Holdings: Praxis der Schwingungsmessung

Praxis der Schwingungsmessung: Messtechnik und Schwingungsanalyse mit MATLAB

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Bibliographic Details
Main Authors:	Kuttner, Thomas (Author), Rohnen, Armin (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Wiesbaden Springer Vieweg [2019]
Edition:	2., überarbeitete und erweiterte Auflage
Subjects:	Schwingung Vibrationssensor Messtechnik Vibrationsanalyse Schwingungssystem Messwertverarbeitung Schwingungsmesstechnik Schwingungsmessung Mixed media product Beschleunigungsaufnehmer DMS Messkette Piezoelektrische Aufnehmer Schnelleaufnehmer Schwingungsaufnehmer Signalanalyse mit MATLAB Vibrometrie TRC
Online Access:	Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XII, 565 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm
ISBN:	9783658250478 365825047X

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 SCHWINGUNGEN UND DEREN MESSUNG ...................................................................... 1 1.1 THEMATIK UND ANWENDUNG .......................................................................... 1 1.2 DEFINITION UND ZUSTANDSGROESSEN ................................................................. 3 1.3 EINTEILUNG VON SCHWINGUNGEN NACH DEREN ZEITVERLAUF ........................... 4 1.4 EINTEILUNG VON SCHWINGUNGEN NACH DEREN ENTSTEHUNGSMECHANISMUS .................................................. 6 1.5 SYSTEMATISIERUNG DER MESSAUFGABEN ........................................................ 8 1.6 PLANUNG UND KONZEPT VON MESSEINRICHTUNGEN ........................................... 10 LITERATUR ................................................................................................................... 12 2 SCHWINGUNGEN IM ZEIT- UND FREQUENZBEREICH .................................................. 15 2.1 HARMONISCHE SCHWINGUNGEN ..................................................................... 15 2.2 ZEIGERDIAGRAMM .......................................................................................... 18 2.3 DARSTELLUNG IM ZEITBEREICH UND FREQUENZBEREICH .................................... 22 2.3.1 BEGRIFFE ........................................................................................ 22 2.3.2 FOURIER-REIHE ............................................................................. 23 2.3.3 FOURIER-TRANSFORMATION ............................................................. 27 LITERATUR ................................................................................................................... 30 3 FREIE SCHWINGUNGEN ................................................................................................ 31 3.1 TRANSLATIONSSCHWINGUNGEN ......................................................................... 31 3.2 ROTATIONSSCHWINGUNGEN ...................................................................... 33 3.3 FREIE GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN ................................................................. 35 LITERATUR ................................................................................................................... 42 4 ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN ................................................................................... 43 4.1 FEDERKRAFTERREGUNG MIT KONSTANTER KRAFTAMPLITUDE ................................... 43 4.2 AMPLITUDEN- UND PHASENFREQUENZGANG .................................................... 46 4.3 UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN UND DEREN INVERSE .............................................. 50 VII VIII INHALTSVERZEICHNIS 4.4 NYQUISTDIAGRAMM (ORTSKURVEN) ................................................................. 56 4.5 ZUSAMMENSTELLUNG VERSCHIEDENER UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN ................... 57 LITERATUR .................................................................................................................... 62 5 SCHWINGUNGSAUFNEHMER .......................................................................................... 63 5.1 MESSPRINZIPE FUER KINEMATISCHE GROESSEN ..................................................... 63 K 5.1.1 GRUNDLAGEN ................................................................................... 63 5.1.2 RELATIVAUFNEHMER ........................................................................ 65 5.1.3 ABSOLUTAUFNEHMER ...................................................................... 66 5.2 AUSWAHL DES AUFNEHMERS UND DER MESSGROESSE ........................................... 69 5.3 DARSTELLUNG IN FREQUENZBAENDERN ............................................................... 71 5.4 PEGELDARSTELLUNG ........................................................................................... 72 LITERATUR .................................................................................................................... 