ICS 17. 160 J04
GP
中华人民共和国国家标准
GB/T29716.1—2013/1SO18431-1-2005
机械振动与冲击 信号处理
第1部分：引论
Mcchanical vibration and shocksignal processing-
Part 1 : General introduction
(ISO18431-1.2005.1Dr)
2014-06-01实施
2013-09-18发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 子华 人民共和 国
国家标雅机械振动与冲击 信号处理
第1部分：引论
GB/T 29716.1—2013/ISQ 18431-1-2005
+
中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号（100013）北京市西城区三星河北街16号（100045）
网址www.spc.net.cn
总编室：（010354275323 发行中心（010351780235
老服部：010168523915 中国标准出版杜案皇岛印刷厂印刷
各距新华书店经销
*
开本880×12301/16 印张1.25 字载34千字 2013年11月第一后 2013年11月第一政印刚
+
号：155066-1-17719定价 21.00元
如有印装差错 由本社发行中心调换
版专有 慢权必究举报电话：01068510107 GB/T 29716.1—2013/ISO 18431-1:2005
前言
GB/F29716机械报动与冲击 信号处理拟分为如下部分：
第1部分：引论第2部分：博里叶变换分析的时域窗；第3部分：联合时额分析的双线性方法：第4部分，冲击响应谱分析：
一
第5部分：时间尺度分析方法。 本部分是B/T29716的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009和CB/T20000.2-2009给出的规则起草，本部分采用翻译法等同采用1S018431-1机械报动与冲击信导处理第1部分：引论。 本部分由全国机械振动，冲击与状态监测标推化技术委员会（SAC/TC533提出井归口。 本部分起单位，上海交通大学。中国船舶重工柴团公司第七--研究所。 本部分主要起草人：饶柱石，陈进，张泉南蓝广明周英。 GB/T29716.1—2013/1S018431-1.2005
引言
近年来，随若数字信号采集系统和计算机化的数据处理设备的广泛使用+几乎所有的数据分析都通过数字化数据的数学运算来完成。因此，数据分析主要是数学信号的处理过程。
对振动和冲击实验数据的分析应当视为实验员工序的一部分，这个工序包括从实验设计到数据评估和理解的所有步联。
考患仅器灵敏虚的影响，本部分假定数据已被充分的缩减。本部分谢及的数据均认为是某个物理量如逆度，加连度，位移或力的分量的时间样本序到。获得这些数据的实验方法不属于本部分的范畴，
： CB/T29716.1—2013/IS018431-1:2005
机械振动与冲击信号处理
第1部分：引论
1范围
GB/T29716的本部分定文了包括暂理单位在内的数学变换，这些变换将各类振动冲击数据转换成一种适于进行定至描述和不同实验间量化比较的形式。可用于确定性或随机信号、瞬态或连续信号的振动分析。信号的各种类别在第6章中作了定义。
应高度重视正确区分所分析信号的类型，以便使用正确的变换和单位，光其是对频域分析而高。 数据可通过对机械结构实验测量得到，也可以以机械结构的数值仿真中装得，由于机摊结构种类
多样，如显微仪器，乐器.汽车，如工机械，建筑和土木结构等，因此涉及的数据类型非带广泛。通过这些数据可确定机器或人对机械振动和击的响应。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注旧期的引用文件，恨注日期的版本适用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
Is0204l：1990振动与种击词汇(Vibrationand shockVocabulary
3术语和定义
ISO2041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
选润aliasing 由高于奈奎斯特频率和低于奈童斯特频幸的谐成分混合而引起的谐能量的错误表达。
3.2
置情区间 confideace interval 在给定概率下，统计量真值存在的范固。
3.3
数据data 刘某物理量进行测主的来样值。
3.4
统计自由度statisiical degnees of freedomn 统计学概率估计中独立变量的个数。
3.5
领串分辩率frcquricyresolntion 两相邻谱线之间的额率差。
3.6
语线数aumher of lines 显示出来的谱线数目。
