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電機(jī)采樣頻率 采樣點(diǎn)數(shù) 分辨率 譜線數(shù)

來源:徐州六和測控技術(shù)有限公司   2018年09月17日 11:30  

電機(jī)采樣頻率 采樣點(diǎn)數(shù) 分辨率 譜線數(shù)

  1. 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)。
  2. 采樣點(diǎn)數(shù)N與譜線數(shù)M有如下的關(guān)系:
  3. 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

 

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5121024、20484096等。等效于我們常說的200400、8001600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?!?/span>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。

 

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