振動知識分享：關(guān)于無量綱量的介紹

  WitExpert預(yù)測性維護平臺是用戶管理關(guān)鍵設(shè)備、實時在線監(jiān)測、故障預(yù)警告警、報表管理的軟件平臺， Web端和APP端都能使用，專業(yè)的振動分析師可以借助平臺的診斷工具，進行時域和頻域兩個維度的診斷分析。

  時域特征值是衡量信號特征的重要指標(biāo)，時域特征值通常分為有量綱參數(shù)與無量綱參數(shù)。所謂“量綱”，簡單地理解就是“單位”。有量綱的參數(shù)就是有單位的，比如平均值，一段溫度信號(單位℃)的平均值依舊是℃;無量綱的參數(shù)沒有單位，無量綱量常寫作兩個有量綱量之積或比，但其最終的綱量互相消除后會得出無量綱量，比如，應(yīng)變是量度形變的量，定義為長度差與原先長度之比。

  在量綱分析中，無量綱量，或稱無因次量、無維量、無維度量、無維數(shù)量、無次元量等，指的是沒有量綱的量。它是個單純的數(shù)字，量綱為1

  然而在信號表征時，有量綱指標(biāo)雖然對信號特征比較敏感，但也會因工作條件(如負(fù)載)的變化而變化，并極易受環(huán)境干擾的影響，具有表現(xiàn)不夠穩(wěn)定的缺陷。相比而言，無量綱指標(biāo)能夠排除這些擾動因素的影響，因而被廣泛應(yīng)用于特征提取的領(lǐng)域當(dāng)中。

  無量綱指標(biāo)主要包括峰值因素，脈沖因子，裕度因子以及峭度因子等：

  1、加速度波峰因素

  加速度波峰因素是信號峰值與有效值(RMS)的比值，用來檢測信號中是否存在沖擊的統(tǒng)計指標(biāo)。峰值是一個時不穩(wěn)參數(shù)，不同的時刻變動很大。由于峰值的穩(wěn)定性不好，對沖擊的敏感度也較差，因此在故障診斷中，該指標(biāo)逐漸被峭度指標(biāo)取代。

  2、脈沖因子

  脈沖因子是信號峰值與整流平均值(絕對值的平均值)的比值。脈沖因子和加速度波峰因素的區(qū)別在分母上，由于對于同一組數(shù)據(jù)整流平均值小于有效值，所以脈沖因子大于加速度波峰因素。脈沖因子也同樣用以檢測信號中是否存在沖擊。

  3、裕度因子

  裕度因子是信號峰值與方根幅值的比值。與加速度波峰因素類似，方根幅值和均方根值(有效值)是對應(yīng)的，均方根的公式是信號平方和的平均值的算術(shù)平方根，方根幅值是算術(shù)平方根的平均值的平方。裕度因子可以用于檢測機械設(shè)備的磨損情況。

  4、峭度因子

  峭度因子是表示波形平緩程度的，用于描述變量的分布。正態(tài)分布的峭度等于3，峭度小于3時分布的曲線會較“平”，大于3時分布的曲線較“陡”。

  綜合來說：加速度波峰因素、脈沖因子和裕度因子的物理意義是相似的，加速度波峰因素和脈沖因子都是用來檢測信號中有無沖擊的指標(biāo)，裕度因子常用來檢測機械設(shè)備的磨損狀況。峭度因子也是對振動信號沖擊特性的反應(yīng)，不過公式的表達(dá)形式上與前三個差異較大。

  在評價這些指標(biāo)的性能時，通常使用敏感性與穩(wěn)定性來衡量。脈沖指標(biāo)、峰值指標(biāo)和峭度都對沖擊類故障比較敏感，特別是當(dāng)故障早期發(fā)生時，它們有明顯的增加;但上升到一定程度后，隨故障的逐漸發(fā)展，反而會下降，表明它們對早期故障有較高的敏感性，但穩(wěn)定性不好。有效值的穩(wěn)定性較好，但對早期故障信號不敏感。為了取得較好的效果，常常會將它們同時應(yīng)用，所以上海輝泰Witium主要選用了加速度波峰因素及峭度指標(biāo)作為設(shè)備監(jiān)測的內(nèi)容。