1 GB/T 29716.1—2013/IS0 18431-1.2005
3.7
奈童斯特频率Nyguistfreqoency 以给定的采样速率采集的数锯之最大可用频率， fH=f./2 其中：奈至斯特额率： F.采样额率
3.8
记录长度 record length 在一系列不间断采样数据点组成的集合中数据点的个数。
3.9
采样sampling 以时间，角度，转数成其他独立机械变量的值为序对一个变化的勘理量进行的测量
3.10
采样频幸samplingfreuency 对手均句的采样数据，单位时间内采样的个数。
3. 11
来样间隔 sampling interval 两个连续采样点之间的以单位如：时间，角度，转数等）为度量的间隔值。
3. 12
采样周期 sampling period 两个连续采样点之间的时间间隔，
3.13
来样率 sampling rate 对均勾平样教帮，每单位时间，角度，转数或其他独立机城变量下的采样个数。
3.14
旁辩 side-lobes 博里叶变换时固采角有限时窗而引起的赖域上的虚偿峰值序列。
3.15
信号带宽signal bandwidth 关注的上限频率和下限额率之间的频率间陷。
3.16
谱泄通·spectral leakage 博里叶变换时出有限时窗的应用引起的单一频谐分量的功率谱谱峰值宽度增加。
4特号和缩略语
ADC 8 B. C. 2
模一数转换器信号带宽等效噪卢带宽畅值缩放国子 GB/T 29716.1—2013/ISO 18431-1:2005
DFT E( F(n) H,(m) H.(n) K 1 L L. N O(k+m) Pr(m) I'.la (m) P-.l-- (m) P(m) Q R(m) S(+n) T V(&.m) X(m) Y(m) b (h.n) 5(h+n) (m) 2 (m) f fN f. f. 2 点 1 772 (n) X 1
高做博更叶变换计算统计均值或平均值的期望算子随时间变化的力第一类频响画数第二类频响函数时间延迟或窗口长度的求和极限数据块的数目记录长度信号工的幅值柱状图在单位V中的水平数据块长度：被转换的采样点的数目的被变换信号工的功率谐密度信号工功率谱密度的低频部分信号工（功率密胜的低频部分信号和之间的互功率谐密度单自由庭系统的品质固数信号工（社）的均方根谱信号工（n）的短时傅里叶变英个数字型数据块的总时间一NA 平滑魏格纳分布的科恩基类德波器实的离做博里变换）的离散博里叶变快量化增盘数，即/IC(模数转换）中所说的“位" 的自协方差与的互协方差信号工的能谱密度信号和互能量诺密度频率=maf 奈奎斯特频率，采样信号中出现的最高频率单自由度恶统的固有频率采样频率=1/2 数据典指标时间变换指标求和指标频率或尽度指标非平稳信号的平均值平稳信号工（）的平均值时间指标求和下限求和上限求和上限
q r
3 GB/T29716.1—2013/ISO18431-1.2005
r(起,n) r() (en) Fa(k) t U(n) Tur ) I(n) y(n) At a Er r(m) (n) Tr(a)
非乎稳信号的自相关平稳信号工（）的自相关非平检信号工心和的互相关平稳信号）和）的互相关时间=n 非平稳信号的方差平稳信号的方差窗函数时或内的物理数据时域内的物理数据采样周期频率分辩率相对随机误素相干函数测量信号的噪声成分母小波工的统计方差采用科恩基类被波器VR，m的科思基类魏格纳分布信号的魏格药分布
Em nm+n)
5信号调理
5.1内容概览
从传感器出来的电信号应经适当的调理，以便模·一数转换器（AnC）对其进行数字化处理。信号调理需要确定与故大，惩被和量化有关的几凡个参数。这些参的选择对获联适于信号处理的数据非带重要。 5.2憩波
信号在被A汇成功转换为数字信号前应进行低通滤被以防止发生送混。送握现象的产生是由于信号中含有太高的频率成分。信号的最高频率受到A工心的采样频率了的限制，有关采样频率的设还范围可在AD的说明书中找到。信号的最高频率成分不能商于一产/2，即奈幸斯特题率，低适站波器的上限频率依赖于滨被器的频率响应下降特性利信号的谱特性，如果信号的相位很重要，那么也要关注滤波器的相位特性。
需要进行以下试验以检创低通滤被群的适用性将一个信导母化井记录下来对数据实施博里叶变换+博里叶变换后的信号在奈奎斯特频率些的幅值应小于或等于该信号在关注频率下的期单噪声水平，香则应该提商采样率或者降低低通鸿被器的上限瓶率。
除低通滤被器外有时也需要高通站波器，因为当信号中存在不可忽视的直流分量时会减小AD 的使用范围。在至化之前减小或消除这种偏置更为可取，除非这个直流分量或低题分母握重要。
增量累ADC的外部模拟量抗混滤被则略有不同，对高频1-bit数字转换器面言，模拟信号应满足奈奎斯特谁则，而非最整结果的版率。对于增量累加数字转换器，制造商通带会将模拟信号输人所需的低通滤被器和内部数字低通滤被器包括进去以匹配输出的采样率。
4