시간 영역과 주파수 영역

진동 시험에서 엔지니어는 일반적으로 시간 및 주파수 영역에서 데이터를 분석합니다. 전자 센서는 진동의 물리적 매개변수를 측정한 다음 측정 데이터를 제어 기기에 전달하는 신호를 전송합니다. 그러면 표준 알고리즘이 시간 영역 데이터를 다른 영역으로 이동할 수 있습니다.

시간 이력 파형

시험 엔지니어는 시간 및 주파수 영역에서 데이터를 다르게 분석하고 처리할 수 있습니다. 시간 영역의 신호는 측정된 매개변수(진폭, 변위 등)를 시간의 함수로 표시합니다. 일반적으로 엔지니어는 시간에 따른 주파수 변화를 관찰하기 위해 시간 기록 그래프를 사용합니다.

동적 신호 분석기는 시간 이력 파형을 기록합니다. 기록된 데이터는 단위, 즉 주어진 양을 측정하는 데 사용되는 척도로 정의됩니다.

엔지니어는 시간 기록 데이터를 사용하여 피크 레벨과 같은 시험 중인 장치의 동작과 관련된 매개변수를 측정할 수 있습니다. 주파수 영역에서 다른 유용한 데이터를 추출할 수 있습니다.

AVD 변환

진동 시험에서는 가속도, 속도 또는 변위가 종속 변수인 경우가 많습니다. 적분 및 미분 필터는 변수를 가속도에서 속도, 변위(또는 역방향)로 변환할 수 있습니다. 적분과 미분은 미적분학의 역연산입니다.

통합 필터는 가속도를 속도로 변환한 다음 속도를 변위로 변환합니다. 적분은 개념(이 경우 가속도, 속도 또는 변위)을 설명하기 위해 함수에 숫자를 할당합니다. 변수 x와 구간 [a, b]에 대해 함수 f의 적분을 "곡선 아래 면적"이라고 합니다.

반대로 미분 필터는 변위를 속도로 변환한 다음 속도를 가속도로 변환합니다. 함수의 미분은 입력에 대한 출력의 "순간적인 변화율"을 측정합니다. 이는 특정 지점에서 접선의 기울기를 찾는 것과 같습니다.

주파수 영역

모든 신호는 시간 영역에서 획득되므로 주파수 영역의 데이터를 분석하려면 파형을 변환해야 합니다. 이를 수행하는 몇 가지 표준 방법이 있지만 아마도 가장 널리 사용되는 방법은 FFT(고속 푸리에 변환)일 것입니다.

고속 푸리에 변환

FFT는 디지털화된 신호를 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환하는 알고리즘입니다. 시간 데이터는 동일한 시간 길이의 프레임으로 분할되고 각 프레임에 대해 FFT가 계산됩니다.

이 선형 변환에 따라 엔지니어는 시간 기록 파형의 주파수 콘텐츠를 관찰하고 여기 주파수, 피크 가속도 및 분포, 고조파 콘텐츠와 같은 정보를 수집할 수 있습니다.

불규칙 진동을 분석하는 데 사용되는 도구인 전력 스펙트럼 밀도(PSD)는 일련의 FFT에서 계산할 수 있습니다. 각 프레임의 FFT는 윈도우화되고 함께 평균화되어 다양한 주파수 빈 내에서 진동 에너지의 양을 특성화하는 그래프가 생성됩니다.

기타 분석 도구

주파수 영역에서는 다음을 포함하여 여러 다른 그래프에 액세스할 수 있습니다.

• 전송률: 가진기 헤드와 DUT의 가속도계 신호 또는 DUT의 서로 다른 두 축에 대한 가속도계와 같은 두 신호 간의 PSD 관계를 표시합니다.
• 전달 기능: 전송율과 유사하며 특정 주파수 범위에서 두 신호에 대한 PSD 값의 비율을 표시합니다. 두 번째 그래프는 두 신호 간의 위상 관계를 보여줍니다.
• 코히어런스: 시험 중 응답 신호가 구동 신호와 어떻게 관련되어 있는지 전달합니다. 코히어런스 값은 0과 1 사이입니다. 여기서 값 0은 두 신호 사이에 관계가 없음을 나타내고 값 1은 두 신호 사이의 완벽한 관계를 나타냅니다.

시간 및 주파수 외에도 모달이나 각도와 같은 보다 전문화된 영역에서 진동 분석을 수행할 수 있습니다. 그러나 대부분의 시험은 시간 및 주파수 영역에서 수행됩니다.