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电机采样频率 采样点数 分辨率 谱线数
发布时间:2018-09-17   点击次数:712次

电机采样频率 采样点数 分辨率 谱线数

  1. 较高分析频率:FM指需要分析的较高频率,也是经过抗混滤波后的信号较高频率。根据采样定理,Fm与采样频率Fs之间的关系一般为:Fs=2.56Fm;而较高分析频率的选取定于设备转速和预期所要判定的故障性质。
  2. 采样点数N与谱线数M有如下的关系:
  3. 其中谱线数M与频率分辨率△F及较高分析频率Fm有如下的关系:△F=FM/M 即:M=FM/F所以:N=2.56FM/F

采样点数的多少与要求多大的频率分析率有关。例如:机器转速3000r/min=50Hz,如果要分析故障频率估计在8倍频以下,要求谱图上频率分析率△F=1HZ,则采样频率和采样点数设置为:

较高分析频率:FM=8*50HZ=400HZ;

采样频率:Fs=2.56*FM=2.56*400HZ=1024HZ;

采样点数N=2.56*(FM/F)=2.56*(400HZ/1HZ)=1024

谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400

 

按照FFT变换,实际上得到的也是1024点的谱线,但是我们知道数学计算上存在负频率,是对称的,因此,实际上我们关注的是正频率部分对应的谱线,也就是说正频率有512线,为什么我们通常又说这种情况下是400线呢,就是因为通常情况下由于频率混叠和时域截断的影响,通常认为401线到512线的频谱精度不高而不予考虑。

 

另外,采样点数也不是随便设置的,即不是越大越好,反之亦然,对于旋转机械必须满足整周期采样,以消除频率畸形,单纯提高分辨率也不能消除频率畸形,过去有人以为数据越长越好,或随便定时域信号长度,其实,这样就是在某些概念上不清楚,例如:不清楚整周期采样。

 

不产生频率混迭的低采样频率Fs要求在2倍大分析频率Fm,之所以采用2.56倍主要跟计算机二进制的表示方式有关。其主要目的是避免信号混淆保证高频信号不被歪曲成低频信号。

采样长度T的选择首先要保证能反映信号的全貌,对瞬态信号应包括整个瞬态过程,对周期信号,理论上采集一个周期信号就可以了。其次需考虑频率分辨率,采样长度T在大分析频率Fm确定的情况下与频率分辨率△F是反比关系,也就是T越长△F越小,即频率分辨率越高。

一般的分析软件都是设置谱线数M,采样点数N=2.56M。信号分析中常用的采样点数是512102420484096等。等效于我们常说的2004008001600线等频谱线数,频谱分析一般采样点数选取2的整数次方。△F=FM/M,可见谱线数M越大频率分辨率△F越小 即频率分辨率越高。

在电机的故障诊断中,为了发现边带间隔为极通频率(一般在1HZ以下)的峰值,常常需要极高的分辨率(1HZ以下),一般选择210HZFM6400谱线。

至于整周期采样是很难实现的,必然会因为信号截断而产生泄露,为了避免这些误差,所以要采取加窗的办法。

 

电机采样频率 采样点数 分辨率 谱线数

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