2. 动态信号采集基础与Dewesoft通道配置

动态信号分析的第一步，是把物理量可靠地转换成可被采集系统识别的电压信号。DewesoftX 的通道配置界面看似只是填几个参数，实际上每一个选项都对应着传感器特性、供电方式、信号电平和抗混叠需求。理解这些参数背后的物理含义，才能避免"数据能采到、结果不可信"的常见问题。

五类常用传感器及其输出特性

动态测试中最常见的传感器包括加速度、速度、位移、力和声压五类，它们的输出形式差异很大，直接决定了后续的调理与耦合方式。

• 加速度传感器（IEPE）：压电式，输出为电荷经内置电路转换后的电压，典型灵敏度 100 mV/g，需恒流供电。
• 速度传感器：多为磁电式动圈结构，输出为与振动速度成正比的交流电压，灵敏度常以 mV/(mm/s) 表示，无需外部供电。
• 位移传感器：电涡流式输出与位移成正比的直流电压，典型灵敏度 8 mV/μm，需要前置器供电并输出偏置电压。
• 力传感器：压电式 IEPE 或电荷输出，IEPE 型灵敏度常为 50 mV/N 左右，用于模态与锤击测试。
• 声压传感器：预极化电容传声器，需 IEPE 恒流供电，灵敏度约 50 mV/Pa，输出为交流声压信号。

可以看到，IEPE 类传感器（加速度、力、声压）共享同一种供电与耦合逻辑，而速度、位移传感器则各有独立的信号形态。DewesoftX 的通道设置正是围绕这些差异展开的。

信号调理与 IEPE 供电

信号调理的核心任务有三个：为 IEPE 传感器提供恒流源、隔离或放大微弱信号、在数字化前限制带宽。DewesoftX 的 IEPE 通道通常提供 2 mA、4 mA、8 mA 等恒流档位，默认 4 mA 可覆盖绝大多数加速度计和传声器。恒流源通过同一根同轴电缆叠加在信号线上，传感器内部的电路把恒流转换为稳定的工作电压，同时把交流信号耦合回采集端，因此 IEPE 通道必须使用交流耦合，否则会叠加约 10～12 V 的直流偏置。

对于电荷输出型传感器，则需要外接电荷放大器，把 pC 级电荷转换为 mV 级电压后再接入采集通道。速度传感器输出电平较高，通常直接接入电压通道即可，但要注意其低频截止特性，动圈式速度传感器在 10 Hz 以下灵敏度会明显下降。

量程、耦合与通道配置方法

在 DewesoftX 中新建通道后，需要依次设置传感器类型、灵敏度、量程、耦合和工程单位。量程的选择原则是：让信号峰值落在满量程的 30%～70% 之间，既保留足够分辨率，又留出冲击余量。例如一个 100 mV/g 的加速度计测量约 5 g 的振动，输出约 500 mV，若选择 ±1 V 量程，占用约 50%，是较理想的选择；若选 ±10 V，则只用到 5%，量化噪声占比明显上升。

耦合方式上，IEPE 通道固定为 AC 耦合；电涡流位移传感器输出含直流偏置，必须使用 DC 耦合才能保留绝对位移信息；速度传感器一般用 AC 耦合抑制偏置漂移。设置完成后，可通过通道预览观察实时波形，确认无削顶、无饱和、无 50 Hz 工频干扰，再进行正式采集。

一个可复用的配置示例

假设用一只 100 mV/g 加速度计测量电机轴承座振动，预估振动峰值约 4 g，采样率设为 10 kHz。配置流程如下：

通道类型：IEPE 加速度
灵敏度：100 mV/g
恒流源：4 mA
耦合方式：AC
量程：±1 V（4 g × 100 mV/g = 400 mV，占满量程 40%）
抗混叠滤波：4 kHz 低通
工程单位：g
采样率：10 kHz

若实测发现波形峰值接近 ±1 V 出现削顶，应把量程提升到 ±2 V 或 ±5 V；若信号只占满量程 5% 以下，则应降低量程以提高信噪比。这种"先估算、再预览、后调整"的流程，比盲目选大量程更可靠。