Sample, Samplerate, externer Trigger

In der nächsten Stunde folgen die Bilder!

Zur Schwankungsgeschichte folgender Exkurs, wie ich es verstehe:

Wenn ich die Anlaogspannung, also meine Schwingung, abtaste und die Drehzahl während der Messung nicht konstant ist, dann nehme ich die Geräusche der Lager an anderer Position auf, als diese wirklich sind (wenn man sich das ganze als die Abtastung eines Kreises vorstellt)!
Wenn ich jetzt winkelsynchron abtaste, ist die Schwankung der Drehzahl egal, da ich definitiv immer an der gleichen Stelle messen, nämlich alle 2Pi/512tel des Kreises.
Das ist überhaupt die Grudlage für meine FFt- Schwingungsauswertung.

Wenn dem nicht so ist, wäre es hilfreich, die Gegenargumente nochmal zu formulieren.

Danke und bis später

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Zum Thema:

Die FFT liefert dann eigentlich keine Frequenzen, sondern als Einheit ("Winkel/Weg^-1").

Ich denke die FFT hätte dann auf der X-Achse 2Pi x f !

' schrieb:Ich denke die FFT hätte dann auf der X-Achse 2Pi x f !

Kommt drauf an was du reinschickst.
f=Frequenz hat ja was mit der Zeit zu tun. Dein extern getaktetes Signal ist aber nicht mehr zeitabhängig, sondern winkelabhängig (Vielfache von 1/512).

Wann man mit 2 Pi multiplizieren/dividieren muss bin ich mir jetzt auch etwas unsicher. Bei den FFT VIs, die mit Signalverlauf/Dynamic Data arbeiten, brauchst du dir da jedenfalls keine Gedanken machen. Die erwarten ein Zeitsignal mit konstanten dt und haben auf der x-Achse direkt Hz.

FFT mit "kein" Fenster = Rechteckfenster

Dateinnamenerkärung:
3000 1/min, WS=winkelsynchron, zs=zeitsynchron, 12800 oder 5000 = Abtastrate in Hz, TPxxx= untere Grenzfrequenz TP xxx Hz, 16k=16384 Samples, Nummer hinter dran nur zur Sortierung!

Endnummer _02 und _04 sind mit Mittelung gemäß Anhang: Mittelung_100423

Wie man sieht brauche ich noch Hilfe beim erstellen der Filter, evtl. mache ich für jede Frequenz die ich sehen will einzelne Filter und mache dann 5 parallele FFTs...!?!
Die Winkelsynchrone Messung mit Mittelung _02 sieht ziemlich brauchbar aus.

Die Zeitsynchrone, auch mit Mittelung, eher mies...

Mache mich jetzt an das Hann- Fenster...

Viel Spaß und vielleicht fällt hier und da noch ein Tipp zum Filter. Gemäß NS- Abtasttheorem brauche ich ja einen TP, aber die Auslegung raffe ich nicht...

EDIT JG:
Erklärung:
Screenshots mit Rechteck- Fenster:

MIttelung_100423.jpg - eingestellte Mittelung bei den unten gelisteten Screenshots
   
3000ws12800_TP2600_16k_1 ohne Mittelung:
   
3000ws12800_TP2600_16k_2 mit Mittelung:
   
3000zs5000_TP500_16k_3 ohne Mittelung:
   
3000zs5000_TP500_16k_4 mit Mittelung:
   

Screenshots mit Hann- Fenster:

in der anzeigten Reihenfolge von <strike>links nach rechts</strike> oben nach unten:
3000ws12800_TP2600_16k_1h ohne Mittelung:
   
3000ws12800_TP2600_16k_2h mit Mittelung:
   
3000zs5000_TP500_16k_3h ohne Mittelung:
   
3000zs5000_TP500_16k_4h mit Mittelung:
   

Folgende Fragen & Überlegungen sind jetzt noch da:

1) optimaler Filter ist welcher? Alternative ein Filter für jede der 5 interessanten Frqs entwerfen und die Frqs nach der FFT seperat anzeigen lassen!?!
2) X- Achse bei WS- Abtastung durch 2Pi geteilt - ist das korrekt? Optisch ja!
3) Mittelungseinstellen gemäß Mittelung_100423.jpg sind gut, schlecht - wie verbessern?
4) Wie ist die Auswirkung der Abtastrate? Extercal Clock mit 12800 Hz und Internal Clock mit 5000 Hz? 12,8 kHz VS 5 KHz? Gemäß Shannon sollte 5 KHz als zehnfaches der Maximalfrequenz die von interesse ist, 439 Hz, gut sein. Welchen negativen Effekt hat die 12,8 kHz Abtastung? Ändert sich nur meine Auflösung und bei 12,8 kHz Abtastung brauche ich mehr Samples um eine Auflösung von 0,5 Hz zu bekommen???


