互相关函数的应用

互相关函数的应用互相关函数的上述性质在工程中具有重要的应用价值。(1)在混有周期成分的信号中提取特定的频率成分。【例3.7】用相关分析法分析复杂信号的频谱。相关分析法分析复杂信号的频谱的工作原理如图3.24所示。图3.24利用相关分析法分析信号频谱的工作原理框图根据测试系统的频谱定义=，可知，当改变送入到测试系统(这里就是指互相关分析仪)的已知正弦信号X()的频率(由低频到高频进行扫描)时，其相关函数输出就表征了被分析信号所包含的频率成分及所对应的幅值大小，即获得了被分析信号的频谱。(2)线性定位和相关测速。【例3.8】用相关分析法确定深埋地下的输油管裂损位置，以便开挖维修。如图3.25所示。漏损处K可视为向两侧传播声音的声源，在两侧管道上分别放置传感器1和2。因为放置传感器的两点相距漏损处距离不等，则漏油的声响传至两传感器的时间就会有差异，在互相关函数图上处有最大值，这个就是时差。设为两传感器的安装中心线至漏损处的距离，为音响在管道中的传播速度，则用来确定漏损处的位置，即线性定位问题，其定位误差为几十厘米，该方法也可用于弯曲的管道。图3.25利用相关分析进行线性定位实例【例3.9】用相关法测试热轧钢带运动速度。图3.26所示是利用互相关分析法在线测量热轧钢带运动速度的实例。在沿钢板运动的方向上相距L处的下方，安装两个凸透镜和两个光电池。当热轧钢带以速度移动时，热轧钢带表面反射光经透镜分别聚焦在相距L的两个光电池上。反射光强弱的波动，通过光电池转换成电信号。再把这两个电信号进行互相关分析，通过可调延时器测得互相关函数出现最大值所对应的时间，由于钢带上任一截面P经过A点和B点时产生的信号x(t)和y(t)是完全相关的，可以在x(t)与y(t)的互相关曲线上产生最大值，则热轧钢带的运动速度为。图3.26利用相关分析法进行相关测速【例3.10】利用互相关函数进行设备的不解体故障诊断。若要检查一小汽车司机座位的振动是由发动机引起的，还是由后桥引起的，可在发动机、司机座位、后桥上布置加速度传感器，如图3.27所示，然后将输出信号放大并进行相关分析。可以看到，发动机与司机座位的相关性较差，而后桥与司机座位的互相关较大，因此，可以认为司机座位的振动主要由汽车后桥的振动引起的。图3.27车辆振动传递途径的识别