電機(jī)采樣頻率 采樣點(diǎn)數(shù) 分辨率 譜線數(shù)
較高分析頻率:fm指需要分析的較高頻率,也是經(jīng)過抗混濾波后的信號(hào)較高頻率。根據(jù)采樣定理,fm與采樣頻率fs之間的關(guān)系一般為:fs=2.56fm;而較高分析頻率的選取定于設(shè)備轉(zhuǎn)速和預(yù)期所要判定的故障性質(zhì)。采樣點(diǎn)數(shù)n與譜線數(shù)m有如下的關(guān)系:其中譜線數(shù)m與頻率分辨率△f及較高分析頻率fm有如下的關(guān)系:△f=fm/m 即:m=fm/△f所以:n=2.56fm/△f采樣點(diǎn)數(shù)的多少與要求多大的頻率分析率有關(guān)。例如:機(jī)器轉(zhuǎn)速3000r/min=50hz,如果要分析故障頻率估計(jì)在8倍頻以下,要求譜圖上頻率分析率△f=1hz,則采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置為:
較高分析頻率:fm=8*50hz=400hz;
采樣頻率:fs=2.56*fm=2.56*400hz=1024hz;
采樣點(diǎn)數(shù)n=2.56*(fm/△f)=2.56*(400hz/1hz)=1024
譜線數(shù)m=n/2.56=1024/2.56=400條
按照fft變換,實(shí)際上得到的也是1024點(diǎn)的譜線,但是我們知道數(shù)學(xué)計(jì)算上存在負(fù)頻率,是對(duì)稱的,因此,實(shí)際上我們關(guān)注的是正頻率部分對(duì)應(yīng)的譜線,也就是說正頻率有512線,為什么我們通常又說這種情況下是400線呢,就是因?yàn)橥ǔG闆r下由于頻率混疊和時(shí)域截?cái)嗟挠绊?,通常認(rèn)為401線到512線的頻譜精度不高而不予考慮。
另外,采樣點(diǎn)數(shù)也不是隨便設(shè)置的,即不是越大越好,反之亦然,對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械必須滿足整周期采樣,以消除頻率畸形,單純提高分辨率也不能消除頻率畸形,過去有人以為數(shù)據(jù)越長越好,或隨便定時(shí)域信號(hào)長度,其實(shí),這樣就是在某些概念上不清楚,例如:不清楚整周期采樣。
不產(chǎn)生頻率混迭的低采樣頻率fs要求在2倍大分析頻率fm,之所以采用2.56倍主要跟計(jì)算機(jī)二進(jìn)制的表示方式有關(guān)。其主要目的是避免信號(hào)混淆保證高頻信號(hào)不被歪曲成低頻信號(hào)。
采樣長度t的選擇首先要保證能反映信號(hào)的全貌,對(duì)瞬態(tài)信號(hào)應(yīng)包括整個(gè)瞬態(tài)過程,對(duì)周期信號(hào),理論上采集一個(gè)周期信號(hào)就可以了。其次需考慮頻率分辨率,采樣長度t在大分析頻率fm確定的情況下與頻率分辨率△f是反比關(guān)系,也就是t越長△f越小,即頻率分辨率越高。
一般的分析軟件都是設(shè)置譜線數(shù)m,采樣點(diǎn)數(shù)n=2.56m。信號(hào)分析中常用的采樣點(diǎn)數(shù)是512、1024、2048、4096等。等效于我們常說的200、400、800、1600線等頻譜線數(shù),頻譜分析一般采樣點(diǎn)數(shù)選取2的整數(shù)次方。△f=fm/m,可見譜線數(shù)m越大頻率分辨率△f越小 即頻率分辨率越高。
在電機(jī)的故障診斷中,為了發(fā)現(xiàn)邊帶間隔為極通頻率(一般在1hz以下)的峰值,常常需要*的分辨率(1hz以下),一般選擇210hzfm,6400譜線。
至于整周期采樣是很難實(shí)現(xiàn)的,必然會(huì)因?yàn)樾盘?hào)截?cái)喽a(chǎn)生泄露,為了避免這些誤差,所以要采取加窗的辦法。
電機(jī)采樣頻率 采樣點(diǎn)數(shù) 分辨率 譜線數(shù)