DANKE für die Tipps, ich finde die Ergebnisse, trotz Anfängernutzung der Assis, gar nicht mal so schlecht

Auf eines können wir uns glaube ich einigen: Mittelung an! Vielleicht ruhig noch etwas öfter.

Kurz zum Fenster. In deinem Fall macht es wohl fast keinen Unterschieht welches du benutzt, da der Leakage-Effekt nur ganz ganz hohe Frequenzanteile zaubert. Korrekter Weise sollstest du trotzdem nicht das Rechteckfenster nehmen, da du kein periodisches Signal hast, welches du auch noch bei Vielfachen der Periodendauer T herauschneidest. -> Hann und Konsorten.

' schrieb:Die Winkelsynchrone Messung mit Mittelung _02 sieht ziemlich brauchbar aus.

Die Zeitsynchrone, auch mit Mittelung, eher mies...

Da ist wohl eher der Wunsch Vater des Gedanken ...
Ich finde in dem Spektrum wo du das Zeitsignal reinschickst ist weniger Rauschen und du triffst zu mindest mal die Umwuchtfrequenz bei 50 Hz. Außerdem ist es einfach falsch "Hz" an die x-Achse der FFT des Winkelsignals zu schreiben. Um da Hz zu bekommen, musst du einen Zusammenhang zwischen der Zeit/Winkel herstellen. Da dieser schwankt geht das nicht. Soviel zur Theorie. Ich nehme an der Assistent verpasst dem Signal einfach ein konstantes dt und tut so als ob.

Zum Mitteln: Was hast du am Assistenten bei "Samples pro Iteration" für einen Wert angeschlossen? Denn das ist auch die Signalblockgröße, die du zum mitteln schickst. Damit solltest du auch ein bisschen rumspielen.

Zitat:Welchen negativen Effekt hat die 12,8 kHz Abtastung?

Außer, dass man mehr Platz zum Speichern der Daten braucht, ist mir kein anderer Nachteil bekannt. Prinzipiell kann es also dem Ergebnis nur gut tun, wenn man schneller abtastet. Deswegen solltest du der Fairness halber in deinem Vergleich in etwa gleich schnell abtasten.

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' schrieb:Auf eines können wir uns glaube ich einigen: Mittelung an! Vielleicht ruhig noch etwas öfter.

Wie genau kann ich die verbesser, statt 10 20? Oder doch nicht linear?

' schrieb:Kurz zum Fenster. In deinem Fall macht es wohl fast keinen Unterschieht welches du benutzt, da der Leakage-Effekt nur ganz ganz hohe Frequenzanteile zaubert. Korrekter Weise sollstest du trotzdem nicht das Rechteckfenster nehmen, da du kein periodisches Signal hast, welches du auch noch bei Vielfachen der Periodendauer T herauschneidest. -> Hann und Konsorten.

Finde beim Hann- Fenster habe ich eine Offset drin und mehr Rauschen als ohne?!

' schrieb:Da ist wohl eher der Wunsch Vater des Gedanken ...
Ich finde in dem Spektrum wo du das Zeitsignal reinschickst ist weniger Rauschen und du triffst zu mindest mal die Umwuchtfrequenz bei 50 Hz. Außerdem ist es einfach falsch "Hz" an die x-Achse der FFT des Winkelsignals zu schreiben. Um da Hz zu bekommen, musst du einen Zusammenhang zwischen der Zeit/Winkel herstellen. Da dieser schwankt geht das nicht. Soviel zur Theorie. Ich nehme an der Assistent verpasst dem Signal einfach ein konstantes dt und tut so als ob.

Nein, hatte vorher ein anders Bild drin, wo ich die Mittelung nicht habe durchlaufen lassen, insofern ist mein Kommentar sinnfrei - gebe dir recht, dass Zeitsignal ist unerwartet gut. Ich dachte bisher sei der Zusammenhang auf der X- Achse bei dphi 2Pi x f. Mal sehen, ob mir da was besseres einfällt.

