了解汉宁窗

定义：什么是汉宁窗？

"(《世界人权宣言》) 汉宁窗 是一种特定类型的数学函数，应用于时间波形数据块，然后由 快速傅里叶变换（FFT）.它是最常用的 窗口化 振动分析中的函数。汉宁窗的目的是最小化一个被称为 频谱泄漏.

窗口具有平滑的钟形形状。当与时间信号相乘时，它会强制信号在时间块的起始和结束处为零，并保持信号的中心不变。这种逐渐减小的过程确保了样本块的边界不会出现尖锐的人为不连续性。

为什么需要汉宁窗？（频谱泄漏）

FFT 算法从根本上假设其所分析的有限时间数据块代表信号的一个完美重复的周期。只有当每个频率分量的整数个周期恰好位于该时间块内时，此假设才成立。在旋转机器发出的实际信号中，这种情况几乎从未发生过。

当捕获到非整数个周期时，时间块的结束与开始不匹配。FFT 将这种不匹配视为急剧的跳跃或不连续。这种人为的不连续性包含不属于真实信号的能量，并且这些能量会“泄漏”到 FFT 频谱中的周围频率区间。这种泄漏可能：

• 导致单个尖锐的频率峰值呈现为宽而模糊的峰值，从而难以确定准确的频率。
• 模糊频率接近高振幅信号的低振幅信号。

汉宁窗如何解决问题

通过在时间块边界处强制信号为零，汉宁窗消除了人为的不连续性。FFT 现在看到的是一个平滑过渡的周期性信号，因此可以更准确地处理该信号。其结果是频谱泄漏显著减少，从而：

• 改进的频率分辨率： 涂抹效应减弱，频谱中的频率峰值变得更尖锐、更清晰。
• 提高幅度精度： 虽然窗口略微降低了整体峰值幅度（分析仪应用已知的校正因子进行补偿），但正确频率仓的幅度读数更准确，因为泄漏到相邻仓的能量更少。

何时使用汉宁窗

汉宁窗是 默认的通用窗口 适用于大多数稳态机械振动分析。它在频率分辨率（分离相近频率的能力）和幅度精度之间提供了非常好的平衡。它适用于电机、泵、风扇和压缩机等机器的绝大多数常规 FFT 测量。

其他窗口，如 Flattop（用于高幅度精度）或 Uniform（用于瞬态事件），用于更专业的应用，但 Hanning 是一般诊断的标准选择。

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