1)信号的采集。这是设备故障诊断的基础，故障信号的采集是通过振动传感器来实现。振动传感器是将机械振动量转换为电压信号。传感器的类型和安装，要根据被测机器的特点和监测需要确定。
2)信号的确认。机器在运行中，经常会出现报警信号，设备可能产生异常情况，也可能是仪表或检测探头失灵，因此要求对信号通过多种途径进行确认，如对仪器及线路进行检查，用信号对比的方法来确认信号的可信性。
3)信号的预处理。其目的在于提高信号的可靠性和数据的精度，其技术核心是提高信号的信噪比，即排除其他设备或部件的振动干扰、电气信号的干扰、噪声干扰及传感器失灵等。
4)信号的变换。由传感器拾取的振动信号包含了机器状态的大最信息。但是当振动比较复杂时，振动波形比较杂乱。通过信号处理技术，使其形象直观、清晰和大小分明。信号变换和处理技术根据需要分别按幅值、时间和频率域进行。
5频域描述频域（frequency domain） 是描述信号在频率方面特性时用到的一种坐标系。在电子学，控制系统工程和统计学中，频域图显示了在一个频率范围内每个给定频带内的信号量 。频域表示还可以包括每个正弦曲线的相移的信息，以便能够重新组合频率分量以恢复原始时间信号。
6FFT变换及频谱分析FFT（FastFourier Transform，快速傅立叶变换）是离散傅立叶变换的快速算法，也是在数字信号处理技术中经常会提到的一个概念。傅立叶原理表明：任何连续测量的时序或信号，都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。而根据该原理创立的傅立叶变换算法利用直接测量到的原始信号，以累加方式来计算该信号中不同正弦波信号的频率、振幅和相位。首先，按照被变换的输入信号类型不同，傅立叶变换可以分为 4种类型：1、 非周期性连续信号傅立叶变换（Fourier Transform）2、 周期性连续信号傅立叶级数(Fourier Series)3、 非周期性离散信号离散时域傅立叶变换（Discrete Time Fourier Transform）4、 周期性离散信号离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform)
大多数的信号分析仪一般使用矩形窗（rectangular），汉宁（hann），flattop和其它的一些窗函数。不同的窗函数对频谱谱线的影响不同：不同的窗函数的主瓣宽度和旁瓣的衰减速度都不一样，所以对于不同信号的频谱应该使用适当的窗函数进行处理。矩形窗(Rectangular)：加矩形窗等于不加窗，因为在截取时域信号时本身就是采用矩形截取，所以矩形窗适用于瞬态变化的信号，只要采集的时间足够长，信号宽度基本可以覆盖整个有效的瞬态部分。汉宁窗(Von Hann)：如果测试信号有多个频率分量，频谱表现的十分复杂，且测试的目的更多关注频率点而非能量的大小。在这种情况下，需要选择一个主瓣够窄的窗函数，汉宁窗是一个很好的选择。flattop窗：如果测试的目的更多的关注某周期信号频率点的能量值，比如，更关心其EUpeak,EUpeak-peak,EUrms，那么其幅度的准确性则更加的重要，可以选择一个主瓣稍宽的窗，flattop窗在这样的情况下经常被使用。
第三讲 简谐振动1振动的三要素幅值、频率和相位
1、幅值的意义振动幅值是我们最熟悉的参数，也是我们拿来衡量机器运行状态的基本参数。当然，对于大多数情况，振动幅值是有使用价值的。振动标准就是基于机器转速（与激振力频率相关）来定义振动幅值的。
