《故障诊断基础》PPT课件

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1、第二章故障诊断基础本章内容：信号与检测系统信号预处理/信号调理信号放大信号滤波信号的调制与解调信号的数字化处理机电设备故障诊断设备诊断：即“设备医生”用一定的仪器、手段定性、定量描述设备状态分析故障发生原因并根据运行状态的变化预测故障的发展最终实现对故障的控制信号与检测系统mVu/0tnfxf和10噪声nunft00tnfxf和1xf0t1被测设备被测量故障诊断基础—信号与检测系统检测系统信号信号的定义：物理角度，数学角度，工程角度。信号就是承载某种或某些信息的物理量的变化历程。信号就是函数，就是某一变量随时间或频率或其他变量而变化的函数。信号表现为一组数据或波形，这组数据通常是由某一检测

2、仪器，如传感器，从某一物理系统上检测得到的，以数据的形式记录在纸上，或存储在某种磁性介质上，或以波形形式显示在仪器的显示屏上。§2.1故障诊断基础-信号定义如心电图，就是利用仪器从人体上获得的心脏跳动的数据，通常显示在仪器上供医生诊断之用，或记录在纸上作为病人病例记录。§2.1故障诊断基础-信号定义再比如飞机上的黑匣子，就是将各种传感器采集下来的有关飞机飞行状态、发动机工作状态等数据记录下来，以备将来分析事故之用。§2.1故障诊断基础-信号定义信号的定义：噪声的定义：噪声也是一种信号，任何干扰对信号的感知和解释的现象称为噪声。信号信息分析处理信号有哪些表现形式？噪声干扰图象恢复物理角度，数

3、学角度，工程角度。通常表现为随时间变化的物理量，如：声、光、电、力等等。§2.1故障诊断基础-信号定义§2.2故障诊断基础-信号调理信号预处理物理量电量模拟信号A/D数字信号噪声nunft0检测系统被测设备被测量A/D模拟数字问题1：为什么要进行信号的放大？目的？问题2：信号的放大有哪几种形式？问题3：为什么要进行信号的滤波？问题4：滤波分几种类型？问题5：除了放大和滤波，基本的信号调理还有什么内容？§2.2故障诊断基础-信号调理信号放大的目的：(1)标准电压信号：1～5V(2)标准电流信号：4～20mA(3)其它标准电压电流信号(4)方便对被测信号的后续变换、处理、记录、分析§2.2.1

4、信号调理-问题1：放大目的放大电路类型和主要用途比例放大器：通用型，包括直流放大和交流放大电桥放大器：阻抗式传感器差动放大器：电势式、电位式传感器高输入阻抗放大器：电位、电势、电荷式电荷放大器：电荷式传感器仪表放大器：电位差、电势差隔离放大电路：噪声隔离、光电、磁电、电感§2.2.1信号调理-问题2：放大类型滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。§2.2.2信号调理-问题3：滤波目的根据滤波器的选频作用分低通高通§2.2.2信号调理-问题4：滤波分类带通带阻§2.2.2信号调理-问题4：滤波分类理想滤波器1)截止频率：所对应的频率。2)纹波幅度：绕幅

5、频特性均值波动值3)带宽和品质因数：上下两截止频率间的范围称为带宽。中心频率和带宽之比称为品质因数。实际滤波器§2.2.2信号调理-问题4：滤波分类4)倍频程选择性W恒带宽、恒带宽比滤波器实际滤波器频率通带通常是可调的，根据实际滤波器中心频率与带宽之问的数值关系，可以分为两种。§2.2.2信号调理-问题4：滤波分类1)恒带宽带通滤波器中心频率为上下截止频率的算术平均值。§2.2.2信号调理-问题4：滤波分类2)恒带宽比带通滤波器中心频率为上下截止频率的几何平均值。带宽与中心频率的比值称相对宽度。§2.2.2信号调理-问题4：滤波分类在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频率相对来

6、说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件。1)一阶RC低通滤波器§2.2.2信号调理-问题4：滤波实现§2.2.2信号调理-问题4：滤波实现1目的解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。-101-101-101-101-101§2.2.3信号调理-问题5：调制解调先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大，最后再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变信号。例：交流电桥Vin~R1R4R2R3V§2.2.3信号调理-问题5：调制解调调制：利用某种信号来控制或改变另一信号(高频的正、余弦或方波)的某个参数(幅值、频率或相位)的过程

7、。可分为：调幅、调频和调相。调制波：调制中的控制信号(低频信号)载波：载送低频信号的高频信号(正、余弦或方波)已调制波：经调制所得的高频信号(调幅波、调频波和调相波)解调：从调制波中恢复出原有低频调制信号的过程基本概念：§2.2.3信号调理-问题5：调制解调2种类调制信号x(t)0t载波信号z(t)0t§2.2.3信号调理-问题5：调制解调a)幅度调制(AM)b)频率调制(FM)c)相位调制(PM)§2.2.3信号调理-