声学测量和分析基础

1、声学测量和分析基础Acoustic Testing and Analysis编写：刘馥清声学测量的工程意义坏境噪声的检测、分析和治理交通噪声工厂噪声建筑施工噪声社会噪声车辆NVH性能评估机电产品的质量控制与性能评比建筑声学的测量与研究电声仪器设备的设计与改进水声学的测量与试验声测仪器的研制与生产声发射技术的研究和应用2噪声产生原因空气动力噪声±气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从 而引起噪声。空气压缩机、电风扇的噪声属此类。机械噪声由固体振动而产生。设备运行时，金属板、金属管、齿轮和轴承 等，受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过 空气传播，形成噪

2、声。液体流动噪声液体流动中，由于液体内部的摩擦，液体与管壁的摩擦，或流体 的冲击，都会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。电磁噪声各种电器设备，由于交变电磁力作用，引起铁芯和绕组线圈的振 动。引起的噪声通常称交流声。燃烧噪声燃料燃烧时，向周围空气介质传递了热量，使它的温度和压力发 生变化，形成湍流和振动，产生噪声。3汽车噪声源分类发动机噪声燃烧噪声活塞敲击噪声配气机构噪声喷油泵噪声齿轮噪声进气噪声排气噪声冷却风扇噪声二其它噪声传动（变速器、传动系，）噪声轮胎噪声乍体振动噪声车体空气动力噪声车内其他辅助设备（空调器、刮水器、音响、喇叭）噪声制动噪声声波和声速一声波质点或物体在弹性媒质中振动，产生机

3、械波向四周传播，就形成 声波。可听声的频率为2020000 Hz。声波在空间传播时，相位相同的点组成的面称为波阵面。点声源附近的声波（波阵面）为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，线声源（譬如管道，交通干线）可形成柱面波。 二声频（/）,声速（c）和声波的波长（久）声速即声波的传播速度，与媒质材料和环境有关。在空气中，声速c = 331.6+ 0.6 / （ m/s ）其中，t为摄氏温度。当r = 20°C时，c = 343 m/s。据此，/=20Hz,入17m； /= 20 kHz, X17 imn； f= 1kHz, X340 lniDo三波数（k）指波传播方向单位长度上的波

4、长数，它等于波长入的倒数。更通,CD 2兀常的定义是以2兀几为波数，以£表示，即k = - =。C A波数也称为波的空间频率。四质点速度指质点因声音通过而引起的相对整个媒质的振动速度。它与声速属不同概念，不可混淆。声波传播不是把平衡位置附近的质点传迟, 而是把它的振动能量传42。声场有声波存在的区域称为声场。声场大致可分为H由场、扩散场和半 扩散场三种类型。一自由场任均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称口由场。 在自由场中，任何一点，只有直达声，无反射声。消声室是人为的口由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间。静谧无风的髙空或旷野可近似认为是H由场。二扩散场声能量均匀

5、分布，并在各个传播方向做无规则传播的声场，称扩散 场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射状态。人为设计的混响室，就是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任 何位置，室内各处的声压接近相等，声能密度处处均匀。三半扩散场如果实验房间很人，以致边界墙而和人花板的反射可以忽略，只 剩卜地面的反射，这种空间称半扩散场，或半自由场，精密的声学测量和分析要求在自由场或扩散场进行测试。-些工程 要求的测试可以在半自由场进行。U1在不足两倍机器（声源）尺寸，或所发声波故低频率的一个波长距 离之内（二者中取大者），称为近（声）场；大于此距离，称为远（声） 场。近场的质点速度与瞬时声压不同相，远场的质点速度与声压同相。

6、声压与声压级声压指由于声波存在而引起的人气压力增值。用符号P农示。其单位为Pa (帕)或N/m2o-个标准大气压为 Ps - ar = 10'= 100 kPa听阈声压或基准声压为pQ = 2xl0-5Pa (10007/z)声压级一 SPL或Lp2厶严10仗厶二20仗£ (必)PJ PoP实际声压Po基准声压*通常，和“0均指有效值，而非嶙时值*痛阈声压和声压级分别为p = 20Pa, Lp 二 120处 (1000/Tz)7声阻抗率声场中，某位置的声压P与该位置的质点振动速度卩的比值 Z定义为该点的声阻抗率，即Z = P-V在自由场中，对于球面波和平面波而言，有V = J

