基于組合辛普森積分的振動測試時域積分方法

許曉紅, 倪春鋒, 顏曉青

(沙洲職業工學院, 江蘇 張家港 215600)

1 前 言

振動測試是機械量測試的一個重要領域,關系到機器設備的工作性能和使用壽命,強烈的振動噪聲還會對人體的生理健康產生危害。振動加速度反映振動的沖擊力度,振動速度又叫振動烈度,反映振動能量的大小,振動位移直接反映振動體的位置變化量。理論上對于加速度、速度和位移的測量都有相應的傳感器和測試方法,但是振動測量領域往往涉及到大型旋轉設備、運動車輛和大型建筑結構或橋梁,這些環境對于位移測量來說,很難找到位移傳感器安裝所需要的相對靜止結構。而加速度傳感器不需要相對于待測結構靜止的安裝位置,直接將加速度傳感器與待測結構剛性連接即可[1～5]。所以實際上往往都是通過加速度傳感器獲得振動加速度,然后通過積分獲得振動速度和振動位移,這樣通過一個傳感器得到3個參量,也具有一定的經濟性。

目前常用的積分方法有頻域積分和時域積分。頻域積分先對原始信號作傅里葉變換轉化為頻域信號,再對頻域信號進行積分運算,最后再進行傅里葉逆變換得到時域信號。由于信號的處理經過了變換域的正變換和逆變換,容易引起截斷誤差。時域積分對測得的加速度信號直接進行積分,會出現干擾趨勢項,需要擬合趨勢項以去除信號偏移。在一般的低頻振動測試中,考慮到實時分析對資源和效率的要求,采用時域積分更為準確有效[6,7]。……