Gleichanteil unterdrücken

Wenn Sie diesen Parameter auf TRUE stellen, dann wird der Gleichanteil aus dem Eingangssignal mittels Subtraktion des Mittelwertes herausgerechnet. Mit dieser Einstellung wird die so genannte Skislope bei der Frequenz 0 Hz unterdrückt.

Als Ergebnis erhalten Sie eine bessere Darstellung der Wechselanteile, auf die es letztlich ankommt.

Driftkompensation für Rohwerte

Wenn Sie diesen Parameter auf TRUE stellen, wird eine langsame Drift der Messwerte unterdrückt (Detrending).

Dies wird erreicht, indem zunächst die lineare Komponente aus den Eingangssamples für die FFT-Berechnung entfernt wird. Mithilfe der Methode der kleinsten Quadrate wird eine lineare Funktion (y=a*t+b) ermittelt, die zu den Eingangsdaten passt. Diese Funktion wird jeweils von den Eingangssamples subtrahiert bevor die FFT berechnet wird.

Wenn Sie sicherstellen wollen, dass der Gleichanteil = 0 ist, dann müssen Sie zusätzlich die Unterdrückung des Gleichanteils aktivieren (s.o.)

Fenstertyp

Mit der Auswahl einer der Fensterfunktionen kann der so genannte Leck-Effekt (leakage) bei der Frequenzanalyse reduziert werden. Wählen Sie den für Ihre Anwendung am besten geeigneten Fenstertypen aus:

  • Hanning Das Hanning-Fenster ist vermutlich das gebräuchlichste Fenster in der Schwingungsanalyse. Es wird meistens verwendet wenn der Fenstertyp nicht konfigurierbar ist. Der Wert am Anfang und am Ende des Fensters ist 0. Somit enthält das gedanklich periodisch fortgesetzte Signal keine Sprungstellen mehr.

  • Hamming Das Hamming-Fenster ist eine Abwandlung des Hanning-Fensters. Wobei die beiden Randpunkte nicht mit 0 gewichtet werden.

  • Bartlett Die Dreiecksfunktion ist die Faltung zweier Rechteckfunktionen. Der Unterschied beim Barlett-Fenster ist, dass die Randpunkte nicht mit 0 gewichtet werden.

  • Blackman

  • Blackman-Harris

  • Rechteck Das Rechteck-Fenster ist im Fensterbereich 1 und außerhalb 0. Jede Verarbeitung von Signalen in Blöcken entspricht dieser Fensterfunktion.

  • Flat-Top Das Flat-Top-Fenster ist die einzige eine teilweise negativ bewertende Fensterfunktion. Das Flat-Top-Fenster weist einen sehr kleinen Amplitudenfehler auf, hat aber eine schlechte Frequenzauflösung.

Mögliche Anwendungen der Fenstertypen:

  • Rechteck (oder auch Hamming): Wenn zwei Schwingungen sehr dicht im Frequenzbereich beieinanderliegen.

  • Rechteck: Weißes Rauschen.

  • Flat-Top: Ist immer die erste Wahl wenn die Genauigkeit der Amplitudenhöhe wichtiger als die Frequenzauflösung ist.

  • Hanning: Kann immer angewendet werden wenn keiner der oberen Fälle zutrifft. Besonders wenn der Inhalt der Schwingungssignale nicht bekannt ist, kann Hanning gewählt werden.

Normiert

Wenn Sie diesen Parameter auf TRUE stellen, dann werden die Werte der FFT normiert, d. h. die Ergebniswerte sind unabhängig von der Skalierung der Eingangswerte.

Gewichtung des Spektrums

Die Frequenzbewertung wird bei der Messung von Geräuschen verwendet. Hierbei werden die Messgrößen durch ein bewertendes Filter gewichtet, das den Frequenzgang des menschlichen Gehörs berücksichtigen soll. Da das menschliche Ohr Töne mit gleichem Schalldruck in unterschiedlichen Tonhöhen (d. h. Frequenzen) unterschiedlich laut empfindet, werden Frequenzbewertungskurven verwendet. Für unterschiedlich hohe Schalldruckpegel wurden unterschiedliche Bewertungskurven definiert:

  • A-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 20–40 phon

  • B-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 50–70 phon

  • C-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei ca. 80–90 phon

  • D-Bewertung: entspricht den Kurven gleicher Lautstärkepegel bei sehr hohen Schalldrücken

Um die Wirkung von Schwingungen auf den menschlichen Körper zu beurteilen, werden ähnliche Frequenzbewertungen eingesetzt. So werden Humanschwingungen (Ganzkörperschwingungen und Hand-Arm-Schwingungen) z. B. zur Beurteilung entsprechend der deutschen Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung mit den Frequenzgängen der entsprechenden ISO-Normen bewertet. Zur Auswahl stehen:

  • Wk-Bewertung für vertikale Ganzkörperschwingungen in z-Richtung (ISO 2631-1)

  • Wd-Bewertung für horizontale Ganzkörperschwingungen in x- oder y-Richtung (ISO 2631-1)

  • Wh-Bewertung für Hand-Arm-Schwingungen (ISO 5349-1).

Spektrum-Methode

Zur Auswahl stehen folgende Spektrum-Methoden:

  • Spektrum: Amplitudenspektrum (Magnitude); wird häufig in der mechanischen Schwingungsanalyse verwendet.

  • Leistung: Leistungsspektrum (Power) wird durch Quadratur des Amplitudenspektrums berechnet. Daher wird bei dieser Einstellung auch die Spektrumseinheit zum Quadrat angezeigt.

  • Cepstrum: Ein Cepstrum ist die inverse FFT des natürlichen Logarithmus des Amplitudenspektrums. Die Einheit der Frequenzachse ist Sekunden. Die Frequenzen werden als Quefrencies bezeichnet.

    Das Cepstrum wird verwendet, um periodische Inhalte in den Daten, wie Harmonische, Seitenbänder und Ordnungen, zu erkennen.

  • Power cepstrum: Ein Power Cepstrum ist die inverse FFT des natürlichen Logarithmus des Leistungsspektrums. Die Spektrumseinheit ist die Einheit des Eingangssignals zum Quadrat.

RMS-Methode

Mit dieser Einstellung bestimmen Sie, wie der RMS eines Bandes berechnet werden soll.

  • Mathematical (Standardeinstellung) Quadratischer Mittelwert aller Werte des Spektrums innerhalb des Bandes. Wird in der Maschinenanalyse eher selten genutzt.

  • True RMS Der RMS-Wert des Ausgangssignals eines von diesem Band definierten Bandpass-Filters, der das Eingangssignal filtert. Diese Methode eignet sich vorzugsweise für breite Frequenzbänder, d. h. mit einem großen Abstand zwischen unterer und oberer Grenzfrequenz.

  • Dominant RMS RMS-Wert der Sinuskomponente, entsprechend dem Peak des Bandes Diese einfache Berechnungsmethode wird üblicherweise in der praktischen Maschinenanalyse angewendet.