频率响应分析软件 OS-4100 New
（频谱特性分析仪・频率特性分析仪）
与PC搭配使用的频率特性分析仪
实现高分辨率又快速的的频率响应函数的测量
频率响应分析软件是一款可以快速且高精度地测量出机械结构的振动特性、扬声器的声学特征、电机的控制特性、伺服分析、耦合器的响应度、电池阻抗等各种被测物的频率特性的专用软件。
可以作为伺服分析仪或是频谱特性分析仪来使用，帮助各位用户快速且高精度地测量出频率特性。
概要
软件
OS-4100 频率响应分析软件是伺服分析旧软件（DS-0242/0342）的后续机种。其不仅仅包含了过往机种所有的功能，更新添了外部控制功能与阶跃响应功能等众多崭新方便的功能。
硬件
比起上一代的DS-3000系列，DS-5000更加地轻型化 ，动态量程得到了加强，且全程隔离绝缘，硬件不容易受外部干扰影响。动态量程从110㏈升级到了130㏈，可测试最大通道数从32CH升级到了42CH。
特长
1.可高分辨率并高速地测量广范围的频带
支持两种类型的测试分析功能
支持两种类型的测试分析功能，可以根据测试场景与目的进行选择。
计算每个单一频率的振幅与相位的方式。
可用于高动态响应量程高精度测量。
输出信号类型：正弦扫频
频率分辨率：200 line/Decade
(10 Hz ～ 40 kHz) 测量时间 78秒 （2回平均 / Line）
同时计算所测全部的频率范围的方式。
可用于短时间的宽带域测量以快速把握被测物体的频谱的特性。
输出信号类型：随机信号
频率分辨率：6.25 Hz (6400 Line)
测量时间：17秒 (100回平均)
让FRA方法的计算更加的快速
控制特性的评价、阻抗等低频测量的时候可能会非常耗时。
此时，OS-4100改善了过往的计算方法，大幅度缩短了测量时间。
例如
| 测试条件1 | 测试条件2 | |
|---|---|---|
| 本机种（OS-4100） | 54秒 | 100秒 |
| 旧机种 (DS-0342) | 195秒 | 365秒 |
测试条件 1：FRA方法 1 Hz ～ 1,000 Hz 50 Line/Decade
测试条件 2：FRA方法 1 Hz ～ 100 Hz 100 Line/Decade
2. 与PC搭配使用可以展现种类繁多且操作自由度较高的图表
可以把频率响应函数通过波特图，奈奎斯特图,Co-quad图,尼科尔斯图,科尔-科尔图等多种类型的图表展现出来。
还可以通过监视测试时的时域波形以及瞬时功率谱来实时确认连接方法以及存在异常的数据。
此外，可以使用停靠窗口的功能来根据自己的喜好调整整体布局。
可以一边测量频率响应函数一边监测功率谱。
不需要额外准备专门用来监控的示波器。
3. 能同时对应机械控制特性测试与噪声振动测试,一机两用
只需使用一套硬件即能实现控制特性的测试与噪声振动测试，一机两用，节省成本。根据所需的用途可以选择不同的软件能对应各种各样的测试需求。
例如可以使用OS-4100来测试相机的防抖补偿特性，利用O-Solution来测量电机的噪声。
功能
搭载了针对不同用途使用的便捷功能
可以通过列表形式显示峰值点、衰减比以及损失系数、增益裕度,相位裕度。可自动搜索增益裕度与相位裕度。
可以把旧机种DS-3000或DS-0342（伺服分析仪）采集的数据，或是O-Solution采集的数据导入到OS-4100软件上。
可以与过去采集的数据和脉冲力锤测试中获得的频率响应函数的数据进行比较。
在选配件当中准备了外部控制这一功能。客户可以事先设定好测量条件，通过TCP/IP用自己创建的软件与OS-4100实现通信，进行测试与数据的保存。
让量产品的检查步骤实现自动化
只需一个按钮就能自动进行设置、测量与保存等必要的作业。
通过其他软件来控制测量仪器
不仅可以对测量的开始＆停止时间进行指定，还能指定测量条件。
| 外部控制 OS-0410 | |
|---|---|
