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现任职北京英华达 ISO18436-2四级国际振动分析师认证 盛迪振通，创为实，福禄克，普迪美 峰值、峰峰值和有效值的意义 对一个多频率成分的信号，波形不是正弦波，峰峰值、峰值、有效值间没有固定的比例关系，选用哪一个就要看其代表的物理意义。 位移峰峰值，代表在多大空间范围内振。 速度有效值，代表振动能量的大小，因为能量是0.5mv2。 加速度峰值，代表振动过程中所受的最大的力，因为f=ma，加速度波形就代表每个时刻轴承座受到的力的大小。 通频峰值和峰峰值只能在波形里测得，因为相同的分频成分，相互的相位关系不同会影响叠加得到的峰值大小，频谱内没有相位信息，所以无法通过频谱得到峰值和峰峰值。 通频有效值可以用波形计算，但计算量很大，只能用仪表或计算机计算。也可以在频谱中由各分量的平方和再开方得到，几个简单谱线的有效值的和手动即可算出。 一个标准的振动幅值的应该写成50 μm P-P、5 mm/s rms或10m/s2 P。 手持的简单测振表，默认的都是位移峰峰值，速度有效值，加速度峰值。其他测振设备如果没有特别说明，也可以这样认为。欧洲标准有测速度峰值和加速度有效值的，如果出现读数差别要考虑到单位选择的不同。 位移速度加速度间的换算 如上一章所说，单一频率的信号，其数学表达式就是正弦函数，位移幅值微分后得到速度，其幅值就是位移乘以2πf，f是频率，单位是1/s。 比如50 μm P-P的位移值，如果频率是50hz，速度就是 50*2*3.14*50=15700μm/s P-P 换算成mm/s rms，15700/（1000*2*1.414）=5.55mm/s rms 换算成加速度，速度再乘以2πf 15.7（mm/s P-P）*2*3.14*50/（2*1000）=2.46m/s2 P 反过来也一样，加速度值除以2πf得到速度，速度值除以2πf得到位移，注意峰峰值，峰值和有效值的变换。 频谱里每根谱线都可以看做一个单一频率的振动信号，所以对任意一个频谱，如果其单位是峰峰值，所有值除以2就得到峰值频谱，再除以1.414就得到有效值频谱。一个加速度频谱，对每根谱线除以2πf，就可以得到速度频谱，对位移频谱的每根谱线乘以2πf可以得到速度频谱。因此从数学上，得到振动信号的任意一个参数的波形和频谱，都可以计算得出另外两个参数的波形和频谱，测量任意一个参数都是等效的。 多频率成分的通频幅值，位移速度加速度间不能换算 现场测量设备的振动，经常是由多个频率成分组成的复杂振动，位移要换算成速度，或速度换算成加速度，各成分的幅值要分别乘以其频率，由于各频率成分幅值的占比大小不同影响通频值的大小，所以多频率成分信号的通频位移、速度和加速度值间无法直接进行换算。 简单判断是否只存在转频成分 利用上一条的逆反描述，假设只有简单测振表时，测到的通频位移峰峰值按只有转频计算速度有效值，如果和测量得到的速度有效值接近，说明振动以转频成分为主，如果差别较大，说明含有其他明显的频率成分。这个方法可以在只有简单测振表的情况下大致判断频率成分。 对频率的响应 速度等于2πf倍的位移，也就是说，相同的位移值，频率越高，速度越大。这很容易理解，在一定的距离内来回运动，频率越高，即单位时间内来回的次数越多，速度当然就越大。 同理，相同的速度值，频率越高，加速度值越大。 大家可以自己计算下50 μm P-P在5hz和500hz时的速度和加速度值。 大家可能经常见到这张图，这张图是在所有频率下速度值是5mm/s的时候，位移和加速度各是多大。意思是，如果一个速度频谱各谱线上的幅值都是5mm/s，换算成位移或加速度，每根谱线上的幅值就会对应上图的各点幅值。 就是说，一个低频信号的位移幅值很大，加速度幅值很小，一个高频信号的加速度幅值很大，位移幅值很小。这是由位移速度加速度的定义造成的，是天然的物理规律，和测什么设备，用什么传感器，用哪家的仪器等各种外部条件都没有任何关系。 反过来说，位移幅值对低频信号更敏感，加速度幅值对高频信号更敏感，速度适用于中频段信号。 虽然知道任何一个参数的波形等详细信息，都可以得到另外两个，但是对状态监测和振动分析来说，使用位移、速度还是加速度监测不同频率的信号会有不同的效果，测到的幅值越大，信噪比就越高，分析就越方便。下一章就从它们适合的频率范围开始。 |
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