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阻尼系数 (阻尼比)

阻尼系数是每个频率的衰减比率。这可以获得所需频率的衰减比,并影响材料的选择以及固有频率。
该值以%表示,较大的阻尼系数表示该频率的阻尼较快,而较小的阻尼系数表示该频率的阻尼较慢。对于每个谐振频率,阻尼因子 (ζ) 由FFT分析器通过3dB下的频宽Δf和谐振频率f0通过下式 (半宽法) 求出。

  • 阻尼系数 (阻尼比)

通道间延迟

在测量诸如声学或机械系统之类的传递函数时,如果系统中的信号传播时间很长并且系统的输入和输出信号之间存在时间偏差,则无法精确测量传递函数。(这会导致相干函数降低。)

延迟功能通过延迟从通道的采样开始而不是主通道的采样开始来补偿通道之间的时间偏差。

分贝 (dB)

电压,声压等通常表示为dB (分贝),但dB是常用对数 (log10) 。
作为复习,作为高中数学中学到的log的性质;

  • 分贝 (dB) _No.1

此外,对数运算;

  • 分贝 (dB) _No.2

按钮,将选定控件在Tab键次序中下移一个位置。

分贝 (dB);

  • 分贝 (dB) _No.3

) 中被调用,将出现故障。P0是参考电平,使用1 V电压和20μPa (帕斯卡) 声压。dB表示平方比率或功率比率。如果P是相同的象参考级别,P2/P02=1,因此log10 1=0,因此0 dB。假设0 dB=1 (P0=1),那么10倍等于多少dB呢?;

  • 分贝 (dB) _No.4

然而,这是20 dB。每次计算都要乘以2次方很麻烦,所以如果你从前面的数学公式中将2次方放在前面并将其设置为20 log;

  • 分贝 (dB) _No.5

,没有必要平方,这很容易。简而言之,虽然数学表达式可能不熟悉,但简而言之,如果真数(dB之前的值=a、b)是10倍,它将从101变为20 dB,如果它变为1/10,它将从10-1变为-20 dB。

触发功能

触发功能是根据输入信号的某个点或外部信号开始采样的功能。

内部触发器将输入信号本身作为采样开始信号或触发信号,以其达到设定电压的时间为基准开始采样;外部触发器从外部输入脉冲信号,以该时间为基准开始采样。

使用此功能,可以有效地捕获和分析要分析的波形部分。另外,平均时间波形时,通过触发功能使波形同步。

触发极性

有三种类型:当信号上升并达到设定电压时触发 (+),
当信号下降并达到设定电压时触发 (-),
两者都触发。

触发位置

指定在触发点 (触发点) 之前或之后开始采样的次数。
在触发点之前开始采样称为预触发,
在触发点之后开始采样称为后触发。

触发电平

设置触发的电压电平。

触发器类型

有单个触发器、重复触发器和单次触发器。

单触发器 单触发模式是一旦触发并获取一帧,就成为等待状态的模式。
重复触发器 重复触发器是每次触发触发器时捕获一帧的模式。如果在采样过程中出现触发脉冲,则忽略该脉冲。
单次触发器 单次触发是一旦触发就变为无触发 (没有触发的状态) 的模式。

奈奎斯特图

频率响应函数 (传递函数) 的实数部分是横轴,虚数部分是纵轴,频率绘制的图称为奈奎斯特线图,主要用于确定控制系统的稳定性。

尼古拉斯图

显示频率响应函数 (传递函数),纵轴为增益,横轴为相位。

波峰因数 (Crest Factor)

定义为波形的峰值与有效值之比 (峰值/有效值) 。DC的波高率 (Crest Factor) 为“1”,正弦波的Crest Factor为√2=1.414。

例如,在峰值和有效值中,振动值会根据轴承的大小而相对变化(大轴承振动的有效值也大,异常状态时的峰值也更大。),但由于冲压因子值是求出的峰值和有效值的比,因此振动值不受轴承大小的影响,可以更准确地判断划痕等的异常程度。如果测量的信用系数的值大,则判断为异常程度大。

功率谱

将信号的功率按照一定的频带划分,将每个频带的功率作为频率的函数表示,这就是功率谱。单位为振幅的平方 (V2rms) 。

FFT分析器使用傅里叶变换从时间波形计算频率波形。时间函数x (t) 的傅里叶对可由以下公式表示:。

功率谱_No.1(傅里叶变换)

功率谱_No.2(逆傅立叶变换)


复函数X (f) 是时间函数x (t) 傅里叶谱。如果知道傅立叶光谱,也可以播放原始的时间波形,如上面的关系式所示。

实际上,“离散傅里叶变换” (Discrete Fourier Transform) 正在进行,以便从有限采样值进行数值计算。FFT分析器使用快速傅里叶变换 (Fast Fourier Transform),这是一种快速DFT计算方法。