但是，按照幅值评价机器运行状态时应注意：对于以峰值计量的振动幅值，要特别注意信号的对称性特征。一般来说，若振动信号分布是对称的，说明机器振动在这个方向上的支撑刚度是均匀的；反之，若出现较明显的不对称特征，则说明该方向上支撑刚度是不均匀的，就应查找发生这种支撑刚度不均匀的原因。同样，以半峰值计量振动幅值时也应注意对称性问题。例如，我们在测量滚动轴承引起的振动时，当振动信号分布均匀时，即便是有明显的冲击特征，充其量这个阶段是局部故障发展期，滚动轴承仍然有一定的剩余寿命，但是振动信号呈现很明显的不对称性时，说明滚动轴承的支撑刚度开始变得不均匀，不对称特征越明显，支撑刚度均匀性越差。我们很容易会联想到如果轴承保持架破裂，支撑刚度就会不均匀。用信号的不对称特征诊断滚动轴承保持架破裂非常有效，这是在实际中经过验证了的。
还有一种计量单位是信号的有效值，它反映了振动的平均能量，而且具有较好的稳定性，故经常用于机器的振动保护中。
我们还是以滚动轴承为例，从故障发展的始终顺序看，当轴承存在局部缺陷时，峰值首先变大，但有效值不会有明显的变化；当局部故障发展到整个滚道时，振动的平均能量增大，即有效值增大，标志着滚动轴承故障进入发展期。在故障发展期，峰值和有效值可能同步增大，等峰值不再增大时，这个时间点作为更换轴承的节点是比较安全的。
频率的影响确实很重要，这就是为什么很容易把故障诊断和频谱分析联系起来。
都江堰的安澜索桥的振幅大约有半米，但仍然是安全的，因为其频率很低；如果一台转速为5000rpm的机器振动幅值达到100微米，估计所有的人员都会很紧张。离开了频率，单纯的幅值并不能说明什么。
我们这里要说的是频率在振动中的作用。在振动联想中定义异常状态时，其中一项是“出现新的频率成分”。在振动频率结构相对稳定的情况下，相同的幅值反映了相同的工作状态；但是当出现一个或数个新的频率成分时，一定是机器的工作状态发生了变化。
有一本振动监测的指导类小册子上有一幅频谱示意图，上面划分了数种故障特征频率在频谱上的位置，其实就是说明当出现这些特征频率时，就表明存在这种故障了。如果我们再细分，就会发现，即便是出现某种故障特征时，故障所处的阶段不同，起频率特征分布也是不同的：故障初期大概只能出现特征频率的基频（这个基频与工频没有任何关系，即便是与转速成一定的比例关系，纯粹是一种数学上的关系），但随着故障的进一步发展，会出现特征频率的低次谐波和高次谐波。这就是故障发展的本末始终。
在诊断滚动轴承故障时，我用的诊断模型采用了“3个频段6个数值段”的模式类型，根据不同频段、不同的取值范围、不同的报警阈值和频段变化特征来评价滚动轴承当前的状态和故障所处的阶段。
说到频率，还有一点需要注意：不同频率的振动对机器的影响系数是不同的。旋转力是振动幅值最大的贡献者，能够占到90%，如果摩擦力和冲击里也占到90%，那机器还能运行吗？所以看幅值谱的时候，还不能简单地看谁的个儿高，还要看清它是谁。有的频率成分幅值高点儿没事儿，有些频率成分露个头就可能出事儿。看人下菜不对，看频率成分分析故障绝对没错。
除了分析平衡问题，相位的地位远没有幅值和频率那样受到重视。
相位是触发脉冲信号前沿到前振动信号的第一个正峰值的角度。即触发脉冲在前，振动信号的正峰值在后。因此，相位是触发脉冲和振动信号两者之间的位置关系。 如果是正脉冲，则从脉冲的上升沿计算；如果是负脉冲，则从脉冲的下降沿计算。
1X信号的相位是按上述的定义计算的，2X相位也是这样计算的。不论是多少阶振动信号的相位，都是触发脉冲前沿到前振动信号第一个正峰值的角度，只是高阶相位物理意义不明确，在实际应用中很少涉及。
