不用理会，这属于正常现象。

如果出现明显的工频干扰，其表现是信号为正弦波，从频域看信号的频率成分为50Hz及它的倍频。幅值最高的不一定是50Hz，可能是其他倍频，如图2-41所示。工频来源可能是发电机、电动机、泵、市电、供电设备、日光灯、电磁场等。因此，对于解决工频干扰，有以下措施：尽可能关闭测试现场附近的电磁设备、良好接地、切断测试链的AC供电（如果使用AC供电，应确保电源的地线工作）、使用直流供电、使用隔离的传感器等。

图2-41 工频干扰(www.xing528.com)

电磁干扰是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪声，通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生。电场干扰是干扰源以电压形式，与信号之间存在电场耦合，干扰电容耦合到信号电路，形成干扰源。当平行布置导线时，由于分布电容较大，容性耦合严重。所以测试宜用双绞线或者屏蔽线进行信号传输。信号耦合干扰是信号在导线上进行传输时，容量受到干扰，导致所传输的信号发生畸变或失真。传输导线周围空间电磁场对传输线的电磁感应干扰，以及靠得很近的导线，通过线间分布电路和互感而形成的线间干扰。

信号出现毛刺，检查接头连接是否牢靠，通常在应变测量中出现这类异常信号的可能性更大一些，振动测量中很少见。对于这类干扰，如果现场没有更好的办法，可以使用专门的毛刺滤波器或中值滤波器滤除。

信号发生漂移可能是由于传感器安装不牢靠，或者信号受温度和时间的影响，如应变测量中会发生温漂和时漂。对于这类异常信号可使用高通滤波或去趋势项解决。因为，漂移所对应的频率都是低频或者零频。

总的说来，如果信号不正常，应从以下几个方向入手排查：

1）检查各个接头，将不正常的通道所有的接头都检查一遍，看是否有接头出现松头。

2）检查参数设置是否合理。

3）交换通道，将正常的通道与不正常的通道进行交换，以排查是否是采集仪或放大器的问题。

4）更换导线，在振动噪声测试过程中10次问题9次与导线有关，所以导线是检查的重点。

5）检查电源，是否不存在地线，各线之间电压是否正常。

6）检查接地及其他方面。