振动信号的采集与预处理需要注意几个问题

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　　几乎所有的物理现象都可看作是信号，但这里我们特指动态振动信号。

　　振动信号采集与一般性模拟信号采集虽有共同之处，但存在的差异更多，因此，在采集振动信号时应注意以下几点：


　　  1、振动信号采集模式取决于机组当时的工作状态，如稳态、瞬态等;
　　  2、变转速运行设备的振动信号采集在有条件时应采取同步整周期采集;
　　  3、所有工作状态下振动信号采集均应符合采样定理。

　　振动信号的采样过程，严格来说应包含两个方面：

　　1. 信号适调
　　由于目前采用的数据采集系统是一种数字化系统，所采用的A/D芯片对信号输入量程有严格限制，为了保证信号转换具有较高的信噪比，信号进入A/D以前，均需进行信号适调。适调包括大信号的衰减处理和弱信号的放大处理，或者对一些直流信号进行偏置处理，使其满足A/D输入量程要求。

　　2. A/D转换
　　A/D转换包括采样、量化和编码三个组成部分。

　　采样(抽样)，是利用采样脉冲序列p(t)从模拟信号x(t)中抽取一系列离散样值，使之成为采样信号x(n△t)(n=0,1,2,…)的过程。△t称为采样间隔，其倒数称1/△t=fs之为采样频率。采样频率的选择必须符合采样定理要求，关于采样定理，大家可以查看本公众号之前发布的文章《采样定理详解：3个主要条件只需满足其中任意2个》。

　　由于计算机对数据位数进行了规定，采样信号x(n△t)经舍入的方法变为只有有限个有效数字的数，这个过程称为量化。由于抽样间隔长度是固定的(对当前数据来说)，当采样信号落入某一小间隔内，经舍入方法而变为有限值时，则产生量化误差。如8位二进制为28=256，即量化增量为所测信号最大电压幅值的1/256。

　　编码是把采样数据转变为计算机能识别的数字格式。

　　影响振动信号采集精度的因素包括采集方式、采样频率、量化精度三个因素，采样方式不同，采集信号的精度不同，其中以同步整周期采集为最佳方式;采样频率受制于信号最高频率;量化精度取决于A/D转换的位数，一般采用12位，部分系统采用16位甚至24位。

　　对信号预处理具有特定要求是振动信号本身的特性所致。信号预处理的功能在一定程度上说是影响后续信号分析的重要因素。预处理方法的选择也要注意以下条件：

　　  1、在涉及相位计算或显示时尽量不采用抗混滤波;
　　  2、在计算频谱时采用低通抗混滤波;
　　  3、在处理瞬态过程中1X矢量、2X矢量的快速处理时采用矢量滤波。

　　上述第3条是保障瞬态过程符合采样定理的基本条件。在瞬态振动信号采集时，机组转速变化率较高，若依靠采集动态信号(一般需要若干周期)通过后处理获得1X和2X矢量数据，除了效率低下以外，计算机(服务器)资源利用率也不高，且无法做到高分辨分析数据。

　　机组瞬态特征(以波德图、极坐标图和三维频谱图等型式表示)是固有的，当组成这些图谱的数据间隔过大(分辨率过低)时，除许多微小的变化无法表达出来，也会得出误差很大的分析结论，影响故障诊断的准确度。

　　一般来说，三维频谱图要求数据的组数(△rpm分辨率)较少，太多了反而影响对图形的正确识别;但对前面两种分析图谱，则要求较高的分辨率。目前公认的方式是每采集10组静态数据采集1组动态数据，可很好地解决不同图谱对数据分辨率的要求差异。

　　本文摘录自百度文库《振动信号的采集与预处理》一文。