7、Lpc其中，Q媒质的静密度C 一声速即媒质的声阻抗率为z二pc由Tpc仅与媒质材料性质有关，又称其为媒质的声特性阻 抗，单位为My/ （瑞利），量纲为kg/nrs 0部分媒质的声特性阻抗媒质声速（m/s）声特性阻抗空气（2（rc）343415空气(0°C)331.6428水蒸汽（100°C ）405242淡水（2（rc）14811.48X106海水（15C）15001.54X106钢505039.0x106玻璃520012.0X106混凝上31008.00x106声强与声强级声强指单位时间内，声波通过垂直丁声波传播方向单位而积上的 声能量。用符号/表示，单位为"/

8、 （瓦/米2）。严格说，声强是一种向量（声压则是标量），其大小等于声压P与质点速度卩的积，方向与质点速度方向相同，即：I = pv对于球面波和半面波，因有7 = p/pj故声强的模与声压的关系 为：（/加 2）声强级一SH或L,厶=lOlgl = loig 厶匸=lOlgEIqP, I pcp（= 201g-= LP （必）Po即：对球面波和平面波来说，声强级SH与声压级S/忆有相同的 值* 基准声强 Zo=1O"12FF/w2（1000居）*对丁非严格球面波和平面波而言，SIL的值与SPL的 值稍有不同。声功率和声功率级声功率指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某抬定面积的声能量。

9、但一般指的是所谓声源声功率，即指某台机器所辐 射的总声功率。将机器视为点声源（远场情况），则距离声源中心为厂（加） 的球面上各点的声强/与声功率炉的关系为：（炉/）或 w = 4卄1（炉）*声强随声源的距离平方而降低的关系称为反平方律关系。声功率级一S眈或. = 101g = 101gp + 101g4（r2）水基准声功率0=1 O'12（W）对球面波L =Zp+201gr +11）对半球面波Lyr=Lp- 20 lg + 8 （dB）在混响室内S=s 101gT + 101g7 14（dB）Ls混响场中平均声压级（羽）T 混响时间（s）指声源断开后，室内声压级从原来声压级降低60羽所

10、需的时间。V 房间容积（沪）多声源的声压合成实际声场中，有多个声源同时存在时，计算某一测量点的 合成声压的方法如下：先考虑合成声功率和声强：炉二闿+化+化二工比l=i<=厶+厶+厶=£厶/-7相应的声功率级和声强级为Z,=10/g = 10/gf 理w0 話 w0厶二 10/g£ = 10/g££其中，冷和厶为各声源单独存在时，该测量点的声功率和声强。根据声压-声强关系，有则合成声压级为厶厂 10/gE = 10/g 马PoPo两个声压级相同(卩严宀)的声源同时存在时，其合成声压级为 坊= 10/g 坐輕= 10/g 算= 2g2 + Z3 +九(

11、dB)PoPo即：声压增加一倍，声压级提高3 dB。响度级和等响曲线人耳对声音强弱的主观感受，不仅与声压级有关，而且与频率和波形有关。工程上，用单位为phon （方）的响度级 来度量这种主观感觉。根据ISO标准规定，对于频率为1000Hz的纯音，响度 级（phon）和声压级（dB）的值是相同的，只是单位不同而 Lio对其它频率的纯音，响度级与声压级的关系，山标准的 等响曲线给出。U0120H21009080706030?010020Hz 30 A0 60 BO 100200300 WO MOKIOPOO 2kMz 3£68 1015纯音的等响曲线计权声级考虑到人耳听觉在不同的频率有不

12、同的灵放度，在一般噪声 测量仪器中，常配置一些特定的滤波电路，叫计权网络。通过计 权网络测得的声压级，称为计权声级，简称声级。圧C651-79标准规定/、B、C三种计权网络特性，它们分别 对应于倒置的40、70. 100 phon等咆曲线，其作用是分别反映人 耳对低声压、中声压和高声压的响度感觉。近年來，B计权、C 计权已很少采用，一般声级测量均采用A计权。由A计权测量的 声级称为A声级，记作Lpa或dB(A)。D计权专用于飞机噪声的测量。(stevens公式)20/§/)0()00*202o 50100200500 1000 2000500020000B, C, £计权特

