采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)、分辨率、譜線數(shù).doc

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1、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)、分辨率、譜線數(shù)1．最高分析頻率：Fm指需要分析的最高頻率，也是經(jīng)過(guò)抗混濾波后的信號(hào)最高頻率。根據(jù)采樣定理，F(xiàn)m與采樣頻率Fs之間的關(guān)系一般為：Fs=2.56Fm；而最高分析頻率的選取決定于設(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：N=2.56M??其中譜線數(shù)M與頻率分辨率ΔF及最高分析頻率Fm有如下的關(guān)系：ΔF=Fm/M??即：M=Fm/ΔF??所以：N=2.56Fm/ΔF★采樣點(diǎn)數(shù)的多少與要求多大的頻率分辨率有關(guān)。例如：機(jī)器轉(zhuǎn)速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障

2、頻率估計(jì)在8倍頻以下，要求譜圖上頻率分辨率ΔF=1Hz,則采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置為：最高分析頻率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/ΔF）=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(shuō)正頻率有512線，為什么我們通常又說(shuō)這種情況下是400線

3、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(guò)去，有人以為數(shù)據(jù)越長(zhǎng)越好，或隨便定時(shí)域信號(hào)長(zhǎng)度，其實(shí)，這樣做是在某些概念上不清楚，例如，不清楚整周期采樣.不產(chǎn)生頻率混迭的最低采樣頻率Fs要求在2倍最大分析頻率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(zhǎng)度T的

4、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(guò)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。其次需考慮頻率分辯率，采樣長(zhǎng)度T在最大分析頻率Fm確定的情況下與頻率分辯率△f是反比關(guān)系，也就是T越長(zhǎng)△f越小即頻率分辯率越高。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(shuō)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?！鱢＝Fm/M,可見(jiàn)譜線數(shù)M越大頻率分辯率△f越小即頻率分辯率越高。在電機(jī)

5、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，常常需要極高的分辯率（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。