Rozwiązywanie zadań jakie technika stawia obecnie przed miernictwem wymaga nowoczesnego i kompleksowego podejścia do tej dziedziny wiedzy. Wynika stąd również konieczność dostosowania do tych wymagań, metod i zakresu nauczania miernictwa na kierunkach mechanicznych i automatyki w wyższych uczelniach. Intencją autora było, aby niniejsza praca stała się przyczynkiem do osiągnięcia tak sformułowanego celu. Przywilejem czytelnika jest ocena jak bardzo rzeczywistość rozmija się z tym zamierzeniem.
Skrypt ten powstał na podstawie wykładów seminaryjnych w IPPT PAN, wykładów dla studentów na Uniwersytecie w Algierze i Politechnice Białostockiej oraz wystąpień na konferencjach naukowych. Autor próbuje przedstawić wybrane zagadnienia z tych dziedzin wiedzy, które mogą być wykorzystane w badaniach obiektów technicznych, a zwłaszcza w diagnostyce urządzeń mechanicznych. Rozważania są ukierunkowane na wykorzystanie do celów pomiarowych sygnałów wibroakustycznych oraz na ich obróbkę numeryczną, głównie w przestrzeni częstotliwości.
Spis treści:
Część I: WPROWADZENIE DO TEMATU
1. Diagnostyka jako dziedzina miernictwa
2. Cel i zakres rozważań
Część II: METODOLOGIA DIAGNOZOWANIA
1. Teoretyczne podstawy diagnozowania
1.1. Uwagi ogólne
1.2. System naturalny
1.3. Modelowanie cybernetyczne
2. Urządzenie mechaniczne
2.1. Funkcjonowanie urządzenia
2.2. Wektorowa prezentacja urządzenia
2.3. Pojęcie własności w urządzeniach mechanicznych
2.4. Ocena urządzenia
2.5. Model cybernetyczny systemu-urządzenia
2.6. Funkcjonowanie modelu systemu
3. Zadanie diagnostyczne
3.1. Przestrzenie wejścia, stanów i wyjścia
3.2. Globalne zadanie badawcze
3.3. Odwzorowanie przestrzeni stanów i sygnałów
3.4. Macierze odwzorowań stanu w sygnał
3.5. Zakłócenia
4. Badania
4.1. Ogólna metoda badań
4.2. Zbieranie i przetwarzanie danych
4.3. Problemy wibroakustycznej diagnostyki urządzeń mechanicznych
4.4. Systemy pomiarowe sygnałów wibroakustycznych
5. Bibliografia do części II
Część III: WYBRANE ZAGADNIENIA Z MATEMATYCZNEJ OBRÓBKI SYGNAŁÓW
1. Procesy stochastyczne
1.1. Pojęcie prawdopodobieństwa
1.2. Przestrzeń prawdopodobieństwa
1.3. Pojęcie zmiennej losowej
1.4. Momenty zmiennych losowych
1.5. Funkcje zmiennej losowej
1.6. Procesy stochastyczne
1.7. Ważniejsze założenia stosowane przy badaniu procesów stochastycznych
1.8. Charakterystyki statystyczne procesów stochastycznych
2. Elementarna teoria dystrybucji
2.1. Pojęcia podstawowe
2.2. Dystrybucje
2.3. Dystrybucja delta-Diraca
2.4. Własności i rachunek dystrybucji
2.5. Dystrybucje okresowe
2.6. Transformacja Fouriera dystrybucji
3. Transformacja Fouriera
3.1. Dziedzina częstotliwości sygnału
3.2. Szeregi Fouriera
3.3. Całka Fouriera
3.4. Własności transformacji Fouriera
3.5. Widma częstotliwościowe
3.6. Gęstość widmowa mocy
3.7. Charakterystyki związane z transformacją Fouriera
3.8. Zastosowanie charakterystyk częstotliwościowych do obróbki sygnałów
4. Okno pomiarowe
4.1. Pomiar w czasie skończonym
4.2. Prostokątne okno pomiarowe
4.3. Pomiar sygnału z uwzględnieniem okna
4.4. Zniekształcenie widm wywołane istnieniem okna
4.5. Okna korekcyjne
5. Bibliografia do części III
Część IV: NUMERYCZNA OBRÓBKA SYGNAŁÓW
1. Fizyczne podstawy przetwarzania sygnałów
1.1. Zbieranie i przetwarzanie danych pomiarowych
1.2. Zasada działania przetwornika A/C
1.3. Rozróżnialność kwantowania
1.4. Częstotliwość próbkowania
1.5. Budowa i działanie systemu przetwarzania A/C
2. Teoretyczne podstawy próbkowania sygnału
2.1. Dyskretna transformacja Fouriera
2.2. Matematyczny model próbkowania sygnału
2.3. Transformata sygnału próbkowanego
2.4. Własności widma dyskretnego
3. Transformacja Fouriera sygnałów dyskretnych
3.1. Przypadek ogólny DFT
3.2. Własności macierzy wykładniczej DFT
3.3. Własności i natura DFT
3.4. Łączna i dwuwymiarowa DFT
4. Szybka transformacja Fouriera
4.1. Notacja binarna
4.2. Interpretacja binarna DFT
4.3. Ogólna notacja FFT
4.4. Graficzna interpretacja algorytmu FFT
4.5. Struktura grafów FFT
4.6. Przykład algorytmu FFT dla N = 23 próbek
4.7. Algorytm FFT
5. Bibliografia do części IV