功率谱的维度为 (V2rms),但在本机中,线性标度设置为√ (V2rms) 。因此,将其视为该频率的时间波形的有效值。也可以通过菜单显示 (V2rms) 。

初始状态下,X轴显示频率,Y轴显示对数刻度,1 (V2rms) 到0 (dBV rms) 。

功率谱的线性/对数转换

请在下栏框中输入半角数值,然后按原来的单位按钮。下面一栏会显示换算成各个单位的值。

   

 

 

 

 


V rms:功率谱线性显示时的有效值
V0-p:功率谱线性显示时的零峰值
dBVr:功率谱日志显示时的有效值
dBV0-p:功率谱日志显示时的零峰值

计算是;

V0-p = √2×V rms

dBVr=10 LOG{Vrms/ (基数) }2=20 LOG (Vrms) [基数为有效值1 Vrms]

来定义自定义外观。

请注意,由于有效数字的关系,计算值可能与真值不完全一致。

功率谱密度 (Power Spectral Density)

在数字FFT分析器中,带宽 (Micro f) 因分析频率范围而异。例如,在1/800分辨率下,带宽等于20 kHz/800=25 Hz,在20 kHz范围内。

当对宽带 (分布) 信号 (如白噪声) 进行频率分析时,功率是每个带宽的积分值。因此,如果更改分析范围,该值将更改且无法进行比较。因此,通过以下方法获得每单位频率 (1Hz) 的功率谱,这称为功率谱密度 (缩写为PSD) 。然而,在线路频谱信号没有意义。

功率谱密度计算如下:。

  • 功率谱密度 (Power Spectral Density)

在这里

Pk⊿f 功率谱
⊿f 频率分辨率
Wf 窗口校正因子

=1 (矩形)

=1.5 (汉宁)

=3.6714 (平顶)

换句话说,我们标准化了与每个窗口相对应的带宽所获得的功率。另外,求该功率谱密度时,请尽量使用汉宁窗或矩形窗进行测量。

希尔伯特变换

实函数f (t) 的希尔伯特变换g (t) 由公式 (1) 定义,逆希尔伯特变换由公式 (2) 定义。

  • 希尔伯特转换_No.1
  • 希尔伯特转换_No.2

其中*表示卷积。

在此,根据实函数f (t),利用希尔伯特变换,定义 (3) 式的解析信号 (复数) Z (t) 。

  • 希尔伯特转换_No.3

因为Z (t) 是复数,所以用矢量表示的话

  • 希尔伯特转换_No.4

在这里

  • 希尔伯特转换_No.5
  • 希尔伯特转换_No.6

r (t) 称为f (t) 的振幅 (包络),θ (t) 称为瞬时相位。也就是说,任意的实函数f (t)

  • 希尔伯特转换_No.7

) 中被调用,将出现故障。

因此,通过使用希尔伯特变换,可以确定f (t) 的包络,然后计算对数阻尼率 (甚至阻尼比) 。

包络表示系统瞬时能量的时间变化。此外,f (t) 可以从另一个参数观察,即瞬时相位,而不仅仅是振幅。

对θ (t) 进行微分

  • 希尔伯特转换_No.8

也可以将其视为瞬时频率。

轴以频率显示,Y轴以1 (V^2rms) 到0 (dBV rms) 的对数比例显示。

傅里叶变换Fourier Transform

当利用 (1) 式的复傅立叶系数如 (2) 式那样表示由变域-T/2≤t≤T/2定义的时间函数x (t) 时,由于复指数函数的周期性,该x (t) 是即使在该变域外也重复与变域内相同形式的周期函数。因此,在周期T中重复相同波形的周期函数x (t) 由 (1) 式的复傅里叶级数表现。

  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.1
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.2

另一方面,为了求使定义时间函数x (t) 的时间区间长T无限长时的 (1)、(2) 式的极限,对两式实施 (3) 式那样的变换,则 (2) 式的积和置换为积分,得到 (4)、(5) 式那样的变换对。

  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.3
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.4
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.5

(4)式被称为x (t) 的傅立叶变换,式 (5) 被称为X (f) 的逆傅立叶变换,这对式被称为傅立叶变换对或傅立叶积分对。注意,作为频率f的函数的X (f) 也被称为复振幅 (或傅里叶频谱) 。由公式 (4) 和公式 (5) 可知,傅立叶变换根据时间函数获得与其对应的频率函数,而逆傅立叶变换根据频率函数获得时间函数。

另外,有时也使用将时间函数x (t) 的起点设为时间轴的原点,x (t) 在t<0的区间中为0,将傅立叶变换的积分区间设为半无限区间的下述变换对。

  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.6
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.7