' schrieb:Zum Mitteln: Was hast du am Assistenten bei "Samples pro Iteration" für einen Wert angeschlossen? Denn das ist auch die Signalblockgröße, die du zum mitteln schickst. Damit solltest du auch ein bisschen rumspielen.
Außer, dass man mehr Platz zum Speichern der Daten braucht, ist mir kein anderer Nachteil bekannt. Prinzipiell kann es also dem Ergebnis nur gut tun, wenn man schneller abtastet. Deswegen solltest du der Fairness halber in deinem Vergleich in etwa gleich schnell abtasten.

Werde die Abtastrate beim zs hochsetzen. Gibt es da keine negativen Auswirkungen, bei zu viel Abtastung?
Mittelung ist mit dem Assi nur wie auf dem JPG einzustellen...

Danke und netten Start ins Wochenende!

Moin zusammen,

habe einen herben Rückschlag erlitten...

Bei nachfolgenden Messungen wurden nur die FFTs mit Mittelung verwendet!

Bei der winkelsynchronen Abtastung ist neben der Normierung der X- Achse (ein reinmathematisches Problem) die Unwucht meines Motors nicht wie erwartet bei 50 Hz sonder knapp drüber, so bei 53 Hz.
Meine externe clock, die letzendlich die Abtastung bestimmt schwankt und im DAQ- Assi ist eine feste Abtastrate von 12800 Hz eingegeben, mit der die anderen Assis (FFT) wohl rechnen. Jetzt will ich mit einem anderen Assi die Frequenz der externen clock anzeigen und als Abtastrate in den DAQ- Assi geben. Müßte doch klappen oder gibt es Bedenken?

Viel schlimmer ist ein seltsamer Effekt bei meiner zeitsynchronen Abtastung. Wenn der Motor mit 3000 1/min, also 50 hz, läuft, dann funkioniert alles einwandfrei. Stelle ich die Drehzahl hoch, auf 6000 1/min, dann sieht man keine Unwucht bei 100 Hz. Rein physikalisch müßte die Amplitude der Unwucht bei höherer Drehzahl zunehmen und nicht abnehmen - ich habe keine Erklärung warum ich die Unwucht nicht sehen kann. Ich hatte bei einigen Messungen bei 100 Hz das Gefühl, dass die Mittelung evtl. die Unwucht rausrechnet...

Ansätze:
a) künstliche Unwucht auf die Welle bringen und prüfen, ob die Unwucht bei anderer Drehzahl immer noch nciht auffindbar ist.
b) WS: externe clock Anzeigen und rückführen auf Abtatsrate, sofern realisierbar

Vielleicht hat jmd. eine zündende Idee oder ich mache rudimentär was falsch...???

Danke soweit!

' schrieb:habe einen herben Rückschlag erlitten...

Keine Panik.

Zitat:Bei der winkelsynchronen Abtastung ist neben der Normierung der X- Achse (ein reinmathematisches Problem) die Unwucht meines Motors nicht wie erwartet bei 50 Hz sonder knapp drüber, so bei 53 Hz.

50Hz ... 53Hz. Passt. Nochmal: Deinem winkelsynchronen Signal hast du theoretisch jede Zeitinformation entzogen! D.h. da dürfte überhaupt kein Hz an die x-Achse der FFT! Praktisch schummelt der Assistent wahrscheinlich ein konstantes dt in das Signal (Dynamic Data) und das FFT VI rechnet einfach damit.

Zitat:Meine externe clock, die letzendlich die Abtastung bestimmt schwankt und im DAQ-Assi ist eine feste Abtastrate von 12800 Hz eingegeben,

Das widerspricht sich doch. Ist sie nun fest oder nicht? Antwort: Wahrscheinlich nicht. Das ist keine feste Abtastrate (im DAQAss) die man angibt, sondern, im Falle der externen Taktung, die maximal erwartete Rate. So ist es jedenfalls, wenn man mit den normalen DAQ VIs arbeitet.

Zitat:mit der die anderen Assis (FFT) wohl rechnen.

Die rechnen mit dem was hinten rauskommt. Der blaue Strang/Draht (Dynamic Data) hat die dt Info "in sich".

Zitat:Jetzt will ich mit einem anderen Assi die Frequenz der externen clock anzeigen und als Abtastrate in den DAQ- Assi geben. Müßte doch klappen oder gibt es Bedenken?

Du willst mit einem weiteren DAQAss deine Clock Soucre erfassen und dann wieder mit irgendeinem FrequenzmessungsExpressVI die so ermittelte Frequenz mit dem "Haupt-" DAQAss verbinden? Welche Verbesserung versprichst du dir davon? Stichwort Rube-Goldberg-Maschine.

Zitat:Ich hatte bei einigen Messungen bei 100 Hz das Gefühl, dass die Mittelung evtl. die Unwucht rausrechnet...

