ГОСТ ИСО 7626-2-94 Вибрация и удар. Экспериментальное определение механической подвижности. Измерения, использующие одноточечное поступательное возбуждение присоединенным вибровозбудителем

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)

     
КОНТРОЛЬ ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

А.1 Когерентность

При воздействии на конструкцию негармоническим возбуждением (см. 6.2.4-6.2.8) следует рассчитывать функцию когерентности между сигналами силы и вибрации для контроля возможных погрешностей измерений частотной характеристики. Функция когерентности определяется выражением

,                                                                 (А.1)

где - взаимный спектр мощности между вынуждающей силой (входной сигнал) и откликом конструкции (выходной сигнал);

, - спектры мощности входного и выходного сигналов.

При расчете функции когерентности необходимо производить усреднение, как минимум, по двум выборкам.

Значение функции когерентности, как следует из определения, находится в пределах: . На рисунке A.1 изображен график типичной функции когерентности.

Рисунок А.1

Если значения функции когерентности значительно отличаются от единицы, это может указывать на одну из следующих проблем.

а) Впадины функции когерентности на резонансных и антирезонансных частотах могут быть вызваны такими причинами:

- неадекватность разрешающей способности по частоте (т.е. ширина полосы при анализе слишком велика), которая приводит к погрешностям измерения функции отклика (см. 8.4.3);

- в анализаторе используется неадекватное взвешивание во временной области (см. 8.4.3);

- испытуемая конструкция обладает нелинейностью или происходит ограничение сигнала усилителями (см. 8.3);

- на конструкцию воздействует несколько вынуждающих сил;

- воздействие шума измерительного тракта (может быть вызвано неправильным заданием входного воздействия вибровозбудителя) или погрешности аналого-цифрового преобразования.

б) Впадины функции когерентности на резонансных частотах могут также указывать на то, что на этих частотах происходит падение вынуждающей силы, вызванное особенностью конструкции самого вибровозбудителя. Если входной сигнал не превышает шумовой границы, значение частотной характеристики, вычисленное в соответствии с 8.1.3, окажется заниженным.

в) Низкая когерентность в широком диапазоне частот указывает на малое отношение сигнал/шум. Она часто вызвана неадекватностью возбуждения динамическому диапазону и может быть улучшена путем соответствующего формирования спектра возбуждения (см. 9.4). Повысить отношение сигнал/шум можно также за счет синхронного накопления сигнала во временной области.

г) Низкая когерентность на произвольном участке частотного диапазона измерений может также быть вызвана определенного вида нелинейностью конструкции.

Низкое отношение сигнал/шум приводит к случайным погрешностям в вычислениях частотной характеристики. Данную погрешность можно уменьшить путем усреднения в частотной области. Минимальное число усредняемых спектров, необходимое для того, чтобы случайная погрешность с вероятностью 90% не превышала заданное значение, можно определить, используя данные, приведенные на рисунке А.2. Это число зависит от измеренного значения функции когерентности.