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振动计算器(频率 / 位移 / 速度 / 加速度)

转换

所有处理都在浏览器本地完成,数据不上传服务器

输出

简谐振动只有频率和振幅两个自由度,位移、速度、加速度是同一个运动的三种读法,彼此由求导关系连着(位移求导得速度、再求导得加速度)。所以填一个频率、加一个振幅 —— 振幅可以是三者中任意一个 —— 其余的立即算出来:位移的峰值 / 峰峰值 / 有效值,速度的峰值与有效值,加速度的峰值、有效值与 g 值。这三个「值」是三回事:峰峰值是峰值的两倍,有效值是峰值的 1/√2,相差 2.83 倍,混用会得出完全相反的结论,所以三行都列出来,不替你选。另外注意结果的前提:有效值 = 峰值 ÷ √2 只对纯正弦成立,含冲击或拍频的实际振动不适用这个换算。

功能

  • 填频率 + 一个振幅(位移 / 速度 / 加速度任选),其余全部算出来
  • 位移给出峰值、峰峰值、有效值三行 —— 它们相差 2.83 倍,混用会得出相反的结论
  • 速度给出峰值与有效值,单位 mm/s(ISO 10816 那套轴承判据用的就是速度有效值)
  • 加速度给出峰值、有效值,并额外给出 g 值
  • 明确标注哪个数是用户输入的,不与推导出来的值混淆
  • 结果行末尾写明「按简谐振动计算」这个前提,不含糊
  • 频率为 0 或负数、振幅为负数时直接报错并说明原因,而不是算出 Infinity
  • 数字框清空时输出也空着,不套一个默认值算给你看
  • 全部在浏览器本地完成,不外传

使用方法

  1. 填频率(默认 50 Hz,工频)
  2. 填振幅,并选它是位移、速度还是加速度
  3. 结果立即出现,按位移 / 速度 / 加速度分三组

常见问题

峰值、峰峰值、有效值有什么区别?
三者描述的是同一个振动的不同特征。峰值是零点到最大值的距离,峰峰值是最大值到最小值的距离(正弦下等于峰值 ×2),有效值(RMS)是等效的直流值,正弦下等于峰值 ÷ √2。三个数最多相差 2.83 倍 —— 拿轴承判据的限值去比一个峰峰值,会得出「严重超标」的结论,而实际可能完全正常,所以这里三行都列出来。
为什么有效值要强调「只对纯正弦成立」?
因为有效值 = 峰值 ÷ √2 是简谐振动这个前提的推论,不是普适定义。含冲击、摩擦、齿轮啮合或拍频的实际振动,波形不是正弦,峰值与有效值之间的比例就变了(冲击信号的峰值很高而有效值不高,比例远大于 √2)。设备状态监测里用速度有效值作判据(ISO 10816),所以算出来的这个数只能当作「正弦分量」的估计。
速度那一行是干嘛用的?
设备振动烈度的通用判据用的是速度有效值(mm/s RMS)。ISO 10816 那一套把 10–1000 Hz 频带内的速度有效值分成若干等级,用来判断机器状态属于良好、可接受还是不合格。所以如果你在查「这台泵的振动 4.5 mm/s 是不是超标」,那个 4.5 就是速度有效值 —— 这张表里直接有这一行。
为什么加速度随频率增长得那么快?
因为位移求导一次得到速度(乘 ω = 2πf),再求导一次得到加速度(再乘一个 ω)—— 加速度与频率的平方成正比。所以同样的位移,频率从 25 Hz 到 50 Hz,加速度变成四倍。这也是高频振动里位移看着很小、加速度却很可观的原因。
数据会被上传吗?
不会。换算全在浏览器内存里完成,页面不发送任何请求,断网也能用。

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