现在,若将由 (4) 式定义的频率的复函数X (f) 表示为如 (8) 式那样,则形成时间函数x (t) 的频率f的分量根据 (5) 式的定义为 (9) 式。

  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.8
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.9
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.10
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.11
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.12
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.13
  • 傅里叶变换Fourier Transform_No.14

即,频率f的分量的振幅为2|X (f) |,相位为X (f) 的偏角∠X (f) 。因此,X (f) 被称为x (t) 频谱,因为时间函数x (t) 的频率f的分量的幅度和相位是根据复数X (f) 计算的。

另外,利用 (1) 式求出的傅立叶系数仅在频率n/T上具有值,在其他频率上总是为0,因此被称为线谱。与此相对,(4) 式的X (f) 是频率的连续函数,因此称为连续频谱。

平均处理

平均处理类型

相加平均值,规格化相加平均值

  • 相加平均值,标准化相加平均值_No.1

N次加平均

  • 相加平均值,标准化相加平均值_No.2

指数平均值

对于指数平均值,请设置最新数据的加权数字,而不是计数设置。

此数字对应于模拟RC滤波器的时间常数。

当N=4时

  • 指数平均值

峰值保持

执行功率谱峰值保持。峰值保持 (存储) 从开始到暂停的每个频率行的最大值。

另外,与这个峰值保持联动,有极大超越功能。这被认为是全双工峰值保持功能,当全双工是最大值时,记住瞬时功率谱。

峰值保持模式没有平均计数设置。因此,需要在“平均”模式下执行“开始”和“停止”操作。如果平均化次数已经设置,与峰值保持无关。此外,当执行峰值保持时,CRT执行的次数将增加。这是FFT操作的数量。


注意
峰值保持模式无法进行通道间运算等,因此无法显示以下函数的平均结果。

交叉频谱、频率响应函数、相干函数、相干输出功率、脉冲响应

减平均

“减平均”是从求平均后的功率谱中减去功率谱的功能。

公式

例)减平均值N=20

Si:第i次减去平均结果 (显示)

S:被减去的功率谱 (以前通过加法平均求出的功率谱)

Pi:第i个功率谱

减法平均开始

平均第1次S1=S- (1/20) x P1
平均第2次S2=S1- (1/20) x P2
平均第3次S3=S2- (1/20) x P3
平均第20次S20=S19- (1/20) x P20

扫掠平均值

正弦信号用于从较低频率扫描到较高频率,然后根据该信号执行FFT操作。

扫描平均值在每次接收时在主通道上检测最大光谱 (一条线),并仅计算这一条线。仅更新该行。

请注意,如果外部扫频信号的扫频速度快于算术时间,则会出现未定义的谱线 (脱齿) 。

可平均的区域和类型

时域平均值

相加平均值、指数化平均值

注意
时间区域的平均化是使用触发功能执行的同步相加。

同步相加具有将分析信号与输入中的触发器同步与随机噪声分离的优点。

平均时域也包括相位信息,因此必须提供捕获定时。平均时域 (自由运行) 没有触发功能,但是相位随机,并且平均没有意义。确保使用触发器功能。

频域平均

相加平均值、指数化平均值、峰值保持、相减平均值、扫描平均值

振幅区

相加平均值

板线图

频率特性表示由频率响应函数H (f) 的两个增益特性和相位特性组成,称为板线图。增益垂直轴以分贝 (dB) 为单位表示20log10 (H (f) ),相位以分贝或弧度表示。

模态分析

每个结构(机械、建筑物、汽车、自行车、家用电器等)都有自己的频率。因此,您需要知道结构如何在固有频率和其他频率下振动。模态分析是对各种结构物施加各频率振动时的状态进行模拟的软件。目前,通过组合FFT分析器、加振器、振动拾取器求出的各结构物上的传递特性,可利用计算机等简单地进行模态分析。这样可以发现构造上的弱点,有效地进行防振、隔音等对策。

实时分析

实时分析是一种分析状态,其中对采样数据执行连续的FFT操作,窗口之间没有间隙。

在普通的FFT分析中,对信号的分析数据长度 (1024或2048个点) 进行采样,然后对该数据执行FFT计算,但在此期间捕获下一个数据,这是一种在操作完成后立即执行下一个操作的方法。如果FFT计算时间 (包括显示时间) 小于采样时间,则可以进行实时分析。另一方面,如果计算时间长于采样时间,则在计算期间对一帧或更多新信号进行采样,并且可能发生信号丢失。相反,如果采样时间长于计算时间,则窗口的一部分可以与前一个窗口重叠 (称为重叠) 。

提升包络

倒傅里叶变换倒谱的短开夫伦西部分得到对数功率谱的包络。(提升包络) 此包络是系统特定的,与输入信号的频谱无关。

应用包括从语音波、生物波等提取基频和频谱包络。