75 6 WEGAUFNEHMER .......................................................................................................... 77 6.1 POTENZIOMETRISCHE WEGAUFNEHMER .............................................................. 77 6.2 KAPAZITIVE WEGAUFNEHMER .......................................................................... 79 6.3 INDUKTIVE WEGAUFNEHMER ............................................................................ 80 6.4 WEGAUFNEHMER NACH DEM WIRBELSTROMPRINZIP .......................................... 83 6.5 MAGNETOSTRIKTIVE WEGAUFNEHMER ............................................................... 85 6.6 DIGITALE WEGAUFNEHMER .............................................................................. 86 6.7 FASEROPTISCHE WEGAUFNEHMER ...................................................................... 87 6.8 WEGAUFNEHMER NACH DEM LASERTRIANGULATIONSPRINZIP .............................. 89 6.9 VIDEOGRAFISCHE VERFAHREN ............................................................................ 90 LITERATUR .................................................................................................................... 94 7 SCHNELLEAUFNEHMER (SCHWINGGESCHWINDIGKEITSAUFNEHMER) ........................... 95 7.1 ELEKTRODYNAMISCHE SCHNELLEAUFNEHMER ...................................................... 95 7.2 ELEKTROMAGNETISCHE SCHNELLEAUFNEHMER ................................................... 98 7.3 LASER-DOPPLER-VIBROMETRIE ........................................................................ 99 LITERATUR .................................................................................................................... 104 8 BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER .................................................................................... 105 8.1 PIEZOELEKTRISCHE BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER .......................................... 105 8.1.1 DER PIEZOELEKTRISCHE EFFEKT ....................................................... 105 8.1.2 BAUFORMEN .................................................................................. 107 8.1.3 SIGNALAUFBEREITUNG ....................................................................... 112 8.1.4 FREQUENZGAENGE UND MESSBEREICHE ............................................ 118 8.1.5 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE MESSUNG MIT PIEZOELEKTRISCHEN BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER ....................................................... 122 8.1.6 BEFESTIGUNG PIEZOELEKTRISCHER BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER ....................................................... 125 8.1.7 AUSWAHL PIEZOELEKTRISCHER BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER ......... 134 INHALTSVERZEICHNIS IX 8.2 DMS-BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER ............................... 137 8.3 KAPAZITIVE BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER ..................................................... 138 8.4 PIEZORESISTIVE BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER .............................................. 139 8.5 BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER NACH DEM SERVOPRINZIP ................................ 141 8.6 KALIBRIERUNG VON BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMERN ........................................ 142 LITERATUR .................................................................................................................... 143 9 DEFORMATORISCHE AUFNEHMER ................................................................................. 145 9.1 DEHNUNGSMESSSTREIFEN ........................................................ 145 9.1.1 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE ....................................................... 145 9.1.2 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE MESSUNG MIT DMS .............................. 150 9.1.3 VIERTELBRUECKENSCHALTUNG ............................................................. 152 9.1.4 HALBBRUECKENSCHALTUNG ............................................................... 155 9.1.5 VOLLBRUECKENSCHALTUNG ................................................................. 156 9.1.6 TRAEGERFREQUENZ- UND GLEICHSPANNUNGS-MESSVERSTAERKER ........... 158 9.1.7 APPLIKATION UND KALIBRIERUNG .................................................. 161 9.1.8 MESSUNG EINACHSIGER SPANNUNGSZUSTAENDE MITTELS DMS ......... 164 9.2 MESSPRINZIP VON KRAFT- UND MOMENTENAUFNEHMERN ................................ 173 9.3 DMS-KRAFT- UND MOMENTENAUFNEHMER .................................................... 178 9.4 PIEZOELEKTRISCHE KRAFT- UND MOMENTENAUFNEHMER .................................. 186 9.5 MAGNETOELASTISCHE KRAFT- UND MOMENTENAUFNEHMER ................................ 188 9.6 MEHRKOMPONENTENAUFNEHMER ................................................................... 191 9.7 EINBAU VON KRAFT- UND MOMENTENAUFNEHMEM ........................................ 