在一定转速下，振动信号与激振力之间的角度差是恒定的，但是我们不能确定是多少，只能知道在多大的范围内变化。
在键相传感器和振动传感器安装位置不变的情况下，仪器指示相位应该是相同的。但如果是临时安装的传感器，不同的仪器指示相位可能不同。
若键相传感器顺转动方向移动，即触发脉冲信号滞后，仪器指示相位减小；反之，仪器指示相位增大；
若振动传感器顺转动方向移动，振动信号之后，仪器指示相位增大；反之，仪器指示相位减小；
仪器指示相位变化因机组垂直和水平方向上支撑刚度特性不同未必与传感器移动角度保持严格一致。
说到相位，就应该说一说动平衡问题。
动平衡过程中需要加试重，加试重的角度对平衡效果影响很大，我们希望找到真正的不平衡角度，这样就可以在其相反的方向上加试重，但是这个角度我们只知道在某一个范围内，而不知道其确切的位置。
试重角度可按以下方法反推：
键相传感器与键相标志（凸台或键槽）对准，从振动传感器逆转相位角找到振动高点；
由振动高点顺转滞后角，找到不平衡力的角度，其对面即为加重角度；
根据键相标志与平衡配重之间的关系，在转子上找到加重位置；
转子采用刚性支撑的系统，当平衡转速小于临界转速时，滞后角为0～90°；在临界转速附近时，取滞后角等于90°，当平衡转速大于临界转速时，取滞后角90～180°； 柔性支撑系统工作转速下轴瓦振动的滞后角普遍比刚性支撑要大。
振动是物体往复的运动，振动一般具有周期性丶振幅丶能量属性。以皮球的上下运动当成振动来理解，空中的皮球受向下重力下落，当皮球碰到地面时地面给其反弹力，反弹力大于重力、合力向上、皮球向上运动，随后在空中向上运动时合力（重力）又向下、故做减速运动、运能转化为势能，以至往复运动，但因有能量损失，最终皮球会落地静止。由此可见，产生振动的原因一般是振动的路径两端有指向路径中心的反向力的作用、实现了势能与动能的互相转化。振动的意义在于：振动承载了物体的信息、是信息的表现形式，如音乐旋律对应振动波形、有规律的节拍形成摩斯密码信息。通过振动可快速传递信息，说话时喉咙振动传递出声音，光波振动传递出画面。通信技术的发展就是振动的应用。
2 振动传感器振动传感器被广泛用于测量振动。典型的振动传感器将测量诸如旋转设备（例如电动机和泵）之类的机器部件的轴和轴承的振动。振动传感器本身基于几种不同类型的操作技术，包括最常见的基于加速度计的技术。其他振动传感器使用应变计，麦克风或基于压力的传感器或其他类型的测量技术进行操作。
那么，振动传感器如何工作？加速度传感器是最常见的振动传感器的核心。所有的加速度计都测量加速度，这是一种力。本质上，它测量对象的运动程度。因此，从某种意义上说，不是直接测量振动，而是检测到的被识别为振动的力。
振动传感器的最常见类型之一是使用陶瓷压电传感器或加速度计。加速度计使用由压电效应产生的电压来测量物理对象的动态加速度。基本上，某些材料具有响应机械应力产生电压的能力。这些材料或晶体构成振动传感器中使用的加速度计的中心部分。因此，加速度会传递到加速度计内部的质量，然后在压电晶体上产生比例力。晶体上的此力产生与该力成比例的电荷，即加速度。
基于压电的加速度计具有许多优点。首先，它们的高频响应，在很宽的频率范围内的线性度和较宽的带宽有助于测量高频振动。其次，在工业应用中，振动传感器通常具有确保长期可靠运行的一些功能。这些包括宽的工作温度范围，许多不同的包装选项以及长期稳定性。
