Sygnaly i ich parametry_part 2.pdf

(696 KB) Pobierz
SYGNAŁY DIAGNOSTYCZNE
Sygnałem diagnostyczn ym (zależn ym od stanu obiektu) jest dowolny
materialny nośnik, najczęściej przebieg wielkości fizycznej, umożliwiający
przenoszenie (w przestrzeni i w czasie) wiadomości o stanie
obserwowanego obiektu.
Na ogół tylko niektóre cechy sygnału niosą wiadomości (są uwarunkowane
przenoszonymi wiadomościami). Są to tzw. czynne cechy sygnału
(symptomy).
Pozostałe cechy nazywane są
szumami.
KLASYFIKACJA SYGNAŁÓW
PARAMETRY SYGNAŁÓW
Podstawowe parametry sygnału harmonicznego
Podstawowe parametry sygnału dynam icznego
1
PARAMETRY SYGNAŁÓW
Wartość m aksym alna (szczytowa)
sygnału
X
m
jest to najw iększa wartość chwilowa
jaką sygnał osiąga w okresie zmienności.
Wartość średnia –
średnia arytmetyczna sygnału obliczona za jeden okres.
Poniew aż dla sygnałów harmonicznych średnia za okres równa jest zero, podaje się
w tym przypadku wartość średnią obliczoną dla połowy okresu i wynosi ona
x
śr
=2/π ·X
m
Wartość skuteczna
Czasy uśredniania:
F: 125 ms
S: 1000 ms
IMP: 35 ms
Dla przebiegów harmonicznych:
1500 ms
x
sk
=
X
m
=
0,707
×
X
m
2
PARAMETRY SYGNAŁÓW
Współczynnik szczytu:
k
s
=
k
k
=
X
m
x
sk
x
sk
x
śr
Dla przebiegów harmonicznych:
k
s
=
2
=
1,41
k
k
=
1,1
Współczynnik kształtu:
Dla przebiegów harmonicznych:
Współczynnik zniekształceń nieliniow ych:
Współczynnik zaw artości harmonicznych:
Tw ierdzenie Parsevala:
PARAMETRY SYGNAŁÓW
Amplitudę impulsu
określa się, jako różnicę
między wartością maksy malną i minimalną (bez
uwzględni ania pr zerostów).
Czas narastania
i
czas opadania
zboczy impulsu.
Punkty charakterystyczne, między którymi powinny
by ć mierzone czasy, określane są na poziomie 10
% i 90 % wartości amplitudy impulsu.
Szerokość impulsu
zgodnie z pr zy jętą def inicją
mierzy się na poziomie 50 % wartości amplitudy.
Zwis grzbietu
impulsu jest stosunkiem zmiany
napięcia wy jściowego ∆A w czasie trwania impulsu,
odniesionej do amplitudy A, wy rażony m w
procentach. Wartość zwisu jest zależna od
ogranicze ń charakterystyki częstotliwościowej od
strony małych częstotliwości, powodo wany ch przez
stałe czasowe układów sprzęgający ch.
Przerosty
– zaf alowania (oscy lacje) na grzbiecie
impulsu, określane
w % całkowitej amplitudy ; powodo wane są
ograniczo ny m pasmem charaktery sty ki
częstotliwościowej w zakresie wy sokiej
częstotliwości.
wielkości definiujące impulsy
2
SKALA DECYBELOWA
Duża rozpiętość mierzonych wartości (tak zwana dynamika) spraw ia, że w pomiarach
wielkości dynamicznych często posługujemy się względną skalą logarytmiczną zwaną
decybelową. Początek takiej skali (0 decybeli) to pewna umow na wartość przyjęta za
poziom odniesienia.
Skala decybelowa zdefiniowana jest następująco:
Gdzie:
L
x
PWR
x
0 PWR
– poziom wyrażany w decybelach
– kw adrat wartości skutecznej (proporcjonalny do energii procesu)
– przyjęty poziom odniesienia
SKALA DECYBELOWA
Poziom w yrażony w decybelach
powstaje zwykle przez zlogarytmow anie
wielkości fiz ycznych wprost
proporcjonalnych do energii procesu (na
przykład natężenie dźwięku, energia
drgań itp.). Gdy kwadrat wielkości
fizycznych jest wprost proporcjonalny do
energii procesu (na przykład
przemieszczenie, przyspieszenie,
prędkość, ciś nienie akustyczne),
powyższy wzór przyjmie postać:
ANALIZA I PRZETWARZANIE SYGNAŁÓW
Analiza cech czasowych
Analiza cech częstotliwościowych
3
ANALIZA CECH CZASOWYCH
Wielkości średnie w czasie
Wartość średnia –
średnia arytmetyczna sygnału obliczona za jeden okres.
Poniew aż dla sygnałów harmonicznych średnia za okres równa jest zero, podaje się
w tym przypadku wartość średnią obliczoną dla połowy okresu i wynosi ona
x
śr
=2/π ·X
m
Wartość skuteczna
ANALIZA CECH CZASOWYCH
skuteczny czas trw ania
x( t )
o( t )
0
T
s k
=
t
¥
t
2
x
2
(t)dt
-¥
¥
x
2
(t)dt
-¥
ò
ò
Właściwości energetyczne sygnału
Energia :
Moc chw ilow a:
Moc średnia:
1
W=
0
ò
¥
x
2
(t)dt
p(t)=x
2
(t)
P = lim
x
2
(t)dt
T®¥ 2T -T
ò
T
Moc sygnału okresowego
x
(
t
)
=
x
(
t
+
T
0
)
P
=
lim
®¥
T
1
T
1
ò
x
(
t
)
dt
=
T
ò
x
(
t
)
dt
2
2
T
0
T
0
Moc sygnału okresowego jest równa jego mocy za je den okres.
Moc sygnału okresowego - sygnał harmoniczny
a
a
2
x
(
t
)
=
a
sin
(
w
t
+
f
)
2
1
P
=
a
2
=
a
2
2
(
)
4
FILTRACJA
Podzi elenie sy gnału X dopro wad zoneg o na wejście f iltru na 2 części :
- przepuszc zoną be z zmian (Y ),
- całkowicie wy tłumioną.
Warunek f iltracji : Istnienie właściwości
c
- różnej dla obu części !
Miara skuteczności f iltra:
Y
sygnał przepuszczony
=
X całałkowity sygnał doprowadzony na wejscie
Skuteczność f iltra może być wy rażona w %, dB
L
=
20 lg
Y
[
dB
]
X
RODZAJE FILTRÓW
Filtracja (przy kłady ):
• ochrona środowiska: - oczyszczanie gazów spalino wy ch z popiołu,
•oczy szczanie ścieków,
• proces produkcy jny : - oddzielenie brakó w,
• ży cie społeczne: - podział społeczeństwa na określone grupy .
Filtry :
- mechaniczne (np. sita),
- opty czne (np. pły tki płasko - równoległe),
- elektry czne (elementy R L C , wzmacniacze oper acy jne).
PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ FILTRÓW
X=U+Z
U
– sygnał użyteczny
Z
– zakłócenia, szumy
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin