Представление виброакустического сигнала

Виброакустический сигнал (ВАС) может быть представлен во временной и частотной областях (рис. 3.8).

Между временной функцией сигнала и ее отображением в частотной области существуют математические зависимости

и ,

называемые прямым и обратным преобразованиями Фурье. Функция называется комплексным спектром или спектральной функцией.

Рис. 3.8. Представление периодических сигналов:

а – временное; б – частотное; 1 – первый гармонический сигнал;

2 - второй гармонический сигнал; 3 – суммарный сигнал.

Физический смысл преобразования Фурье состоит в том, что если известна реализация процесса во временной области (наблюдается на экране осциллографа), то с помощью преобразования Фурье можно подсчитать вклад этой функции в колебания на частоте , перейдя к распределению амплитуд в частотной области.

Как известно, круговая частота и период колебаний связаны соотношением

.

Частотную реализацию виброакустического процесса осуществляют с помощью прибора, называемого анализатором спектра. Временную реализацию виброакустического процесса осуществляют с помощью осциллографа.

Периодическая вибрация обычно рассматривается как колебательное движение объекта диагностирования относительно положения равновесия (рис. 3.9) и для ее описания достаточно двух параметров:

– периода осцилляции (или частоты колебаний );

– амплитуды колебаний .

Рис. 3.9. Параметры гармонического сигнала

В практике вибродиагностики в качестве информативных параметров наиболее часто используют:

– пиковое верхнее (нижнее) значение амплитуды , характеризующее максимальный размах колебаний относительно положения равновесия;

– среднее абсолютное значение

– среднее квадратическое значение

Основным преимуществом измерения средних квадратических значений ВАС является независимость этих значений от сдвигов фаз между отдельными составляющими спектров измеряемой вибрации.