Vibrasiya Analizində Aliasing Anlaşması

Tərif: Aliasing nədir?

Aliasing vibrasiya məlumatlarının rəqəmsal təhlili zamanı baş verə biləcək kritik siqnal emal xətasıdır. Bu, siqnalın ən yüksək tezlik komponentlərini dəqiq tutmaq üçün çox aşağı sürətlə nümunə götürüldüyü zaman baş verir. Nəticədə, bu yüksək tezliklər yaranan FFT spektrində aşağı tezlikləri “aşağıya qatlayır” və ya “təqlid edir”, maşının vəziyyətinin ciddi yanlış diaqnozuna səbəb ola biləcək yalan tezlik pikləri yaradır.

Nyquist teoremi və seçmə dərəcəsi

Ləqəbini başa düşmək üçün əvvəlcə onu başa düşmək lazımdır Nyquist teoremi (Nyquist-Shannon seçmə teoremi kimi də tanınır). Rəqəmsal siqnal emalının bu əsas prinsipi:

Analoq siqnalı rəqəmsal formada dəqiq şəkildə təmsil etmək üçün seçmə tezliyi (Fs) siqnalda mövcud olan ən yüksək tezlik komponentindən (Fmax) ən azı iki dəfə olmalıdır.

Bu minimum seçmə dərəcəsi (2 * Fmax) adlanır Nyquist dərəcəsi. Vibrasiya təhlilində dəqiq ölçülə bilən ən yüksək maraq tezliyi seçmə sürətinin yarısıdır (Fmax = Fs / 2). Bu Fmax tez-tez Nyquist tezliyi kimi istinad edilir.

Aliasing necə baş verir?

Təsəvvür edin ki, yüksək tezlikli vibrasiya siqnalı rəqəmsal analizatorla ölçülür. Analizator sabit bir sürətlə (nümunə alma tezliyi) siqnalın diskret nümunələrini (snapshots) götürür.

• Nümunə alma sürəti kifayət qədər yüksəkdirsə (Nyquist dərəcəsindən xeyli yuxarı), analizator dalğa formasını dəqiq şəkildə yenidən qurmaq üçün kifayət qədər sayda nöqtə tutur.
• Bununla belə, seçmə sürəti çox aşağı olarsa, analizator nümunələr arasında baş verənləri “qaçırır”. Onun tutduğu bir neçə nöqtə tamamilə fərqli, aşağı tezlikli sinus dalğası yaratmaq üçün birləşdirilə bilər. Bu yeni, yalançı aşağı tezlik “ləqəbdir”.

Məsələn, əgər siqnalda 900 Hz komponent varsa, lakin analizatorun Fmax 500 Hz-ə təyin edilibsə (1000 Hz seçmə sürəti deməkdir), 900 Hz komponenti düzgün ölçülə bilməz. O, "ləqəblənəcək" və daha aşağı tezlikdə (xüsusilə Fs – 900 Hz = 1000 – 900 = 100 Hz-də) zirvə kimi görünəcək, potensial olaraq 1X sürət vibrasiyası ilə səhv salınacaq.

Aliasing qarşısının alınması: Anti-Aliasing Filter

Siqnalda mövcud ola biləcək bütün yüksək tezlikli məzmunu (məsələn, ultrasəs səs-küyü, təsirlər və ya radiotezlik müdaxiləsi) əvvəlcədən bilmək mümkün deyil. Buna görə də, sadəcə olaraq seçmə sürətinin kifayət qədər yüksək olmasına etibar etmək praktiki həll yolu deyil.

Bütün müasir rəqəmsal vibrasiya analizatorlarında istifadə olunan həll yoludur anti-aliasing filter. Bu, analoqdan rəqəmsal çeviricidən (ADC) * əvvəl* siqnal yolunda yerləşdirilən dik aşağı keçid filtridir. Bu necə işləyir:

1. İstifadəçi təhlili üçün istənilən maksimum tezliyi (Fmax) təyin edir.
2. Bu Fmax-a əsasən, analizator avtomatik olaraq anti-aliasing filtrinin kəsilmə tezliyini Fmax-dan bir qədər yuxarı təyin edir.
3. Sensordan gələn analoq siqnal, kəsmə nöqtəsindən yuxarı olan bütün tezlikləri aradan qaldıran və ya güclü şəkildə zəiflədən bu filtrdən keçir.
4. Yalnız süzülmüş, "təmiz" siqnal nümunə götürmək üçün ADC-yə göndərilir.

Seçilmiş seçmə sürətinin idarə edə bilmədiyi yüksək tezlikləri silməklə, anti-aliasing filtri aliasinqin baş verməsini fiziki olaraq qeyri-mümkün edir. O, rəqəmsal siqnal analizatorunun ən vacib komponentlərindən biridir və nəticədə əldə edilən FFT spektrinin seçilmiş tezlik diapazonu daxilində maşının vibrasiyasının həqiqi və dəqiq təsviri olmasını təmin edir.

← Əsas İndeksə qayıt