ГОСТ Р ИСО 13373-2—2009
При любом способе обработки сигнала необходимо знать коэффициент преобразования измеритель
ной цепи (отношение напряжения сигнала на выходе кистинному значению измеряемого параметра). Ана
лизируемый сигнал должен существенно превышать уровень фонового шума, но не быть
чрезмерным, чтобы не допускать его искажения в измерительной цепи (например, в результате
клиппирования).
3.2.2 Оцифровка сигнала
Наиболее важными параметрами, характеризующими процессоцифровки аналогового сигнала, явля
ются частотадискретизации и разрешение. Важно убедиться, что в сигнале не содержатся частотные со
ставляющие на частоте выше половинной частотыдискретизации. В противном случае форма оцифрован
ного временного сигнала будет искажена, а при реализации процедуры быстрого преобразования Фурье
(БПФ) вспектре вибрации вследствие эффекта наложения спектров появятся ложные составляющие (см.
4.3.7). Частота дискретизации зависит от вида выполняемого анализа и ожидаемого частотного
состава сигнала. Если целью является построение временной функции сигнала, то рекомендуется, чтобы
частота дискретизации примерно в 10 раз превышала максимальную частоту сигнала. Если анализ
проводят в частотной области, то для реализации процедуры БПФ необходимо, чтобы частота
дискретизации была в два раза выше максимальной частоты сигнала. Для защиты от наложения
спектров используют фильтр нижних частот, подавляющий высокочастотный шум или другие
высокочастотные составляющие с часто тами выше половины частотыдискретизации. Разрядность АЦП
должна бытьдостаточнойдля представле ния оцифрованного сигнала с требуемой точностью.
3.3 Предварительное формирование сигнала
3.3.1 Общие положения
Вибрационные сигналы с датчиковдо их передачи на устройства записи обычно должны пройти еще
ряд устройств для достижения необходимого уровня электрического напряжения, подавления шумов и
других нежелательных сигналов. Устройства предварительного формирования сигналов включают в себя
источниклитаниядатчика вибрации, предусилитель, усилитель, интегратор и фильтры разных видов. Филь
трация сигналов рассмотрена в3.4.
3.3.2 Интегрирование и дифференцирование
Вибрация может быть выражена через величины перемещения, скорости или ускорения. Обычно
выбор предпочтительной величины обусловлендиапазономчастот анализа (в низкочастотной области выше
уровень сигнала перемещения, а ввысокочастотной — сигнала ускорения) или применяемым критерием
оценки вибрации. Преобразование одной величины вдругую может быть осуществлено посредством опе
раций интегрирования идифференцирования. Интегрирование ускорения по времени позволяет получить
сигнал схорости. а интегрирование сигнала скорости — перемещение. Двойное интегрирование ускорения
позволяет получить сигнал перемещения непосредственно, без промежуточных операций.Дифференциро
вание является операцией, обратной интегрированию.
Для гармонических сигналов справедливы следующие математические соотношения между переме
щением
х.
скоростью
v
и ускорением а:
\vdt±\\(adt)dt =
а/<!>2,
(1)
<п1
v— я. (adt,
(2)
а
*
^
,
dt2
(3)
где со— угловая частота гармонического сигнала, со= 2
nf.
П р и м е ч а н и е — См. также 4.3.12.
Обычно в качестве датчика вибрации используют акселерометр, поэтому операция интегрирования
является более употребительной, чем операция дифференцирования. Технически операцию интегрирова
ния реализовать проще, чем дифференцирование. Однако особого внимания требует интегрирование низ
кочастотного сигнала. Перед операцией интегрирования следует использовать фильтр верхних частотдля
подавления составляющих на частотах ниже диапазона частот анализа.
3.3.3 Сродноквадратичное значение
В стандартах, посвященных оценке вибрационного состояния машин, критерии оценки, как правило,
построены для среднеквадратичного значения одной из величин, характеризующих вибрацию, вопреде
ленном диапазоне частот. Данный параметр наиболее часто используют для количественного описания
вибрации на заданном интервале времени. Применениедругих параметров может вызвать трудности, если
3