| LAN端口 | 用于通信与控制用（在同一台PC内进行运用的话则不需要） |
| 协议 | TCP/IP |
| 编码标准 | ASCII |
| 换行符 | CR+LF |
系统配置
频率响应分析软件是一套需要使用DS-5000系列（FFT分析仪）的硬件与PC的测试系统。
利用DS-5000系列（FFT分析仪）的信号输出功能可以将DS-5000的内部信号传输给被测物，通过测量DS-5000给出的信号与被测物反馈的输出信号（响应）来求出频率响应函数。
应用例
在机器人、搬运装置、半导体制造装置、汽车等各种产品中被广泛使用的电机以及驱动器， 其内部包含了可以控制转速，扭矩等数据的控制电路。对控制电路的控制特性的评价项目中需要进行增益裕度与相位裕度的测量。 OS-4100拥有频率响应函数（波特图）、增益裕度＆相位裕度的自动计算功能与开闭环变换后的分析计算功能，可以对控制特性进行评价。 此外，通过DS-0545 2通道信号输出模块可以把反馈信号（从被测物输出的信号）和测量信号（DS内部生成的信号）相加之后返回到输入端。 使用阶跃响应功能可以自动计算，测量出延迟时间与过冲。
测量结果的表现形式 可自动搜索增益裕度与相位裕度。
给予被测对象阶跃信号，用计算阶跃响应信号的方式来自动计算出与响应性相关的数值（诸如启动时间等等），此外实际测量出的数据也可以与过去测得的数据进行对比。
(与西铁城千叶精密株式会社合作）
激光振镜是用于调整反射激光束的镜面扫描角度的电机，并配有高精度的位置传感器。该产品与激光束结合使用，可用于激光打标机、显微镜和激光雷达等。根据应用的不同，要求反射镜能高速、高精度地扫描大面积区域。因此，在产品开发过程中，需要进行高精度的仿真以实现高速，同时还需要优化模型和控制参数。
此外，为确保客户能够放心使用产品，有必要在出货前检查产品的性能是否有保证。
因此，评价激光振镜的控制特性，以及简单高精度地测量和把握反射镜的共振频率是一个课题。
案例2-1 激光振镜的控制特性评价
三种不同控制参数的比较
案例2-2 测量激光振镜共振频率
三种激光振镜的比较
更多信息，请参阅以下页面
在构造物受到振动激励的时候万一该振动频率与构造物自身所有的固有频率相同的话会引起共振， 导致极强振动的发生，造成构造物的故障与损坏。于是，对被测物（构造物）的振动特性进行分析与评价就显得非常重要。 通过加振器进行振动特性的测试可以使用OS-4100非常简单的得到实现并最大支持42通道。 该功能还能计算出测量结果、衰减比、损失系数。通过微积分计算功能可以将加速度转换为位移；通过振幅控制功能对加振的振幅值进行调整。 此外，使用频率分割设置功能可以提升与固有频率相近的频率分辨率，使用Item间计算功能可以得到消除测量配件质量影响的特性结果（质量清除处理功能）。
测量结果的表现形式
可以控制调整正在进行测量的通道的振幅。
交流阻抗法是一种评价电池性能的方法。该方法可以不用破坏或是拆解电池就能对电池抵抗的特性进行评价。
给电池外加负荷电流可以测得电池的电压与电流，通过这样测量出交流阻抗。由于可以对应FRA方法所以本产品可以以较高的动态量程高精度地测量出频率分辨率。
此外，本产品还搭载了对推断电池劣化原因相当有效的科尔一科尔图功能。为了让测量结果可以很方便地放入模拟软件里本产品可以对应UFF、HDF5等文件扩展名。
※进行该测量需要用到电子负载装置与电流钳表。
测量结果的表现形式 描绘科尔一科尔图
科尔一科尔图
是把频率响应函数的实部作为横轴
虚部作为纵轴来描绘的图表。对推测等价回路相当有用。
在决定扬声器的性能的各项指标里有一项为扬声器的频谱特性。 OS-4100可以把从DS-5000输出的信号或是把流入放大器的电流（使用电流钳表等）作为输入信号，同时把声级计，传声器发出的声音作为应答信号来进行测量， 通过这样的方式可以很简单地测量出扬声器的频谱特性。OS-4100拥有可以对通道间的延迟量通过相位来进行旋转补偿，以及自动搜索截止频率的功能。 此外，还支持2种测试分析方法，通过FRA方法可以以很高的精度取得各频率的数据，通过FFT方法可以实时测得想要测量的全部频带的特性。