195 LITERATUR. .................................................................................................................. 198 10 SIGNAL VERARBEITUNG ................................................................................................... 201 10.1 SIGNALFLUSS UND GERAETEFUNKTIONEN ............................................................. 201 10.2 MESSVERSTAERKER ............................................................................................ 203 10.3 ELEKTROMAGNETISCHE BEEINFLUSSUNG DER MESSKETTE .................................... 209 10.3.1 URSACHEN ...................................................................................... 209 10.3.2 ABHILFEMASSNAHMEN ................................................................... 212 10.4 KALIBRIERUNG UND PLAUSIBILITAETSPRUEFUNG DER MESSKETTE .............................. 219 10.4.1 METHODEN ZUR KALIBRIERUNG DER MESSKETTE ........................... 219 10.4.2 KENNLINIE, OFFSET UND UEBERTRAGUNGSKOEFFIZIENT ....................... 223 10.4.3 SIGNALPFADVERFOLGUNG UND FEHLERSUCHE IN MESSKETTEN ........... 231 10.5 TEDS (TRANSDUCER ELECTRONIC DATA SHEET) .............................................. 234 10.6 FILTER ............................................................................................................. 237 10.6.1 AUFGABEN UND FUNKTION VON FILTERN ........................................... 237 10.6.2 UEBERTRAGUNGSFUNKTION ............................................................... 239 10.6.3 EINSCHWINGVERHALTEN ................................................................. 244 10.6.4 FILTERAUSWAHL .............................................................................. 246 X INHALTSVERZEICHNIS 10.7 ANALOG-DIGITAL-WANDLUNG ......................................................................... 248 10.7.1 DIGITALE MESSTECHNIK ................................................................. 248 10.7.2 QUANTISIERUNG .............................................................................. 249 10.7.3 ABTASTUNG .................................................................................... 253 10.7.4 TECHNISCHE UMSETZUNG IN A/D- WANDLERN ................................ 256 10.8 TELEMETRISCHE SIGNALUEBERTRAGUNG ............................................................... 262 LITERATUR .................................................................................................................... 267 11 MATLAB UND DATENFORMATE EINE EINFUEHRUNG .............................................. 269 11.1 MATLAB NACH DEM START ....................................................................... 269 11.2 MATLAB HILFE ........................................................................................ 270 11.3 MATLAB DATENTYP STRUCT ....................................................................... 271 11.4 DIAGRAMME ERSTELLEN .................................................................................. 273 11.5 DATENFORMATE FUER MESS- UND METADATEN .................................................. 282 11.5.1 MATHWORKS .MAT DATEIEN ......................................................... 282 11.5.2 AUDIODATENFORMAT - WAV ......................................................... 282 11.5.3 KOMMA - SEPARIERTE WERTE - CSV ............................................ 283 11.5.4 UNIVERSAL DATEN FORMAT - UFF ................................................ 288 11.5.5 ASAMODS FORMAT-ATF/ATFX ............................................ 296 LITERATUR ................................................................................... 297 12 MESSEN MIT MATLAB ......................................... 299 12.1 MESSEN MIT DER ONBOARD-SOUNDKARTE ....................................................... 300 12.1.1 MESSEN MIT DER ONBOARD-SOUNDKARTE UND ETWAS BEDIENUNGSKOMFORT ................................................................... 302 12.2 DATA ACQUISITION TOOLBOX ..................................................................... 305 12.2.1 DATA ACQUISITION TOOLBOX* UND VERBESSERTER BEDIENUNGSKOMFORT ................................................................... 308 12.2.2 DATA ACQUISITION TOOLBOX* - STANDARDAUFGABEN ................... 316 12.2.3 INSTRUMENT CONTROL TOOLBOX* - HP-IB .................................... 321 12.3 DATA ACQUISITION TOOLBOX* IN VERBINDUNG MIT PROFESSIONAL AUDIO HARDWARE ................................................................... 324 12.4 MIT DER DATA ACQUISITION TOOLBOX* SIGNALE GENERIEREN ......................... 330 12.5 MATLAB GUI - GRAFISCHE OBERFLAECHE .................................................... 341 12.5.1 GRAFISCHE OBERFLAECHE ERSTELLEN .................................................. 341 12.5.2 FUNKTIONEN DEN ELEMENTEN DER GRAFISCHEN OBERFLAECHE ZUORDNEN ................................................................. 345 12.6 MESSPROZESS - EIN VARIABLER DATENLOGGER ................................................ 