13、性曲线实匕&NE10等效连续声级在评定间断声、脉冲声或声压级随时间变化的不稳定噪声时，采用一段时间内能量平均的方法表示噪声大小，称Z为等效连续声级，用符号厶旳表示，即）（必）式屮，T总测量时间计权瞬时声压Po基准声压（20/沪0）Lp. A声级瞬时值传声器传声器也称话筒或麦克风（MicTophone ）,其作用是将声能转换 为电能。最常用的是电容传声器。其它如晶体传声器和电动传声器等 在声测量中很少釆用。电容传声器结构如下图所示。金属膜片感受声压变化发生振动， 膜片与背极板之间的电容随之变化。在极化电压e° （常用DC 200V） 作用下，负载电阻R上产生与声压人小成比例的交

14、变电压。阻尼孔绝缘体电容传声器结构示意驻极体（electret）传声器：用驻极体材料做成的电容传声器，有两种结构：用驻极体高分子薄膜材料做振膜；b）用驻极体材料 做背极板。驻极体经预极化，本身带静电，可长期保持，如同永久磁 铁。匸作时，不需要另加极化电乐。市售ICP传声器即是内置有前置 放大IC电路的驻极体传声器。它可与ICP压电式加速度计用相同电 源（如DC 24 V）供电。传声器的核心（敏感件）部分，称极头（Catridge）。极头的尺寸 有1 1/2”、1/4”和1/8”几种。一般说，尺寸大的，灵敏度（mVZPa） 高，但工作频率上限偏低，常用Z测量低声级；反Z,尺寸小的, 灵敏度低，工

15、作频率上限高，常用之测量高声级。在室外特殊条件（有风、用、雪等）下使用传声器，应配置 防风罩、防用罩、鼻锥等附件。声级计声级计是最基本的噪声测量仪器，其主要构成如下图所示。前置放输入衰输入放计权输出衰输出放RMS大器>减器大器网络减器大器检波器O传声器指示器根据国际电工委员会IEC 651标准规定,声级计分为四种类型：0型、 1型、2型和3型。0型为标准声级计，1型为实验室用精密声级计，2 型为般用途普通声级计，3型为用作噪声监测的普杳型声级计。*乞类声级计的固有误差限值规定如下:声级计类型0123周有误差限值dB± 0.4±0.7±1.0±1.5

16、积分平均声级计允许测屋等效连续声级。时间平均（或称时间计 权）特性取决于RMS检波器的时间常数To T的取值依赖于信号的 类型，常用（非法定）值为：T = 35 HIS用于脉冲（尖峰）信号t =125 ms用丁快变信号i=1000 ms用于慢变信号aFMOSlOh TfGUTG SOUiO IfVH MtURNl IQAO|G, <11 t|2 13 鲂|<u 4jt in熬 叶tm亠丿某声级计外观：1. 电容传声器（极头）2. 前置放大器3. 安装环4. 功能选择器5. 声级帚:程选择器6. 数字显示7. 模拟表8. 零点调节9. 过载指示器10. fi位按钮11. Run/Pa

17、use 按钮12. 平均时间选择器13. 类型选择器14 表复位钮15. 表屋程选择器16. 农功能选择器17.Int-Cal-Filter 选择器18. 校准控制19. 表速选择器有关噪声测量方法和限值的若干国家标准GB/T 14367-1993噪声源山功率级的测定使用某础标准与制订噪出测试规范的准则GB/T 16538-1996声学 声压法测定噪声源声功率级 使用标准声源简易法GB/T 6882-1986声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室梢密法GB/T 6881.1-2002声学声圧法测定噪声源声功率级混响室桔密法GB/T6881.2-2002声学声压法测泄噪声源声功率级混响场中小型

18、可移动声源匸程法第1部分：硬華测试室比较法GB/T6881.3-2002声学声压法测定噪声源声功率级混响场中小型可移动声源工程法第2部分：专用混响测试室法GB/T16404.1-1996声学声强法测定噪声源声功率级第1部分：离散点测最GB/T16404.2-1999声学声强法测定噪声源声功率级笫2部分：扫描测最GB/T 16404.3-2003 学 声强法测定噪声源0功率级 第3部分：GB1495-1997机动午辆允许噪声标准GB16170-1996汽午定置噪声限值GB16169-1996摩托乍和轻便摩托乍噪声限值GB14097-1999中小功率柴汕机噪声限值GB15739-1995小型汽汕机

19、噪声限值GB 1495-2002汽乍加速行驶乍外噪声限值及测量方法GB/T 18697-2002汽车车内噪声测最方法GB16710.1-1996工程机械噪声限值与测定GB/T 12534-1990汽乍道路试验方法通则GB/T 17692-1999 汽车用发动机净功率测试方法声源声功率测量的iso标准ISO3741-75宽频带声源声功率级混响室耕密测定法ISO3742-75离散频率与窄频率带声源声功率混响室箱密测定法ISO3743-76声源声功率的专用混响室r程法ISO3744-75声源声功率在有个反射而上的自由场工程法ISO 3745-75声源声功率的消声室及半消声室精密法ISO 3746-7

