Fattore di qualità dell’oscillatore
Una risonanza a 1200 Hz con una larghezza di banda a metà potenza di 30 Hz ha un fattore di qualità di 40. Inserisca i due valori nella stessa unità e ottenga Q, che dice quanto è stretto il picco e quanto è smorzato il sistema. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Frequenza di risonanza
- 1200
- Larghezza di banda
- 30
- Fattore di qualità
- 40
Questo calcolatore trasforma la frequenza di risonanza e la larghezza di banda misurate nel fattore di qualità adimensionale Q. È adatto a risonatori meccanici, prove di vibrazione, sospensioni e altri oscillatori smorzati con un picco di risposta misurabile. Inserisca entrambe le grandezze nella stessa unità di frequenza. Lo strumento valuta Q = f0 / larghezza di banda in modo deterministico, riporta i dati usati e rifiuta una larghezza di banda nulla, perché la divisione per zero non definisce un fattore di qualità finito.
Cosa rivela il fattore di qualità di un oscillatore
Il fattore di qualità, indicato di solito con Q, descrive quanto sia stretta e pronunciata la risonanza di un oscillatore rispetto alla sua frequenza centrale. Un sistema meccanico con Q elevato presenta un picco di risposta stretto e in genere perde una piccola parte dell’energia immagazzinata a ogni ciclo. Un Q basso corrisponde a un picco più ampio e a uno smorzamento maggiore.
La definizione basata sulla larghezza di banda è pratica nelle prove di vibrazione, perché entrambi i valori si possono leggere da una scansione sinusoidale, una funzione di risposta in frequenza o uno spettro. Il calcolatore divide la frequenza di risonanza f0 per l’intera larghezza tra i due punti di metà potenza. Il risultato è privo di unità.
Esso caratterizza la risonanza osservata, ma non stabilisce se le perdite siano viscose, strutturali, dovute all’attrito o al fissaggio. Inoltre non simula il moto e non ricava la frequenza da massa e rigidezza.
Come inserire correttamente frequenza e larghezza di banda
Individui prima il picco di risonanza e annoti la sua frequenza centrale o massima. Trovi poi le frequenze inferiore e superiore di metà potenza e sottragga la prima dalla seconda per ottenere la larghezza completa. Inserisca questo intervallo totale, non la distanza dal picco a un solo lato.
I due valori devono usare la stessa unità: Hz con Hz oppure kHz con kHz. Mescolare le unità altera il risultato di un fattore mille. Sono respinti anche valori negativi e frequenze di risonanza non positive.
Per picchi molto stretti, aumenti la risoluzione della scansione e confermi entrambi gli incroci prima di considerare significativo un Q estremamente alto.
Impiego di Q nelle vibrazioni e nelle scelte progettuali
I tecnici possono usare Q per confrontare risonatori, valutare variazioni dello smorzamento e riassumere prove ripetute con un unico numero adimensionale. L’aggiunta di uno strato smorzante a un pannello dovrebbe allargare una risonanza isolata e ridurre Q, mentre la diminuzione delle perdite in un risonatore di precisione tende a restringere il picco e aumentare Q. In laboratorio, Lei può calcolare il valore dopo ogni scansione e archiviarlo con temperatura, condizione di montaggio, precarico o identificativo del campione.
Lo stesso calcolo vale per accelerometri, flessure, diapason, sospensioni e dispositivi MEMS. Nei semplici modelli del secondo ordine, il rapporto di smorzamento viene spesso approssimato come l’inverso di due volte Q, ma tale relazione può essere inadeguata per modi sovrapposti o sistemi non lineari.
Casi d'uso
Confrontare trattamenti smorzanti
Calcoli Q prima e dopo l’aggiunta di materiale smorzante per quantificare l’allargamento di una risonanza meccanica.
Riassumere scansioni di vibrazione
Converta ogni picco misurato e la sua larghezza di metà potenza in un valore coerente per il rapporto di prova.
Caratterizzare risonatori di precisione
Segua il fattore di qualità di flessure, diapason, strutture MEMS e sospensioni nei diversi prototipi.
Domande frequenti
Quale formula usa il calcolatore?
Applica Q = frequenza di risonanza / larghezza completa di metà potenza.
Il fattore di qualità è adimensionale?
Sì. Frequenza di risonanza e larghezza di banda si annullano quando usano la stessa unità.
Posso mescolare hertz e kilohertz?
No. Converta entrambi i valori nella stessa unità prima di calcolare Q.
Come si misura la larghezza di banda per il fattore di qualità?
Individui i due punti a metà potenza ai lati del picco, detti punti a meno tre decibel, e sottragga la frequenza inferiore da quella superiore. Inserisca questa larghezza completa, non la distanza dal picco a un solo lato.
Che cosa significa un fattore di qualità alto o basso?
Un Q alto indica un picco stretto e marcato e un sistema che perde poca energia a ogni ciclo. Un Q basso indica un picco largo e uno smorzamento maggiore, come quando si aggiunge uno strato smorzante a un pannello.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
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const { task_id } = await res.json();import os, requests
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$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/quality-factor", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
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]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"resonant_frequency":1200,"bandwidth":30}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/quality-factor", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"resonant_frequency": 1200,
"bandwidth": 30
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.quality_factor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Come inserire correttamente frequenza e larghezza di banda
Lo strumento accetta numeri positivi finiti e gli alias documentati. Una larghezza di banda pari a zero restituisce invalid_input, perché richiederebbe una divisione per zero e spesso indica una risoluzione di misura insufficiente o punti di incrocio mancanti.
Impiego di Q nelle vibrazioni e nelle scelte progettuali
L’API costa $0.002 per richiesta riuscita e il browser esegue lo stesso nucleo analitico puro, quindi gli stessi dati producono sempre lo stesso risultato.
Domande tecniche
Cosa accade se la larghezza di banda è zero?
La richiesta restituisce invalid_input perché una divisione per zero non genera un fattore di qualità finito.
Quanto costa un calcolo tramite API?
Ogni richiesta API riuscita costa $0.002; il calcolatore nel browser è gratuito.