2.3 振动加速度信号
2.3.1 采样频率与采样间隔
为了获取工业现场机器设备的状态信息，先对额定工况下机组设备的振动信号进行现场测试，确定了机组实际振动信号的频率范围、动态范围和机械动态特性的特征。如针对某旋转机组案例，根据专用信号处理机数据处理的结果，确定感兴趣的频率分量主要分布在10～3000Hz范围内。因而，选定奈奎斯特（Nyquist）频率fc=3000Hz。确定采样间隔，并验证数据采样频率是否满足采样定理。
对机组进行全频段信号分析时的采样频率fs应满足采样定理：
fs≥2fc （2-39）
考虑到为了减少频率混淆要使用抗混滤波器，而实际的抗混滤波器不具有理想滤波器在截止频率处的垂直特性，所以应将采样频率提高到fs=（3～5）fc。
对机组各测点在给定的时间间隔上，进行振动加速度信号时域采样，在频谱分析时连续采集1024点，采样时间间隔选择为Δt=110μs。
2.3.2 振动加速度离散化计算
取振动烈度的方法，亦即机组状态敏感因子的提取方法，通常有三种：一种是采用加速度传感器配接电压放大器的方法，这种方法的优点是电压放大器成本低，在设置大量振动监测点的场合尤为突出，主要缺点是增益受电缆长度的影响，不利于对多个大型机组同时监测；另一种方法是速度传感器配接电荷放大器的方法，这种方法的优点是增益不受电缆长度的影响，缺点是速度传感器不仅体积较大、频率响应特性也不如加速度传感器；再一种方法是采用加速度传感器配接带积分器的电荷放大器的方法，这种方法虽测试性能最好，但对于设置大量振动测量通道的监测系统，成本太高。
针对上述问题，提出一种高性能低成本的，适于多通道振动量监测的，采用加速度传感器配接小型非积分电荷放大器的方案，同时提出以下由计算机采样直接求得振动烈度的离散化计算方法。
该计算方法需要同时考虑：传感器的灵敏度、加速度转换为速度的数字积分、积分常数的处理、电荷放大器倍率转化系数及归一化处理、12bit高分辨率A/D程控转换器的增益大小和采样量化系数的处理等。
烈度L的定义：
（2-40）
式中 L——振动烈度，m/s；
T——采样时间长度，s；
V（t）——振动速度值，m/s。
速度值V（t）有以下关系：
（2-41）
式中 A（j）——加速度值，mm/s2。
将式（2-41）代入式（2-40）得到：
（2-42）
将烈度离散化：
（2-43）
由于T=nΔt，因此得：
（2-44）
其中
，因此：
（2-45）
其中传感器输出的实际加速度A（j）有以下关系：
A（j）=A4（j）gC1C3C5 （2-46）
式中 g——9.81m/s2，重力加速度；
C——电荷放大器倍率转换系数。
由于选用压电石英传感器，采样得到的是加速度量，需要经过数字积分得到速度量，由于积分会给得到的速度量增加一个常量，必须减去该常量，该常量为速度的均值
，减去速度均值
的烈度离散化公式为：
（2-47）
其中速度均值
为：
（2-48）
均值化处理后的振动烈度离散化表达式为：
（2-49）
式中 F1——电荷放大器上各传感器统一选定的灵敏度值，F1取16D；
K——程控放大系数（1、2、4、8、…），K=256/D，D为程控放大器内部增益代码；
A4——经A/D转换器输出的量化加速度值，已取整数，为计算机读取的数值；
C4——A/D转换器的量化系数，取C4=204.8。
2.3.3 振动烈度的后续处理
以上烈度值采用的是时域采样得到的数据，实例旋转机组的额定转速为2985r/min，其转速频率为：
f=2985/60=49.75（Hz）
机组旋转一圈的周期为：
T=1/49.75=0.0201（s）=20.1（ms）
在A/D采样间隔为Δt=110μs，采样点为1024时，采样时间长度Ta：
Ta=110×1024=112.64（ms）
在采样时间长度Ta内包含的机组旋转周期：
N=112.64/20.1=5.604
则整周期数为5个。
烈度的后续处理方法如下：
①在烈度计算中采用了整周期计算的方法，即在机组旋转整一周的时间内进行烈度的计算，考虑到机组转速的波动，为保证整周期的截取，首先在机组额定周期T附近通过找零点的方法进行整周期的识别。
②为减少噪声的影响，提高计算的精度，在对连续5个整周期的烈度值进行算术平均后，得到现时刻的算术平均烈度值。
③为减少随机干扰的影响，提高计算的平稳度，在烈度计算的历程中，又对相邻的各个时刻的10个算术平均烈度值进行滑动平均处理，得到现时刻的滑动平均烈度值，该烈度值才为系统每个巡检周期记录的烈度值。