Ժամանակային ազդանշանի ալիքաձևը. տատանումների վերլուծության հիմքը
ժամանակի ալիքաձև — որը նաև կոչվում է ժամանակային տիրույթի ազդանշան — դա չմշակված, հում ազդանշանն է, որը ուղղակիորեն գալիս է տատանումների փոխակերպիչից օրինակ՝ ակսելերոմետր կամ մոտեցման զոնդ. Այն գրաֆիկ է, որը կառուցում է լիարժեք ամպլիտուդ -ի տատանում ուղղահայաց (Y) առանցքի վրա՝ ըստ ժամանակի՝ հորիզոնական (X) առանցքի վրա։ Այլ կերպ ասած՝ այն մեքենայի ֆիզիկական առաջ-հետ շարժման ուղղակի, պահից-պահ պատկերն է զոնդի տեղադրման վայրում՝ կարճ ժամանակային պատուհանում՝ այն բնօրինակ գրառումը, որից ստացվում է տվյալների յուրաքանչյուր այլ դիտարկում։
1. Սահմանում. Ի՞նչ է ժամանակային ալիքաձևը
Ցանկացած մաթեմատիկական մշակումից առաջ զոնդը արտադրում է շարժմանը համեմատական անընդհատ փոփոխվող լարում։ Երբ այդ լարումը սամպլավորվում և ցուցադրվում է ըստ ժամանակի, արդյունքում ստացվում է ժամանակային ալիքաձևը։ Այն տատանումների ամենաուղղակի պատկերն է. ոչինչ չի միջինացվել, ֆիլտրվել կամ վերածվել։ Վերլուծաբանի օգտագործած յուրաքանչյուր այլ գործիքը՝ սպեկտրը, վիճակագրական ցուցանիշները, ուղեծրային գրաֆիկները, հաշվարկվում են սկսած այս ազդանշանից, ինչի պատճառով ալիքաձևի հասկացումը հիմք է հանդիսանում բոլոր տատանումների վերլուծություն.
Քանի որ այն պահպանում է իրադարձությունների իրական հաջորդականությունը, ալիքաձևը պատասխանում է այնպիսի հարցի, որին հաճախականային տիրույթը չի կարող. ոչ միայն որը հաճախականություններ են առկա, այլ ճիշտ երբ և քանի դաժան է հարվածել յուրաքանչյուր իրադարձությունը։
2. Ժամանակային ալիքաձևի դերը դիագնոստիկայում
Չնայած հաճախությունների սպեկտրը (FFT) հիմնական գործիքն է մեքենաների մեծամասնության կայուն վիճակի թերությունները ախտորոշելու համար, ժամանակային ալիքաձևը անփոխարինելի և լրացնող գործընկեր է։ FFT հաշվարկում է հաճախականային բովանդակությունը միջինացված նմուշի տևողության ընթացքում, և դրանով իսկ կարող է շփոթեցնել կամ թաքցնել կարճատև, անցումային կամ ոչ պարբերական իրադարձություններ։ Ալիքաձևը ցույց է տալիս ճիշտ, թե ինչ է տեղի ունեցել մի պահից մյուսը, ինչը այն դարձնում է գերազանց վերլուծելու համար.
- Իմպուլսային իրադարձություններ. այն հստակ ցույց է տալիս սուր հարվածները, որոնք հաճախ առաջին նշանն են առանցքակալ կամ ատամնանվերների դեֆեկտներ.
- Մոդուլյացիա և բիթեր. դասական բարձրացման և իջնելու պատկերը բաբախում ամենադիտավոր է ժամանակային ազդանշանի ալիքաձևում։
- Անցումային իրադարձություններ. այն կարող է գրանցել պատահական, մեկանգամյա իրադարձություններ, որոնք FFT-ը պարզապես միջինացնելու էր։
- Ազդանշանի կտրում. այն անմիջապես բացահայտում է, արդյոք զոնդի ազդանշանը գերազանցել է վերլուծիչի մուտքային միջակայքը՝ վիճակ, որը կարող է ամբողջությամբ անվավեր դարձնել FFT-ը։
- Շփումներ. սուր, խեղաթյուրված ստորագրությունը ռոտորի շփում հաճախ ամենահստակն է ալիքաձևում։
Այս պատճառով հմուտ վերլուծաբանը միշտ դիտարկում է և՛ սպեկտրը, և՛ ժամանակային ալիքաձևը միասին. վստահել միայն մեկին՝ մեքենայի պատմության մի մասը անպատասխան է մնում։
3. Ինչպե՞ս վերլուծել ժամանակային ալիքաձևը
Ալիքաձևը կարդալը նշանակում է ուսումնասիրել դրա ձևը և մի շարք հիմնական բնութագրեր։ Կարևոր են նաև գրանցման համար օգտագործվող պարամետրերը. նմուշի երկարությունը պետք է բավականաչափ մեծ լինի՝ լիսեռի մի քանի պտույտ պարունակելու համար, իսկ սամպլավորման հաճախականությունը՝ բավականաչափ բարձր՝ խուսափելու ալիասինգ հաճախականային բովանդակությունից, որը առաջանում է հարվածներից։
Պիկային ամպլիտուդ
Ամենամեծ ամպլիտուդը՝ գագաթնային — իրադարձության մեջ առկա ամենամեծ ուժի կամ լարվածության ուղղակի չափումն է։ Ցածր էներգիայով ազդանշանում բարձր գագաթը հարվածային գործընթացի ուժեղ նշան է։ Քանի որ հարվածները շատ կարճատև են, վերլուծաբանները հաճախ դիտարկում են իրական գագաթնակետ փոխարենը՝ միջինացված արժեքի, և կարող են նշել այն peak-to-peak տեղաշարժի ազդանշանների համար։
Ընդհանուր ձևը
Առողջ, լավ հավասարակշռված մեքենան սովորաբար արտադրում է մաքուր, սինուսոիդալ ալիքաձև աշխատանքային պտտաթիվ հաճախականությամբ։ Այդ ձևի խեղաթյուրումները բացահայտում են այլ հաճախականությունների կամ ուժերի առկայությունը։ Օրինակ՝ «հարթված» կամ «կտրված» տեսքը դասական նշանն է մեխանիկական թուլացում, որտեղ բաղադրիչի շարժումը ֆիզիկապես սահմանափակվում է շարժման ծայրահեղ կետերում։
Կրկնվող պատկերներ և պարբերականություն
Կուրսորները գրաֆիկի վրա տեղադրելով՝ վերլուծաբանը կարող է չափել կրկնվող իրադարձությունների միջև ժամանակը.