测量结果的表现形式
规格
| 信号输入 | |
|---|---|
| 测量通道数 | 40 kHz型信号输入模块3～42ch (DS-0523 DS-0526)
100 kHz型信号输入模块 2～4ch (DS-0532 DS-0534) |
| 框体间连接功能 | 无 |
| 输入电压量程 | -30 / 0 / +30 dBVrms |
| 传感器用电源（CCLD） | ＋24 V (4 mA) |
| TEDS功能 | ・IEEE 1451.4 Ver.0.9、1.0 加速度传感器、传声器
可对应・IEEE 1451.4 Ver.1.0力传感器 |
| A/D変換器 | 24 BitΔΣ型 |
| 信号耦合 | AC / DC 带有耦合自动切换功能 |
| 端子 | BNC（电压输入 / CCLD） |
| 自动调整电压量程功能 | 有，各通道可分别根据实际电压信号的状态自动调整至合适的电压量程 |
| 通道间相位精度 | ±0.1°（20 kHz未満）、±0.7°（20 kHz以上） |
| 动态量程 | 160 dB(FRA方式 40 kHz/100 kHz型输入模块）
130 dB（FFT模式 40 kHz型输入模块） 120 dB（FFT模式 100 kHz型输入模块） |
| 绝缘独立 | 有，位于42.4 Vpk BNC接地头-框体间以及各个BNC接地头之间 |
| 信号输出 | |
|---|---|
| 输出通道数 | 1ch（DS-0543 或是 DS-0545)，可对应40 kHz 以及100 kHz |
| 输出信号的种类 | 正弦波／正弦波扫频（对数/线性）／扫频正弦波
随机信号／近似随机信号／脉冲信号 |
| 输出电压 | 输出偏置电压与振幅合计最大 ±10 V(Peak) |
| D/A转换 | 24 BitΔΣ 型 |
| 最大输出电流 | 10 mA |
| 输出振幅变化（taper） | 上升与下降的变化时间 (1 ms ～ 10 s) |
| 测量联动延迟时间 | 可设定从信号输出后到测量开始的时间（1 ms ～ 10 s） |
| 偏置输出 | 有，输出电压与振幅最大合计达 ±10 V(Peak)
一直，可输出偏置电压 |
| 绝缘独立 | 有，位于42.4 Vpk BNC接地头-框体间以及各个BNC接地头之间 |
| 信号加算放大器功能 | 装配在DS-0545 2ch 信号输出模块上
DS-0545可以对其内部生成的输出信号与输入给DS-0545的信号进行合计计算然后输出。 此外，还可以同时将合计算得的信号与在DS-0545生成的信号进行输出。 |
| 演算部 | |
|---|---|
| FRA方法（正弦波扫频） | |
| 测量频率范围 | 40 kHz型模块 10 mHz～40 kHz
100 kHz型模块 10 mHz～100 kHz |
| 频率分辨率 | 对数的情况下： line/Decade 2～2000(4000)
线性的情况下：line/Total 200～25000(50000) |
| 频率范围的分割的设定 | 测量分析频率量程可最大分割成10个频率段
各频率段的平均次数以及信号输出振幅、频率分辨率可分别设定 |
| 分辨率自动调整功能 | 为了可以较好地观察全频带的特性,对频率分辨率自动进行优化调整的功能 |
| 输出振幅控制 | 「振幅控制ch」
可以进行自由设定 「需要进行控制的物理量」 关于振幅的设定可以选择是对数还是线性。 如果是振动（加速度、速度、位移）的话，可以进行微积分，通过别的物理量来进行控制。 「运行模式」 振幅可以固定或是进行分割（可分割数为30） 可设置显示単位 (p-p、rms、0-p)、初期电压值、最大输出电压值、最大容许电压值。 |
