Comprendre la cohérence

1. Définition : Qu’est-ce que la cohérence ?

Cohérence (également appelée fonction de cohérence) est un outil de traitement du signal utilisé dans analyse des vibrations Pour déterminer la qualité et la validité d'une mesure. Il s'agit d'une valeur comprise entre 0 et 1 qui indique la proportion du signal de sortie à une fréquence donnée directement liée au signal d'entrée.

• Une cohérence de 1.0 à une fréquence spécifique signifie qu'il existe une relation linéaire parfaite entre les deux signaux. 100% de la sortie à cette fréquence est provoqué par l'entrée.
• Une cohérence de 0.5 Cela signifie que seule une portion de 50% de l'énergie du signal de sortie à cette fréquence est linéairement liée au signal d'entrée. Les 50% restants sont dus à d'autres facteurs tels que le bruit, les non-linéarités ou d'autres entrées non mesurées.
• Une cohérence de 0.0 signifie qu'il n'y a aucune relation linéaire entre les deux signaux à cette fréquence.

La cohérence est calculée à l'aide de la densité spectrale de puissance croisée et nécessite un analyseur multicanal capable de mesurer deux signaux simultanément.

2. Principales utilisations de la cohérence

La cohérence est principalement utilisée dans deux domaines clés :

a) Validation Fonction de réponse en fréquence (FRF) Mesures

Il s'agit de l'utilisation la plus courante et la plus critique de la cohérence. Lors d'un test d'impact (ou test de résistance) pour mesurer une FRF, le tracé de cohérence est essentiel pour évaluer la qualité des données.

• Bonne mesure : Pour une FRF valide, la cohérence doit être très proche de 1,0 aux fréquences correspondant aux pics de résonance. Une cohérence élevée (par exemple, > 0,95) permet à l'analyste de s'assurer que la réponse mesurée est bien due à l'impact du marteau et non à des vibrations de fond ou à un bruit de mesure.
• Mauvaise mesure : Si la cohérence chute significativement à un pic de résonance, cela indique une mesure erronée. Cela peut être dû à un mauvais impact du marteau, à un environnement bruyant ou à une réponse structurelle non linéaire. L'analyste doit rejeter les données de cet impact et réessayer. La cohérence sera naturellement faible aux antirésonances (les « vallées » de la FRF), ce qui est normal.

b) Identification de la source

La cohérence permet de déterminer si les vibrations d'une machine sont à l'origine des vibrations d'une autre. Par exemple, si vous partagez une pompe et un moteur et que vous suspectez que le moteur est à l'origine des vibrations de la pompe :

• Procédure : Placez-en un accéléromètre sur le moteur (entrée) et un second accéléromètre sur la pompe (sortie). Mesurer les deux signaux simultanément et calculer la cohérence.
• Interprétation: Si la cohérence est élevée au niveau du moteur vitesse de courseCela prouve clairement que les vibrations sont transmises du moteur à la pompe via leur structure commune. Si la cohérence est faible, les vibrations de la pompe sont probablement dues à ses propres problèmes (par exemple, déséquilibre de la pompe, cavitation) et non au moteur.

3. Facteurs qui réduisent la cohérence

Plusieurs facteurs peuvent entraîner une valeur de cohérence inférieure à 1,0 :

• Bruit de mesure : Contamination du signal d'entrée ou de sortie par un bruit étranger.
• Systèmes non linéaires : La cohérence ne mesure que la relation *linéaire*. Si le système est non linéaire (par exemple, en raison d'un jeu, de fissures ou d'interactions fluide-structure), la cohérence sera faible, même en cas de relation causale.
• Délais : Un délai important entre les signaux d’entrée et de sortie peut réduire la cohérence.
• Autres entrées non mesurées : Si la sortie est causée par plusieurs sources et que vous n'en mesurez qu'une seule comme entrée, la cohérence sera faible.

En résumé, la fonction de cohérence est un outil de contrôle qualité essentiel pour les mesures de vibrations avancées, offrant une confiance dans la validité des données FRF et aidant à identifier les chemins de transmission des vibrations.

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