20、6声源声功率简测法ISO 9614-1 (GB/T 16404-11996)Acoustics-Detemiination of soiuid power levels of noise sources using sound intensitypart 1: Measurement at discrete points.(1993)ISO 9614-2 (GB/T 16404.21999)Acoustics-Detemiination of sound power levels of noise sources using somid in tensitypan 2: Measurement

21、 by scaiming.(1996)ISO 96143(GB/T 16404.32003)Acousrics-Detenniiiation of soiuid power levels of noiseSources using sound intensity一part 3: Precision method for measurement by scamiiiig. (2000)几种家用电器的噪声标准名称噪声标准, dB(A)测量条件家用电冰箱<45根据SG215-80标准,测量 点距正面lm,高出地面lm家用洗衣机<65根据SG186-80标准，测量 点距洗衣机前、后、左、

22、右四个侧而的中心lm家用吸尘器<65根据SG211-80标准，吸尘 器置丁 50mm厚的弹性址层 匕距吸尘器圆周表面lm, 取4个测点：正上方取1 个测点,5个点噪声的算术 平均值为吸工器的噪声手提式电吹风感应式单相交流电动机<50根据SG197-80标准,测点距吹风口 200mm串激式交氏流电动机<85永磁式氏流电动机空调器名义制冷量kcal/h外根据SG328-83标准， 测点在出风口中心法 线方向lm处，与地面 垂直距离不小于Imo<2240622500355065>400060-6820行驶车辆车外噪声Pass-By Noise （通过噪声）（ISO 36

23、2-2002汽车加速行驶车外噪声测量方法）测量应在50111半径的空旷地进行，其中20m以上的跑车路段 应为混凝土路而或沥青路面。车辆前端到达AA线时，汕门全开，加速驶过测量区域，车辆 后端到达BB线时，立即关闭油门。两侧同时检测A计权声级。车辆往返沿不同方向行驶，至少各重复两次测量。车辆噪声标准范冃GB14951979机动车辆允许噪声标准车辆种类车外最大允许噪声级dB(A)1985年1月1日前产品1985年1月1日后产品载重 汽午载重量815t9289载重量3.58t9086载重最3.5t8984轻型越野车8984公共汽车总重量4-1 It8986总重量W4t8883轿车8482摩托车908

24、4轮式拖拉机 (60马力以下)9186GB 14952002汽车加速行驶车外噪声限值dB(A)汽车分类0230生产的汽车05.1.1后生产的汽车Ml7774M2(GNW3.5t),或 Nl(GTVf<3.5t)GVMW2t78762t<G"M<3.5t7977M2(3.5tvGVMS5t),或 M3(GM>5t)P<150kw8280PN150kw8583N2(3.5t<GA"M<12t),或 N3(GM>12t)P<75kw838175kw<P<150kxv8683P>150kw8

25、884GYM-最大总质最(t).P发动机额泄功率kw.M.N-汽车分类,按GB/T15089-1994(t)L动车分类)规定.GB161701996汽车定置噪声限值车辆种类燃料种炎定置噪声限值dB(A)1998年1月1 口前出丿1998年1月1 口后出厂轿车汽油8785微型客、货车汽油9088轻型客车、货车、越野车汽汕nr<4300r/min9492汽油nr>4300r/inin9795柴油10098中型客车、货车、大型客年汽油9795柴汕103101重型货车N<147kw10199N>147kw10510324噪声源的声功率级测量声压级测量法准工程法（ISO 3744

26、）要求在户外或大房间内（半消声室）进行测量。机器放置在 一便反射平面上。测量表面可以是半球而或矩形六面体表面，测 点配置见下面两图所示。测量表面为半球面情况：0. 99r0- 89r66r半球测It表面上测量点的分布图25测量表面为矩形六血体表而情况:矩形六面体测址表面上的測点分布田26#平均声压级S计算_( 1 N/、dBS=io lg 丄 £10。-心) N i=i丿式中N测点总数Lpi第j测点的声压级dB(A)K“第/测点的背景噪声修正值 声功率级厶w的计算Lw=Lp-K2 -A：3)+101g (dB)K“ K3与环境有关的修正值S 测量表面总表面积加'Sq 基准表面

