ГОСТ Р ИСО 13373-2—2009
тестового сигнала с наблюдением сигнала на выходе. В зависимости от типа измерений тестовый сигнал
может представлять собой ступенчатую функцию, гармонический или случайный сигнал.
Датчики некоторых типов, например, бесконтактные датчики перемещений, даже будучи предвари
тельно калиброванными, требуют подтверждения характеристик вусловиях измерений для учета влияния
чистоты обработки и физическихсвойств поверхности, вибрацию которой измеряют. Калибровку такихдат
чиков проводят на месте измерений с помощью микрометра.
Для калибровки на местедатчиков инерционного типа используют вибростенд.
Датчики деформации также часто калибруют на месте после их установки. Если известна нагрузка,
прилагаемая кэлементу конструкции, на котором проводят измерения, то калибровку рекомендуется про
водить, прилагая эту нагрузку. Если это неосуществимо, то калибровку датчика деформации проводят,
соединив его параллельное шунтирующим сопротивлением, что позволяет изменить электрический импе
данс на известную величину, которая эквивалентна определенной деформации, измеряемой датчиком.
3.4 Фильтрация
Для предварительной обработки сигнала и его последующего анализа применяют фильтры трех ос
новных типов:
- фильтры нижних частот;
- фильтры верхнихчастот;
- полосовые фильтры.
Фильтр нижних частот пропускает низкочастотные составляющие сигнала, подавляя составляющие
на частотах выше граничной частоты фильтра (частоты среза). Примером применения таких фильтров
является фильтрация для защиты от наложения спектров (см. 4.3.7), а также подавление нежелательных
высокочастотных составляющих в задачах определенного вида (например, подавление зубцовой частоты
при балансировке машины).
Фильтры верхних частот восновном используютдля исключения собственного низкочастотного шума
датчиков вибрации (тепловые шумы) илидругих нежелательных частотных составляющих сигнала перед
проведением анализа. Эти составляющие, хотя и не представляют интереса с точки зрения проводимого
анализа, могут существенно перегрузить измерительнуюсистему, вызывая уменьшение ее динамического
диапазона.
Полосовые фильтры при анализе вибрации применяют для выделения определенных полос частот.
Наиболее употребительными полосовыми фильтрами являются октавные фильтры и фильтры с шириной
полосы вдолю октавы, применяемые особенно часто при совместных измерениях вибрации и шума.
Применение фильтрации особенно важно, если измерения проводят в широкомдинамичесхом диапа
зоне значений сигнала. Если вспектре сигнала, например, присутствуют составляющие как с большими,
так и с малыми амплитудами, то их нельзя оценить с одинаковой точностью ввиду ограничений на динами
ческий диапазон измерительной системы. В таких случаях может потребоваться «вырезать» составляю
щие с большой амплитудой, чтобы повысить точность анализа оставшихся компонент сигнала.
Фильтрацию часто применяют для отделения информативного сигнала от возмущений (электронного
шума в высокочастотной области, сейсмических колебаний в области очень низких частот).
Если фильтры используют для выделения конкретной частотной составляющей, то следует убедить
ся, что фильтрация обеспечивает достаточное подавление составляющих на других частотах. Фильтры
простой конструкции (низких порядков) не обеспечивают подавление всех составляющих вне анализируе
мой области частот вследствие пологого спада их частотной характеристики.
Пример
—
Фильтр, крутизна спада частотной характеристики которого составляет 24 дБ/окта-
ва, будет пропускать 15% сигнала на удвоенной частоте среза и 45% сигнала на полуторной частоте
среза. Чтобы улучш ит ь подавление нежелательных составляющих, применяют каскад из нескольких
фильтров простой конст рукции или используют ф ильт ры более высоких порядков.
4 Обработка и анализ данных
4.1 Общие положения
Обработка данных включает сбор исходных данных, фильтрацию нежелательного шума и других
сигналов, не представляющих интерес для последующего анализа, и представление сигналов в форме,
требуемойдля диагностирования. Поэтому обработка данных является важным этапом в процессе поста
новки диагноза. Сборщики данных с датчиков вибрации должны обеспечивать достаточное разрешение
как по амплитуде, так и по времени. Если собираемые данные представляют в цифровом виде, то раэряд-
5