El procedimiento espectral Peak-Hold forma el máximo sobre varios espectros de frecuencia, que se forman mediatne la transformada de Fourier de varios segmentos (normalmente solapados) del conjunto de datos. La segmentación reduce el tamaño de los conjuntos de datos que hay que transformar y, por tanto, la resolución espectral. Este procedimiento es adecuado para analizar señales no estacionarias, ya que los componentes espectrales de alta amplitud que se aparecen de forma breve, por ejemplo las resonancias durante una rampa de arranque, se incluyen en el resultado sin ser atenuados por el promediado. Sin embargo, se pierde la referencia temporal, es decir, la información sobre cuándo se produjo un nivel alto.
Tipo de espectro
La información espectral puede obtenerse en varios formatos. En la tabla siguiente, Re es la parte real de la FFT real (unilateral) para una frecuencia dada, Im es la parte imaginaria,δF es el incremento de frecuencia en el espectro, n es el tamaño del conjunto de datos,δX es el intervalo de muestreo y σ² es la varianza del conjunto de datos.
Tipo de espectro |
Fórmula / descripción |
|---|---|
Amplitud |
sqrt(Re² + Im²) / n |
Amplitud RMS |
sqrt((Re² + Im²) / 2) / n |
Amplitud |
(Re² + Im²) / n² |
dB |
20 * log10(sqrt(Re² + Im²) / n / Aref) Aref = amplitud de referencia a la que se asigna 0 dB |
dB, normalizado |
20 * log10(sqrt(Re² + Im²) / n) - dBmax dBmax = valor dB de la línea espectral con la amplitud máxima |
PSD - densidad espectral de potencia |
(Re² + Im²) / n² / δF / 2 |
TISA - Amplitud² integrada en el tiempo |
δX * (Re² + Im²) / n / 2 |
MSA - Amplitud² promediada |
(Re² + Im²) / n² / 2 |
SSA - Amplitud² sumada |
(Re² + Im²) / n / 2 |
Varianza |
(Re² + Im²) / (n * σ²) / 2 |
Magnitud² |
Re² + Im² |
Magnitud |
sqrt(Re² + Im²) |
Tercios de octava (valores medios) |
Se promedian las amplitudes de una banda de tercio de octava. |
Tercios de octava (sumas) |
Se suman las amplitudes de una banda de tercio de octava. |
Tercios de octava (RMS) |
Se calcula el valor medio cuadrático o RMS de cada banda de tercio de octava, es decir, se promedian los cuadrados de amplitud y a partir de ahí se calcula la raíz cuadrada. |
Tercios (valores medios cuadráticos) |
Se suman los cuadrados de amplitud de una banda de tercio de octava. |
Octavas (valores medios) |
Se promedian las amplitudes de una banda de octava. |
Octavas (sumas) |
Se suman las amplitudes de una banda de octava. |
Octavas (RMS) |
Se calcula el valor medio cuadrático o RMS de cada banda de octava, es decir, se promedian los cuadrados de amplitud y a partir de ahí se calcula la raíz cuadrada. |
Octavas (valores medios cuadráticos) |
Se suman los cuadrados de amplitud de una banda de octava. |
En el gráfico de amplitud puede ver las amplitudes de los componentes senoidales. En la representación normalizada en dB, el pico más alto se encuentra en 0 dB, un pico a -3 dB tendría la mitad de potencia y un pico a -6 dB tendría la mitad de amplitud. La densidad de potencia espectral TISA (Time-Integral Squared Amplitude) para una frecuencia dada corresponde a la integral de tiempo sobre la amplitud al cuadrado de la vibración senoidal presente a esta frecuencia.
Para los tipos de espectro de análisis de tercios y octavas, primero se calcula un espectro de amplitud y luego se analiza utilizando la función FPScript ThirdOctaveAnalysis u OctaveAnalysis.
Ventana
FlexPro ofrece una variedad de ventanas de ponderación para reducir el manchado espectral. El campo de Ajuste se utiliza para definir el ancho espectral y, por tanto, el rango dinámico de las ventanas ajustables. Este campo está desactivado para las ventanas con ancho fijo.
En la lista de selección Normalización, tiene dos opciones para la normalización según la ponderación de ventana. Si se selecciona Amplitud, se normaliza la ganancia de la ventana de ponderación utilizada, es decir, la suma de todos los valores de la ventana de ponderación dividida por su número. Esto compensa la atenuación de las amplitudes causada por la ventana de ponderación de los datos y es especialmente adecuado para medir picos en el espectro. Si selecciona Potencia, se compensa la pérdida de potencia, es decir, se utiliza como factor de normalización la relación de la suma de los cuadrados de los datos antes y después de la ventana de ponderación. De este modo, la energía total del espectro corresponde siempre a los datos anteriores a la ventana de ponderación.
Parámetros
Para la FFT se utiliza el algoritmo compuesto Best-Exact-N.
Se puede especificar la longitud de los segmentos individuales, la Longitud de segmento y el valor absoluto del solapamiento, Solapamiento en %. Debe ajustar la longitud del segmento en función de la resolución espectral deseada. El valor predeterminado 0 para la longitud del segmento la establece en el doble de la raíz cuadrada de la longitud de los datos, redondeada a la siguiente potencia de dos. Con el solapamiento por defecto del 50 %, se obtiene aproximadamente el doble de valores de frecuencia que de valores de tiempo.
Para activar el rellenado con ceros (zero padding), la Longitud de la FFT deseada puede especificarse por separado. Se aplica el rellenado con ceros si la longitud de la FFT es mayor que la longitud del segmento. Puede introducir 0 como longitud de la FFT para ajustarla a la longitud del segmento. Si se utiliza una ventana de ponderación, el rellenado con ceros provoca un manchado espectral muy pequeño. El rellenado con ceros es especialmente útil en este caso para interpolar las frecuencias de los picos con este algoritmo, ya que la reducción del tamaño de los segmentos respecto al del conjunto de datos provoca una disminución de la resolución espectral.
Opciones - Establecer/eliminar referencia (solo en el asistente para análisis)
Esta función permite comparar distintos procedimientos espectrales y configuraciones. El botón Establecer referencia muestra una copia del espectro actualmente visualizado en el nivel inferior de la ventana. A continuación, puede realizar otras configuraciones que afecten a la visualización en el nivel superior. Con Eliminar referencia se elimina la copia y se vuelve a mostrar la señal de tiempo.