- Հիմնական գագաթների միջև ժամանակը տալիս է պարբերություն հիմնական տատանման, որն ուղղակիորեն վերածվում է դրա հաճախություն (Հաճախականություն = 1 / Պարբերություն)։
- Ավելի փոքր, կրկնվող հարվածները, որոնք «եզրապատում» են հիմնական ալիքաձևը, կարող են ճշգրիտ որոշել առանցքակալի կամ ատամնավոր փոխանցման թերության կրկնման հաճախականությունը՝ հաճախ նախքան այդ թերությունը հստակ երևալը սպեկտրում։
Վիճակագրական պարամետրեր
Ալիքաձևից հաշվարկված արժեքները հզոր, կոմպակտ դիագնոստիկ ցուցանիշներ են.
- RMS (միջին քառակուսային արմատ): չափում է ազդանշանի ընդհանուր էներգիայի բովանդակությունը և հետևում ընդհանուր ուժգնությանը։
- Պիկային գործակից: գագաթային ամպլիտուդի հարաբերակցությունը RMS-ին։ Բարձր գագաթային գործակիցը (շատ ավելի բարձր 3-ից) ազդանշան է ուժեղ հարվածների մասին՝ համեմատաբար ցածր էներգիայի մակարդակի դեպքում։
- Կուրտոզիս: զգալիության «զայրույթի» (peakedness) չափում, որը բարձր զգայունություն ունի առանցքակալի վաղ փուլի թերությունների նկատմամբ, հաճախ աճելով RMS-ից առաջ։
4. Ժամանակային ալիքի գրառումը տեղում
Ժամանակային ալիքը օգտակար է միայն այն դեպքում, երբ այն մաքուր գրանցվում է աշխատող մեքենայի վրա։ Կրելի երկու ալիքով սարք, ինչպիսին է Balanset-1A գրանցում է ժամանակային տիրույթի հում ազդանշանը իր ակսելերոմետրներից՝ FFT սպեկտրի հետ միասին, որպեսզի վերլուծաբանը կարողանա անցնել նույն չափման երկու տեսքերի միջև տեղում։ Դիտելու կենդանի ալիքը, մինչդեռ մեքենան աշխատում է, անմիջապես պարզ է դարձնում, թե արդյոք ազդանշանը կտրվում է, արդյոք կան սուր ազդեցություններ, և արդյոք գրանցված պատուհանը բավականաչափ երկար և կայուն է վստահելու համար՝ ստուգումներ, որոնք շատ ավելի դժվար է կատարել միայն մշակված սպեկտրից։
5. Ժամանակային ալիք vs. Սպեկտր. Համագործակցություն
Ժամանակային ալիքը և հաճախականության սպեկտրը նույն տվյալների երկու տարբեր տեսքեր են, և դրանք լավագույնս աշխատում են համադրությամբ, այլ ոչ թե մրցակցությամբ՝
- սպեկտր առաջատար է բազմաթիվ, մոտիկ տեղակայված, կայուն վիճակի հաճախականությունները տարանջատելու հարցում՝ օրինակ՝ առանձնացնելով աշխատանքային արագության հարմոնիկներ մոտակա ատամնավոր զույգի բաղադրիչից։
- ազդանշանի ձև առաջատար է բացահայտելու ազդեցությունների իրական ամպլիտուդը և ոչ կայուն վիճակի իրադարձությունների բնույթը։
Սովորական օրինակը համագործակցությունը կոնկրետացնում է. սպեկտրը կարող է ցույց տալ միայն մի փոքր բարձրացած աղմուկի մակարդակ, մինչդեռ ժամանակային ալիքը բացահայտում է, որ պատճառը ցածր ամպլիտուդով, կրկնվող ազդեցությունների շարքն է՝ զարգացող առանցքակալի թերությունից։ Մեկ տեսքը նշում է, որ ինչ-որ բան փոխվել է; մյուսը բացատրում է, թե ինչ է այն։ Միասին դրանք տալիս են մեքենայի առողջության ամբողջական պատկերը։
