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| GfM Gesellschaft für Maschinendiagnose mbH |
| Kompendium - Spektralanalyse |
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Zeichnen wir beliebige Ereignisse auf, so tun wir das üblicherwiese in der Reihenfolge ihres Auftretens oder aber in einer anderen relativ willkürlichen Reihenfolge.
Nehmen wir einen Teller Obst, so können wir die Früchte in der Reihenfolge, in der sie auf dem Teller liegen nennen. Das ist allerdings für eine größere Menge recht unhandlich. Deswegen bilden wir bestimmte Klassen, in unserem Beispiel sind es die Klassen "Apfel", "Zitrone", "Kirsche" und "Banane". Jetzt zählen wir, wieviele Vertreter jeder Klasse vorliegen und tragen das in ein entsprechendes System, beispielsweise eine Grafik ein.
Diese Grafik nennen wir Spektrum. Mit Signalen tun wir exakt dasselbe. Wir zeichnen ein Signal zunächst als Zeitsignal auf. Anschließend versuchen wir, in dem Signal eindeutige Strukturen zu finden und deren Häufigkeit in einem Spektrum darzustellen. Die einfachsten Strukturen in einem willkürlichen Signal sind Sinus- und Cosinusschwingungen. Wir suchen also nach Sinus- und Cosinusschwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen und versuchen auf diese Art und Weise das Signal als eine Summe solcher Schwingungen zu rekonstruieren. Die Mathematik bietet hierfür die Fouriertransformation bzw. einen schnellen und speicherplatzoptimierten Algorithmus, die FFT (Fast Fourier Transformation) an.
Eine einfache Sinusschwingung, die im betrachteten Zeitfenster ganzzahlig vorhanden ist, wird im Amplitudenspektrum als eine Linie abgebildet. Dabei entspricht die Höhe der Linie der Amplitude, das heißt der maximalen Elongation, des Zeitsignals. Hier ist die Peakamplitude abgebildet im Unterschied zur in Europa eigentlich häufiger verwendeten RMS-Amplitude, die den Effektivwert repräsentiert. Im amerikanischen Raum findet auch die peak-to-peak-Amplitude Verwendung. (RMS - root mean square; peak - Spitze) Für Diagnosesignale, die im betrachteten Zeitfenster also nicht zwangsläufig stationär sind, gilt, dass jede einzelne Spektrallinie des Betragsspektrums ein Maß dafür ist,
die entsprechende Frequenzkomponente im Zeitsignal enthalten ist.
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