Gut möglich. Vielleicht wandert die Umwucht umso mehr vor und zurück (90 bis 110 Hz) je höher die Drehzahl ist. Dann würde sie auch stärker rausgemittelt. Versuch mal die Anzahl der Mittelungen wieder runterzuschrauben und die Gewichtung auf Exponentiell zu stellen.

EDIT:
Kannst du mal folgendes testen beim extern getakteten Aufbau:
   
Einmal während der Messung schauen, ob der im Task hinterlegte Takt schwankt, und ob das dt im Signalverlauf schwankt. Würde mich interessieren wie das gemanaged wird.


Gruß dimitri

' schrieb:Keine Panik.
50Hz ... 53Hz. Passt. Nochmal: Deinem winkelsynchronen Signal hast du theoretisch jede Zeitinformation entzogen! D.h. da dürfte überhaupt kein Hz an die x-Achse der FFT! Praktisch schummelt der Assistent wahrscheinlich ein konstantes dt in das Signal (Dynamic Data) und das FFT VI rechnet einfach damit.
Das widerspricht soch doch. Ist sie nun fest oder nicht? Antwort: Wahrscheinlich nicht. Das ist keine feste Abtastrate (im DAQAss) die man angibt, sondern, im Falle der externen Taktung, die maximal erwartete Rate. So ist es jedenfalls, wenn man mit den normalen DAQ VIs arbeitet.
Die rechnen mit dem was hinten rauskommt. Der blaue Strang/Draht (Dynamic Data) hat die dt Info "in sich".

Meine Abtastrate überwache ich nebenbei per Oszi - siehe Anhang. Daher kann ich sehen, dass nicht immer 12,8 kHz als external clock anliegen, es pendelt zwischen 11,661 kHz bis 12,889 kHz. Ich habe über 10 Messungen die Frequenz der Clock mit Lanview anzeigen lassen, ähnlcih deinem Schreenshot, und den Mittelwert gebildet. Diesen bei der Nächsten Messung händisch als Abtastrate eingegeben und dann war die Unwucht auch bei 50 Hz!?! Nebenbei versuche ich es mathematisch zu erfassen, um die theoretische Umrechnung hinzubekommen. Allerdings macht LabVIEW hier irgendwas seltsames, wahrscheinlich arbiete ich mit dem DAQ- Assi nur pseudo- winkelsynchron und intern macht der sich rigendein dt!

' schrieb:Du willst mit einem weiteren DAQAss deine Clock Soucre erfassen und dann wieder mit irgendeinem FrequenzmessungsExpressVI die so ermittelte Frequenz mit dem "Haupt-" DAQAss verbinden? Welche Verbesserung versprichst du dir davon? Stichwort Rube-Goldberg-Maschine.
Gut möglich. Vielleicht wandert die Umwucht umso mehr vor und zurück (45 bis 55 Hz) je höher die Drehzahl ist. Dann würde sie auch stärker rausgemittelt. Versuch mal die Anzahl der Mittelungen wieder runterzuschrauben und die Gewichtung auf Exponentiell zu stellen.

Bei 6000 1/min muss die Unwucht bei 100 Hz liegen, da die Unwucht immer der Frequenz der rotierenden Welle entspricht. Diese sollte eigentlich nicht pendeln und somit auch nicht rausgemittelt werden. Zumindest kannte ich es bisher nur so. Werde die Amplitude der Unwucht durch ein Unwuchtgewicht auf der rotierenden Welle künstlich hochsetzen - vielleicht zeigt sich was...
BTW: Ich habe auch die zu erwartende Abtastrate der neuen Drehzahl angepßt und auch die Smaples (alles verdoppelt) - somit habe ich immernoch die passende Auflösung. Habe auch Hann & Blackmann-Harris Fenster mit entsprechender Erhöhung der Samples getestet - brachten keine Änderung.

' schrieb:Einmal während der Messung schauen, ob der im Task hinterlegte Takt schwankt, und ob das dt im Signalverlauf schwankt. Würde mich interessieren wie das gemanaged wird.
Gruß dimitri

Werde ich mit überwachen - weiß nur nicht, ob ich heute noch zu komme. Wie o.g. habe ich die Frequenz schon mitgeschnitten...

Foto:
Ch1 = Sinusspur meines Drehgebers auf der rotierenden Welle
Ch2 = generierter Takt (als externe Clock verwendet) mit 256 Impulsen pro Umdrehung
Ch3 = Analogspannung die vom Messverstärker kommt und die Schwingungsinformation enthällt

Danke!