主要原因分析：

1. 电气噪声或电磁干扰

这是最常见的原因之一，尤其在现代工业环境中。

• 来源：

  • 附近大型设备： 变频器、电机启动器、大功率电源、电焊设备、无线电发射器等。

  • 接地回路： 传感器与数据采集系统之间的地电位不一致，形成接地回路，会引入50/60Hz及其谐波附近的噪声。

  • 屏蔽不良： 传感器电缆的屏蔽层损坏或未正确接地，会像天线一样拾取环境中的电磁干扰。

  • 传感器内部电子噪声： 传感器自身放大器产生的本底噪声，通常在量级很小的情况下可见。

• 频谱特征： 毛刺可能遍布全频谱，也可能集中在特定频率范围（如开关电源的开关频率附近）。

2. 机械摩擦、松动或碰撞

这是机械本身的问题，产生的冲击具有随机性。

• 来源：

  • 部件松动： 螺栓松动、轴承外圈或内圈配合松动、零件间隙过大。松动的部件在运行中会产生随机的高频冲击。

  • 干摩擦： 润滑不良的摩擦副（如齿轮、滑动轴承）、部件之间轻微的刮擦。

  • 异物侵入： 颗粒物（如沙粒、金属碎屑）随机进入摩擦副之间，产生瞬态冲击。

• 频谱特征： 毛刺通常伴随着高频段的“噪声地平”整体抬升。时域波形上可以看到明显的冲击脉冲。

3. 传感器或安装问题

传感器本身或其安装方式不当，可能导致信号失真。

• 来源：

  • 传感器底座松动： 安装螺丝未拧紧，或安装面不平整，导致传感器本身在测量过程中产生微振动，引入额外的高频成分。

  • 传感器过载或损坏： 测量值超过传感器的量程，导致其内部晶片或电路产生非线性响应，产生谐波和杂波。

  • 电缆问题： 电缆接头虚接、松动或即将断裂，在设备振动时会产生间歇性的接触不良，导致信号中断和突跳。

• 频谱特征： 可能与电气噪声类似，但通过检查传感器安装牢固度和测量点本身的振动（用手感受）可以初步判断。

4. 数据采集系统问题

测量链路的其他环节也可能引入噪声。

• 来源：

  • ADC（模数转换器）分辨率不足： 如果动态范围太小，微小的信号变化会被量化误差产生的噪声所淹没。

  • 采样率设置不当： 采样率过低会产生混叠，将高频噪声折叠到低频段，形成不可预测的毛刺。

  • 采集卡或通道故障： 硬件本身的故障或噪声。

• 频谱特征： 通常表现为规律性的量化台阶或全频段的均匀噪声。

5. 流体动力学噪声

对于泵、风机、压缩机等流体机械，流体本身也会产生随机振动。

• 来源：

  • 气蚀（空化）： 泵入口压力不足时，会产生无数气泡形成和破裂，每个气泡的破裂都是一个微小的冲击。

  • 湍流/流动噪声： 高速、不稳定的流体冲击叶片或管道壁面，产生宽频带的随机振动。

• 频谱特征： 通常表现为从低频到高频连续宽带的“草状”频谱，毛刺感更强。