27、积，E声强法测量声功率理由声压法对测量环境要求高，必须在消声室，半消声室或混响室进 行。声强法对测量环境要求不高，受背景噪声影响小，可在半自由场 甚至设备现场进行。二 声功率（W）与声强（/）的关系W = l（s）dsN或 "=工21=17 = 1N为测量包络面（半球、矩形六面体、圆柱体或半圆柱体 表面）分块序号。ISO 9614-1规定，包络面离被测声源的距离应不 小于0.5 m, N至少应大于10个，每个£应不大于InF。声强法测量声功率需采用专用的双传声器声强探头（参看下 页）。27双传声器声强探头声强探头的双传声器排列方式:28#HD d 面对面I.并推#传声器的声

28、学间距与声强探头的工作频率范围:厂方向#d 一传声器A、B的声学间距r方向一声强正方向12mmaB12mm31 S f/ 11/ 12525012505000 100()0For anof 士 IHH传声器间距及频率范围声强测量的基本原理一时域分析瞬时声强，也称声能流密度，是一个向量，用7(/)表示:1 (0 = P0) V其中，p(t) 瞬时声压，V 质点瞬时速度 考虑某厂方向，有儿一速度0在T方向的分量按牛顿第二定律，有(°为空气密度)dp 二丄 f 並 dt更称为压力梯度，当VV 2 (波长)时，可认为 dr(例：=12mm, f < 6000 Hz, X > 57

29、 nun )30dr Ar d故 "'二一右丿(Pb-P.M令_Pa+Pbpr"FI=p vv 二1 r 1 2pd(Pa + Pb)f (Pa - Pb#声强测量的基本原理频域法因声压p和质点速度VZ间的互相关函数为1 t«()=!量討。XOv(/ + r) dr 则平均声强而 R”、(巧$ S”)JOC即 RPv (r)= L Spy coeC0T dco故 1 = Rp、(°)=匸 Sp3 d co考虑到Sp,(0) = S；，O)有Z9)= Sq)+ s”(-e)=2Re S严(<y) = ReG” O)其中，Sp)为双边互功率谱，

30、Gp)为单边互功率谱31考虑到：Gpv（） = /（）er（«）而验）”）+吸）/（劲= "»（劲一必（劲 jcopd（因片=_ pd J（PB-PJdt）故Gpx辺）=龙稔（G山-Gbb + Gba Gab）注意到-丿（G 肋-GbAFG 騒-G/） = -j（y2ImG） = 2ImG45丁是有/ （劲=ReGpS）=-凹与co pa而总的平均声强为m:忙影响声强测量精度的主要因素有:有限差分误差，即也主亚Ar dr传声器A、B的相位失配误差背景噪声的影响噪声的频谱一窄带谱和倍频程谱以频率为横坐标，以声音的强弱（声压、声强或声功率）为纵坐 标，绘出声音的强弱在

31、频率域的分布图彖称为声音的频谱，简称为 声谱。由FFT分析得到的频谱，具有等带宽性质，其频率分辨率等于 谱线间隔/,且厶f = l/To 丁为一次FFT分析所取的时间记录长 度。这种分析方法谱线较多（通常400800谱线），小，称为窄 带分析，这种频谱称为窄带谱。用一组模拟滤波器或数字滤波器进行声谱分析时，这些滤波器 的带宽及中心频率常按分数倍频程（Octave）规律排列，其中心频 率越高，滤波器带宽越宽。常见的有1/1、1/2、1/3、1/12、和1/24 倍频程分析。其中以1/3倍频程分析最为常用。对整数（1/1）倍频程带，顺序地后一频带的屮心频率大致（按标 准化规定）等丁前一频带中心频率

32、的二倍，即33#一般地，一 1/N倍频程带，其相邻频带的中心频率大致（按标准化规定）按下式规定:心0）几而一个1/N倍频程带的下、上限（3dB带）频率则分别等于£2-1/2Nr c+”2N和丿J 2横坐标按1/N倍频程带中心频率标度，纵坐标指示各倍频 程带的均方（或均方根）声压或声强，这样的图形统称为倍频程 谱。前者称声压谱卩（/）,后者称声强谱A/）o任意频率范围的 总声压和总声强可通过积分（求和）得出：Pe =df ?2 或厂注意，上式中的P 指声压信号的双边线性谱，而声强谱/（/） 自然属性即是单边谱。Gpp（f）为声压信号的单边（H）功率谱。倍频程谱可通过一组梳状（逐级式）模

