Выбор соответствующих масштабов амплитуды и частоты

Ранее уже было сказано, что как большие, так и малые составляющие частотного спектра механических колебаний могут указывать на возникновение неисправностей. Следовательно, необходимо обеспечение одинаковой точности в широком диапазоне амплитуд. Обычно используются как линейный, так и логарифмический масштабы амплитуды, но только логарифмический масштаб позволяет с достаточной точностью определять амплитуды составляющих в пределах достаточно широкого динамического диапазона.

Линейный или логарифмический масштаб амплитуды. На рисунке справа показаны два типа масштабов, обеспечивающих точность и разрешение в 1% от максимальных показаний, т.е. имеются 100 возможных показаний. Если необходима точность показаний порядка 10%, то масштаб (а) (линейный масштаб) может быть использован только в диапазоне 10:1 до уровня 10, где один шаг из 10 обеспечивает сохранение погрешности в 10%.

Когда частотный спектр регистрируется в линейном масштабе амплитуды, как показано в нижней части рисунка, только преобладающие пики обычно находятся в пределах допустимой точности. Нельзя надеяться на возможность прослеживания относительных изменений каких-либо частотных составляющих кроме составляющих, имеющих высокие уровни, а другие, воз можно также важные составляющие, проявляются только в виде небольших всплесков в нижней части спектра.

Выбор единиц. При переходе к логарифмическому масштабу (б) каждое из 100 значений представляет увеличение в 11% от предыдущего шага. Таким образом, первые 20 шагов ниже максимального значения покрывают диапазон 10:1 (20 дБ), вторые 20 шагов - еще один диапазон 10:1 и так далее до полных 100 шагов, которые перекрывают динамический диапазон 100000:1 (100 дБ). Это было бы абсолютно невозможно при использовании линейного масштаба амплитуды, хотя он и обеспечивает сохранение приемлемой погрешности.

	Такой широкий диапазон не всегда необходим на практике. Обычно диапазон от 300:1 до 10000:1 (50 — 80 дБ) охватывает достаточное количество частотных составляющих при мониторизации состояния машинного оборудования. В нижней части рисунка (на предыдущей странице) показано, как составляющие с низкими уровнями могут быть точно определены с помощью логарифмического масштаба. Логарифмические шкалы амплитуды часто проградуированы в механических единицах, таких как м/с, но также широко используется и единица дБ (децибел — известный по акустическим измерениям). При использовании дБ значительный диапазон значений логарифмического масштаба уменьшается до компактной системы с линейной нумерацией, такой, что интервал 10:1 логарифмического масштаба равен интервалу в 20 дБ (как показано на шкале (б).
Это обеспечивает преимущество при измерениях и анализе механических колебаний в целях мониторизации состояния машинного оборудования, так как степень ухудшения состояния машинного оборудования лучше характеризуют изменения отношения амплитуд (т.е. выраженная в дБ разность), а не сами абсолютные значения амплитуд. Выбор масштабов частоты.На частотной оси спектра механических колебаний используются как линейный, так и логарифмический масштабы. Каждый из этих масштабов имеет свои преимущества. В общем случае, логарифмическая градуировка шкалы частоты наиболее удобна для вь и предсказания момента наступления неисправности. Как уже указывалось ранее, спектральное представление позволяет различать механические колебания в составляющие, присущие полосам с постоянной относительной (процентной) шириной.

Благодаря этому достигается высокая разрешающая способность в области низких частот, т.е. в той части спектра, где может быть выявлена большая часть неисправностей. Для проведения диагностики неисправностей, особенно для сложного оборудования, лучше подходит линейный масштаб частоты. Он способствует отделению («разбрасыванию») частотных составляющих и облегчению диагностики неисправностей, особенно таких, которые характеризуются рядом гармонически связанных составляющих или «боковых полос». Иллюстрацией этому служат промежутки в 120 Гц и 50 Гц между составляющими.