以前、ESP8266と3軸加速度センサーADXL345を使って振動を測定し、Ambientで可視化しました。 今回は、このデーターを使い、振動データーの周波数成分を調べます。 この振動データーは3軸加速度センサーADXL345をテーブルの上に置き、横2方向(x軸、y軸)と垂直方向(z軸)に机を軽く叩き、x軸、y軸 … 以前、ESP8266と3軸加速度センサーADXL345を使って振動を測定し、Ambientで可視化しました。 今回は、このデーターを使い、振動データーの周波数成分を調べます。 この振動データーは3軸加速度センサーADXL345をテーブルの上に置き、横2方向(x軸、y軸)と垂直方向(z軸)に机を軽く叩き、x軸、y軸 … その周波数が合成された波形をグラフで見ることができます。 ... c～g 列までの音は ... また、fft分析を行う為のデータは、2のn乗でなければいけませんので、128,256,512,1024,2048,4096がサンプリング数 … 入力波形. 波形の表し方＜周波数＞ 周波数とは、1秒間に繰り返される波の回数を表し、単位はHz です。 周波数をf、周期をT とすると次の関係があります。 f ＝1／T 音で考えた場合、周波数の高い波形は高音、周波数の低い波形は低音に相当します。 FFT-Fast F ourier Transform (高速フーリエ変換) - とは？ FFTは振動波形の分析方法の一つです。一般的に振動波形は複雑で、評価をすることが難しいです。 しかし、複雑な波形は周波数が異なる単調なsin波に分解することができます。（左図） スクリプトstc_FFT_CSV.omlの18、19行目のstおよびedでFFT処理の開始時刻および終了時刻を指定します。ここでは、0.5sec～1.0secの波形をFFT処理します。一般的にFFT処理はデータ数が2^nとする必要があります。 私のこれまでの理解では 48000Hzでサンプリングされた波形を4096ポイントのFFTにかけると 48000/4096 = 11.72で、 11.72Hzの1倍, 2倍(23.44Hz), 3倍(35.16Hz), .....2048倍(24000Hz)の周波数の各ポイントのパワーが求まるものだと考えておりました。 4. c/c++ コード生成の場合、コード ジェネレーターは既定で、fft ライブラリの呼び出しを生成する代わりに fft アルゴリズム用のコードを生成します。 特定のインストールされた FFTW ライブラリの呼び出しを生成するには、FFT ライブラリ コールバック クラスを指定します。 さてこの波形x[n]をフーリエ変換する場合、どうすればよいのでしょうか？ 通常FFTのライブラリは入力・出力ともに複素数になっています。つまり実部と虚部の2組の配列を渡すか、または独自に定義された複素数型を使って受け渡しを行います。 波形確認後、リタ－ンキ－でメニュ－画面へ戻って下さい。 7．FFT処理を施した波形デ－タに、デジタルフィルタをかけて、第五高調波以降の周波数スペクトルを除去します。 ”6”に続いて”4”を押して下さい。 そしてfftからはその急な変動があたかも波形に本来含まれるべき成分であるかのように見えています。 結果、FFTによって、信号に非常に高い周波数成分が含まれていると解析がなされてしまうのです。 Visual Studio Express 2013を使用し、C#言語によりWaveファイル形式でWaveデータに対して、FFT処理を行います。FFTの計算には、Math.NET Numericsを使用します。1722Hzと861Hzを加算したデータ長100msの正弦波に対して、FFT処理を行います。 fftの計算結果の最初の方から、振幅波形を合成すると下図になります。 500,1000,1500,2000Hzの合成波形が、特別な条件では 750Hz の波形とほぼ同じになると言うことです。 正常動作時のfft波形を確認しておき、その後の計測データによるfft波形を比較することにより、装置の振動の状況を把握し、故障する前の予防保全のデータとして使用できます。 一定の長さで計測した時間波形をfft（高速フーリエ変換）をする時、周波数波形の「平均化」という処理を行う時があります。その際に前処理として必要になるオーバーラップ処理の方法を説明します。 そしてfftからはその急な変動があたかも波形に本来含まれるべき成分であるかのように見えています。 結果、FFTによって、信号に非常に高い周波数成分が含まれていると解析がなされてしまうのです。
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