| FFT方法（随机信号、扫频、脉冲信号） | |
| 测量频率范围 | 40 kHz型信号输入模块 ～40 kHz
100 kHz型信号输入模块 ～100 kHz |
| 输出信号类型 | 随机信号、近似随机信号、扫频、脉冲信号 |
| 采样点数 | 最大 65536点 (25600线)
(仅随机信号可支持32768点以上) |
| 单量程测量频率量程 | 10、20、25、40、50、80、100、160、200、400、500、800、1k、1.6k、2k、2.5k、4k、5k、8k、10k、20k、40k（单位：Hz）
※如果是100 kHz型信号输入模块的话，可追加对应25k、50k、100k ，但不能对应1.6k、8k （单位：Hz） |
| 双量程测量频率量程 | 高频频率量程：与单量程测量频率量程相同
低频频率量程：高频频率量程的1／5, 1／10, 1／20, 1／50, 1／100 |
| 显示部分 | |
|---|---|
| 频率响应函数表示形式 | Co-quad图（横轴：频率 / 纵轴：实部与虚部）
波特图（横轴：频率/ 纵轴：增益与相位） 奈奎斯特图（横轴：实部 / 纵轴：虚部） （振幅表示可使用对数尺标） 尼科尔斯图（横轴：相位/ 纵轴：增益） 科尔-科尔图（横轴：实部 / 纵轴：虚部） |
| 显示监测波形 | 时域波形以及功率谱 |
| 列表显示 | 峰值一览（可自动搜索振幅的峰值）
自由列表（可对任意的位置进行列表显示） 增益与相位（自动搜索） 衰减比（损失系数）一览 |
| 偏置频率自动搜索功能 | 有 |
| 阶跃响应功能 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 可自动计算的数值 | 启动时间、延迟时间、超过时间、过超、安定时间，对数衰减率、衰减比、周期振动、衰减频率 | ||||||
| 信号输出的规格
（输入给被测物的阶跃信号） |
输入抗阻 1 MΩ 输入电容1 μF
DS-5000 的输出电压（1 Vp-p 值时）
| ||||||
| 文件形式 | |
|---|---|
| 导入文件的格式 | DATS (使用OS-4100采集到的数据)
DATX (使用O-Solution采集到的频率响应函数) SDT/SCD （使用DS-0342 伺服分析仪采集到的频率响应函数） DAT （使用DS-3000 数据分析系统采集到的频率响应函数） CSV （通过OS-4100导出的CSV文件） |
| 导出文件的格式 | DATS（HDF5形式）
CSV UFF |
※OS-4100（软件）可以通过与DS-5000（硬件）搭配进行测试（采集数据）。
关于DS-5000的详细参数，请通过这里进行确认。
| 【参数简介】OS-0410 外部控制 | |
|---|---|
| 协议 | TCP/IP
|
| 端口 | 任意
|
| 编码标准 | ASCII |
| 换行符 | CR＋LF |
| 客户机/服务器系统 Client/Server system | S（服务器 Server ） |
| 【工作环境】 | |
|---|---|
| 接口 | LAN端口 1000base-T
|
| 必须安装 | MicrosoftR Windows® 10 Pro、MicrosoftR Windows® 11 Pro |
| 対応.NET Framewok | .NET Core 6.0 Desktop Runtime |
| 【推荐配置】 | |
|---|---|
| CPU | Intel® Core™ processor ( Intel® CoreTM i7 第8代或更高版本的 Intel® CoreTM处理器) |
| 内存 | 16 GB以上 |
相关情报
最終更新日:2024/03/22