Приложение D (справочное). Измерение текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения

Приложение D
(справочное)

Измерение
текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения

D.1 Линейное усреднение

Для практической реализации измерения текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения с использованием линейного усреднения применяют цифровые методы обработки сигнала, позволяющие хранить большие массивы данных (выборочных значений сигнала) (см. рисунок D.1).

k - текущий номер в выборке; - период дискретизации; - время интегрирования

Рисунок D.1 - Метод линейного усреднения

D.2 Экспоненциальное усреднение

Метод экспоненциального усреднения долгое время являлся доминирующим при измерении шума и вибрации, воздействующих на человека. Вначале этот метод был стандартизован для шумомеров (временные коррекции "медленно" с постоянной времени 1 с и "быстро" с постоянной времени 0,125 с), а потом и для виброметров. Экспоненциальное усреднение называют также "экспоненциальное интегрирование". Схема реализации данного метода показана на рисунке D.2.

; t - постоянная времени экспоненциального усреднения

Рисунок D.2 - Метод экспоненциального усреднения

D.3 Сравнение двух методов усреднения

Результаты измерений, полученные с использованием формул из 3.1.2.3 и 3.1.2.4, могут существенно различаться между собой. Существует два основных критерия эквивалентности результатов, полученных этими методами, которые применяют в зависимости от вида измерений и типа вибрационного сигнала:

a) критерий эквивалентности 1 (см. рисунок D.3). Для наилучшего совпадения результатов измерений MTVV в случае импульсных сигналов (ударов) время интегрирования при линейном усреднении следует выбирать примерно равным постоянной времени при экспоненциальном усреднении. Тем не менее и в этом случае возможны значительные расхождения в результатах измерений, которые зависят от длительности и формы импульсного сигнала;

b) критерий эквивалентности 2 (см. рисунок D.4). С точки зрения наилучшего совпадения статистических параметров измерений текущего среднеквадратичного значения корректированного ускорения (дисперсия, интервал охвата и др.) в случае случайного сигнала время интегрирования при линейном усреднении следует выбирать в два раза большим постоянной времени при экспоненциальном усреднении. То же самое справедливо в случае последовательности импульсов или периодических сигналов с небольшим шумом, однако при этом в случае линейного усреднения результат может значительно зависеть от соотношения времени интегрирования и периода сигнала.

А - весовая функция экспоненциального усреднения; В - весовая функция линейного усреднения

Рисунок D.3 - Временные весовые функции, обеспечивающие приблизительную эквивалентность результатов измерений максимального кратковременного среднеквадратичного значения корректированного ускорения для импульсных сигналов

А - весовая функция экспоненциального усреднения; В - весовая функция линейного усреднения

Рисунок D.4 - Временные весовые функции, обеспечивающие приблизительную эквивалентность результатов измерений среднеквадратичных значений и других статистических характеристик сигналов