33、拟滤波器或数字滤波器 得出，也可由FFT的线性谱或功率谱通过一定的综合运算得出。但 实时倍频程分析多采用逐级数字滤波方式。进行窄带谱分析或倍频程谱分析时，可分别采取时域计权或频 域计权两种不同方式。34全音阶和倍频程（八度） Piano keyboard acts like a 1/<!2 octave ig/noul generator1/1倍频程测量1/3倍频程测量举例Real TimeThird Octave MeasurementInput Weigh削闻：A-twightingFree Rjo 升电Automatic 和伸Stable AveraamgAveraging hme

34、: 31.5 msec1/12倍频程测量举例哈利路亚合唱团 K 叶U «UmiTwelfth Octave Measurement Input Weighting:八-weightingFree Run Trigger Automatic Arm Exponential Averaging Time Constant: 250 msec1/1、1/2. 1/3倍频程带标准化中心频率(Hz)中心倾率1/1 oct1/2 octIf3 oct1/1oct1/2 oct1/3 oct1/1 oct1/2 oct1/3 oct16XXX160X160)X18180X18(»20X2

35、()0X20(»XXX22.4X224224025X250XXX2250X282802800X315XXX315X3150X355355X355040X400X4000XXX45X450450050X500XXX5000X56560560X63XXX630X6300X71710X710080X800X8000XXX90X9009000100X1000XXX10000X11211201120()X125XXX1250X12500X1401400X14000160X16(X1X161)0()XXXTable 4.1Normalized frequencies (Hz)38美国ANSI标准

36、的1/3倍频程中心频率Icto1fc2Reed3n"3010fc2 二 1000*n : Bin number* ANSI S1.11 (9751/3倍频程滤波器的频率特性 (lUctwe BarxMdth 2316 Xr (n- 30)-23（IEC旧规程）MO500（；<c)6 MB9 l mc/10 < f < KHc "5讣040(辛扌)40二 25 mdB1/3倍频程滤波器的频率特性（ANSI新规程） Elective Bandwidth=.2316 fc Max allowable passband ripple Attenuation for

37、 1/Md Octavef Limits lor Type 1XMax 0d = 478911Nom Q = 4.52229 dMmQd= 4.2604由FFT综合得到1/3倍频程滤波器41#pmaUJV 0042#Log rr«iu«ncy#数字式实时1/3倍频程滤波器MicrophoneInput、qA/DConvertr262M4KZ二19 tclii decimationi3pjil-y X# 2 _065536 HZ 13072 H?center16384 M2；MC56001 DSP:Custom：Digitai Fi1 ter 匚 T 二 2 bl1/N倍频程

38、带通数字滤波器 M OMor Ovtal Filer43三维频谱图Three Dementional Spectral不同名称：频谱“瀑布"(Waterfall)图频谱“地形” (Map)图级联(Cascade)图坎贝尔(Campbell)图一一常用彩图表示三维谱常用于旋转机械(譬如汽车发动机)的运行状态 声振监测和故障诊断。称Z为特征监测(Signature Monitor) 或特征分析(Signatiue Analysis)。44以时间及转速作为第三维的三维频谱图45#频率(1(? X c/min)窘粤習螢2詩04欝率* ST叱归罢導 二一 二二二二二二二二二(UBU、OI X)

39、锻髯46与转速无关分址与转速有关分鈕#0 Hz频率1000Hz#升速过程中出现油膜振荡的三维频谱图11«I(X Krc/min)47#裂纹转子的轴振动三维频谱图IX#TYPICAL ORBITSZ2-S_A5as J 2X-4.03XJ5 RESkCPMRES亍1 9RTS0052Exdd SN I ams dsa0.48阶次跟踪分析Order Tracking内釆样一固定采样（率），外采样一同步采样（变釆样率）内采样方式和跟踪阶次的外采样方式下的三维频谱图49阶次跟踪分析转子系统的同步采样External Sampling Signal50频率域与阶次域的抽样对比频率域(Freq.)阶次域(Order)分析上限：/h (Hz)Eh (ord)抽样率：f,=2.56fH (samp/s)Es=2.56 Eh (samp/rcv)抽样间隔：A/ = 1 / ( s)Ar = 1 / Es (rev)样本大小：NN记录长度：7=N x A/( s )/? = N x Ar (rev)分辨率：A<=£