353 12.6.1 MESSPROZESS - DOKUMENTATION ................................................ 354 12.6.2 MESSPROZESS - MESSUNG ............................................................. 358 LITERATUR ................................................................................................................... 372 INHALTSVERZEICHNIS XI 13 RASPBERRY PI ALS MESSGERAET .................................................... 373 13.1 RASPBERRY PI ................................................................................................ 373 13.2 DIGITAL IO ............................... 377 13.3 SPANNUNGSMESSUNG MIT DEM A/D- WANDLER ADS!015 ............................... 381 13.4 DREHZAHLMESSUNG VIA INTERRUPT AN DIGITAL IO .......................................... 384 13.5 BRUECKENSCHALTUNG MIT GLEICHSPANNUNGS-MESSVERSTAERKER ....................... 390 LITERATUR ................................................................................................................... 396 14 VERFAHREN UND BEISPIELE ZUR SIGNALANALYSE .......................... 397 14.1 AUFGABEN UND METHODEN DER SIGNALANALYSE ............................................ 397 14.2 SIGNALANALYSE IM ZEITBEREICH ..................................................................... 398 14.2.1 EFFEKTIVWERT, LEISTUNG, MITTELWERT UND VERWANDTE GROESSEN ........................................................................................ 398 14.2.2 ANWENDUNGSBEISPIELE: EFFEKTIVWERT, LEISTUNG, MITTELWERT UND VERWANDTE GROESSEN ............................................................... 403 14.2.3 HUELLKURVEN .................................................................................. 406 14.2.4 CRESTFAKTOR .................................................................................. 412 14.2.5 AUTOKORRELATION UND KREUZKORRELATION ...................................... 414 14.2.6 1/N-OKTAV-BANDPASSFILTERUNG .................................................... 417 14.3 SIGNALANALYSE IM HAEUFIGKEITSBEREICH ........................................................ 425 14.3.1 AMPLITUDENDICHTE ....................................................................... 425 14.3.2 ZAEHLVERFAHREN ............................................................................. 427 14.4 SIGNALANALYSE IM FREQUENZBEREICH ........................................................... 435 14.4.1 FOURIER-TRANSFORMATION - FFT ODER DFT? ................................. 435 14.4.2 GRUNDLAGEN ZUR DISKRETEN-FOURIER-TRANSFORMATION ................. 436 14.4.3 ALIASING ...................................................................................... 445 14.4.4 ZUSAMMENHAENGE ZWISCHEN DEN DFT-PARAMETERN ................... 446 14.4.5 LEAKAGE UND FENSTERFUNKTIONEN ................................................ 450 14.4.6 TRIGGERUNG ................................................................................. 461 14.4.7 MITTELUNG UND UEBERLAPPUNG ...................................................... 463 14.4.8 SPEKTRALE GROESSEN ....................................................................... 467 14.4.9 ACHSENSKALIERUNG .................................................................. 474 14.4.10 DIFFERENZIEREN UND INTEGRIEREN ................................................... 477 14.4.11 PRAXISGERECHTE EINSTELLUNGEN FUER ORIENTIERUNGSMESSUNGEN .......................................................... 479 14.4.12 PRAKTISCHE UMSETZUNG IN MATLAB MIT TESTSIGNALEN ........... 482 14.4.13 SPEKTRALE GROESSEN IN MATLAB .............................................. 499 14.4.14 MODULATIONSANALYSE ................................................................... 500 14.5 UEBERTRAGUNGSFUNKTION ............................................................................... 506 LITERATUR ................................................................................................................... 518 XII INHALTSVERZEICHNIS 15 EXPERIMENTELLE MODALANALYSE ............................................................................... 521 15.1 ANNAHMEN UND BEGRIFFSERKLAERUNGEN ......................................................... 522 15.2 ZUSAMMENFASSUNG DER ANALYTISCHEN GRUNDLAGEN DER MODALANALYSE .... 524 15.3 OPERATIVE DURCHFUEHRUNG DER EXPERIMENTELLEN MODALANALYSE ................. 529 15.3.1 LAGERUNG ................................................................... 531 15.3.2 OBJEKTANREGUNG MITTELS IMPULSHAMMER .................................... 531 1 15.3.3 OBJEKTANREGUNG MITTELS SHAKER .................................................. 535 15.4 AUSWERTUNG DER EXPERIMENTELLEN MODALANALYSE IN MATLB................. 535 15.4.1 AUSWERTUNG VON MESSUNGEN MIT IMPULSHAMMERANREGUNG ... 535 15.4.2 AUSWERTUNG VON MESSUNGEN MIT SHAKER-ANREGUNG ............... 546 LITERATUR .................................................................................................................... 550 STICHWORTVERZEICHNIS 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