选择正确的振动传感器首先要了解要测量的预期信号特性以及必须考虑的任何环境因素，例如温度范围或危险环境。由此可以知道传感器需要的灵敏度范围和频率范围。灵敏度范围取决于知道传感器可能会遇到的预期振动幅度。同样，频率范围也可以从要监视的机器或组件的过去频率数据中估算或得知。
第七讲振动信号处理分析1 滤波在振动信号分析中,数据滤波就是把我们所关注和感兴趣的部分信号从采集得到的信号中提取出来的过程。它的主要作用主要有以下几个:滤除测试信号中的噪声或虚假成分、提高信噪比、平滑分析数据、抑制干扰信号、分享频率分量等。
3 加窗处理
a)确认径向振动频谱中有显著而稳定的（0.42-0.48）倍频分量（有时看起来很象1/2倍频，要仔细辨别）。可能有较大的高次谐波分量。最近研究报道倍频范围可以达到0.42-0.8倍频，甚至在实验室测试观察到了1倍频。b)确认轴向振动在涡动频率处分量较小。c)轴心轨迹呈双椭圆或紊乱不重合，模拟轴心轨迹呈内“8”字形。d)确认时域波形中稳定的周期信号占优势，每转一周少于一个峰值，没有大的加速度冲击。提示：为区分涡动频率(0.42-0.48) 倍频分量与机械松动或轴承摩擦产生的1/2倍频分量，必须使用高分辨率频谱和峰值标记。为此，要设置足够大的谱线数、使频率分辨率达到转速的（2-5）%。
问题整理：1、共振和拍振有什么区别？共振是振动频率与系统频率完全相同、拍频振动是频率相似幅值相同的两个振动叠加。
选择题笔记0305：在进行重叠平均：最佳重叠率67%
波峰指数：波峰冲击的显著程度
测量设备时，一定要看怎么做能够保证重复性
03153、最大分析频率为10000Hz，在采用线性平均时，最常用的平均次数为5-10次平均4、在进行锤击测试时，一般使用峰值保持平均5、在使用时域同步平均时，一般要平均100次以上7、如果你无法接触到合适的传感器安装位置时，你应该（将这个位置的传感器永久性安装，并与接线箱相连12、如果你在振动非常小的机床上使用灵敏度为10mV/g的传感器，会让传感器的输出电压会很小，得到的振动曲线让人难以理解19、当轴移到离探头顶部更近的位置时，非接触式涡流传感器会产生一个高幅值电压信号20、看到的滑雪坡是因为线缆或连接头故障，或加速度计没有安装牢固，或者分析器的稳定时间不够，这就是数据质量不好的特征21、如果工作温度过高不适合标准的压电式加速度计，那么就使用充电模式的加速度计22、当必须做加速度积分运算时，应当用高通滤波滤除特别低的频率成分
202103202、两个频率的拍振、气蚀中的裂爆、齿轮断齿这三种情况在时域波形中容易辨识，而在频谱中难以辨识3、相位测量一般在机器动平衡中会需要4、压缩机有10个叶片，叶片的转速为29700CPM，压缩机轴转速=29700/10=29705、拍振：当两个来自不同源的信号相互进出对方的相阶的时候发生的场景6、相位测量需要：一个作为参考的转速计和一个振动探头如加速度计7、采集一个Fmax200Hz，谱线数1600的频谱需要多长时间？8秒8、状态监测项目经常做：一般要在软件程序中对每个机器做一个标准的测试下达给数采系统9、速度最适合监测由四极电机驱动的有滚动轴承的直驱风机，假设你准备监测不平衡、不对中和其他常见的故障类型。14、如果你需要120RPM的转轴完整转一圈的波形数据，需要设定Fmax=800Hz和谱线数=40016、LOR（谱线数）400和Fmax200Hz的频谱，当施加一个矩形窗，频率的分辨率是0.5Hz。17、为了测量一个频率为100Hz的信号，最小的采样频率是200个点每秒。19、根据ISO10816-3，如果一个机器转速在600rpm之上，RMS应该从滤波数据（10Hz到1000Hz）中计算