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DEWESoft Math - Erste Schritte

Signalverarbeitungs-Beispiele mit der Stimmgabel

v 1.1

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DEWESoft Math - Erste Schritte Table Of Contents

Inhaltsverzeichnis1Vorbereitung.......................................................................................................................................................................12Beispiele.............................................................................................................................................................................2

2.1Offset subtrahieren.....................................................................................................................................................22.2Messen der Resonanzfrequenz...................................................................................................................................32.3Filter...........................................................................................................................................................................42.4Dauer des Ausschwingens messen.............................................................................................................................52.5Wert halten, wenn Taste gedrückt wird......................................................................................................................62.6Zählen, wie oft die Stimmgabel angeschlagen wird..................................................................................................92.7Maximum (Peak-) Wert des Anschlagens?..............................................................................................................112.8Hüllkurve (Peak hold)..............................................................................................................................................142.9FFT Referenzkurve..................................................................................................................................................15

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DEWESoft Math - Erste Schritte 1Vorbereitung

1 Vorbereitung

Abbildung 1: Alle Beispiele für DEWESoft X und ein SIRIUS Messgerät mit Brückenverstärker (oder KRYPTON,DEWE-43 mit externer Brückenergänzung); Eine Stimmgabel mit DMS ist an Kanal 1 angeschlossen

Abbildung 2: Kanalsetup der Stimmgabel

skaliert in Dehnung (um/m); gemessenens Max bei Anschlagen ~ 200...300 um/m (für gleiche Resultate)

Ein Klick auf ”Balance sensor” (Sensorabgleich) muss vor der Messung durchgeführt werden.

(Shunt Cal Werte sind in den Beispielen fälschlicherweise negativ)

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DEWESoft Math - Erste Schritte Beispiele

2 Beispiele

2.1 Offset subtrahieren

Abbildung 3: Das einfachste Beispiel ist eine Formel, die während der Messung “live” einen Fixwert vomSensorsignal abzieht

Abbildung 4: Sensorsignal unverändert (blau) und Signal mit abgezogenem Offset (rot)

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DEWESoft Math - Erste Schritte 2Beispiele

2.2 Messen der Resonanzfrequenz

Abbildung 5: Fügen Sie die “Exactfrequency” Mathematik hinzu, dann öffnen

Sie die Settings

Abbildung 6: Wählen Sie“Use amplitude threshold” und geben Sieeinen Level von 10 um/m ein, damit die Empfindlichkeit über dem

Rauschpegel ist

Abbildung 7: Schlagen Sie die Stimmgabel an (schwingt frei aus) undvergleichen Sie das Resultat der Digitalanzeige (Kanal “fork/Freq”)

mit einem FFT Instrument






2.3 Filter

Abbildung 8: IIR Filter hinzufügen

Abbildung 9: Nun, da wir die Resonanzfrequenz kennen (ca. 440 Hz),können wir versuchen, sie wegzufiltern; Ändern Sie das Filter zu “Band

stop” (Bandsperre) von 400...500 Hz

Abbildung 10: Die Form der Stimmgabel bringt alle anderen Frequenzen (die beim Anschlagen angeregtwerden) schnell zum Abklingen, nur die Resonanzfrequenz bleibt bestehen






2.4 Dauer des Ausschwingens messen

Abbildung 11: Fügen Sie eine “Basicstatistics” Funktion hinzu

Abbildung 12: Block basiert – RMS, zeitbasiert 0.1 Sekunde

Abbildung 13: fügen Sie eine Formel hinzu: stopwatch('fork/RMS'>30,'fork/RMS'<30)

Abbildung 14: Man sieht das Anschlagen mit unterschiedlichen Dauern; Das obere Signal (blau) ist dasSensorsignal; danach der RMS Wert (rot); die Zeitmessung (grün) beginnt bei Überschreitung des RMS Werts z.B.

30 um/m (positive Flanke) und stoppt, wenn der Wert wieder darunter fällt (negative Flanke)






2.5 Wert halten, wenn Taste gedrückt wird

Abbildung 15: Bei dieser Messaufgabe muss z.B. die Temperatur in 4 Punkten gemessen werden; hat man mit demFühler den Punkt erreicht, der Wert ist stabil, drückt man eine Taste, um ihn in eine Tabelle zu übernehmen

Abbildung 16: Für den Tastendruck gibt es in der Formel eine vorbereitete Funktion: “keypressed(32)” springt von 0auf 1, wenn die Leertaste (ASCII code 32) auf der Tastatur gedrückt wird

Abbildung 17: Fügen Sie eine “Latch math” (Halteglied) in der Mathematik hinzu






Abbildung 18: Link “fork” als Eingang wählen, der gehalten werden soll, wenn der“criterial channel” “keypress” das criteria limit von“0.5” (Übergang 0 → 1 beim

Tastendruck) überschreitet; zusätzlich wird für 0.1 sec vor dem Tastendruck gemittelt

Abbildung 19: Für die Anzeige der Tabelle kommt das “tabular valuesdisplay” zur Anwendung

Abbildung 20: Drücken Sie vorsichtig die Enden der Stimmgabel zusammen und halten Sie den Druck, damit der Wertstabil wird (das simuliert unseren Temperaturfühler), dann drücken Sie die Leertaste auf der Tastatur; der aktuelleWert wird in die Tabelle übernommen; nun drücken Sie die Stimmgabel etwas weniger (zweiter Punkt), wieder mit

Leertaste wird der Wert übernommen, usw.....






Abbildung 21: Um nun eine schöne Tabelle im Excel zu bekommen, besteht der Trick darin, nur die Latch Kanälemit derselben Acq.rate zu exportieren

Abbildung 22: Resultat der exportierten Tabelle






2.6 Zählen, wie oft die Stimmgabel angeschlagen wird

Abbildung 23: eine “Basic statistics”Funktion hinzufügen

Abbildung 24: Block basiert – RMS, zeitbasiert 0.1 Sek.

Abbildung 25: Wir fügen eine Formel hinzu, die von 0 auf 1 springt, wenn der RMS Wert 30 überschreitet (Stimmgabelwird angeschlagen); bei Unterschreiten von 30 (ausgeschwungen), geht das Signal wieder auf 0

Abbildung 26: Das Zählen der Flanken (0 → 1) der vorhergehenden Formel ist wiederum eine vorbereitete Funktion“edge count” in der Formel: ecnt('hit_true')






Abbildung 27: Sensorsignal und die drei Mathe-Funktionen; das RMS Signal wird mittels der Schwelle 30 um/m in einRechteck umgewandelt; von diesem werden dann die steigenden Flanken (0 → 1) gezählt






2.7 Maximum (Peak-) Wert des Anschlagens?

Abbildung 28: eine “Basic statistics”Mathe-Funktion hinzufügen

Abbildung 29: Block basiert – RMS, zeitbasiert 0.1sec

Abbildung 30: wiederum fügen wir eine Formel hinzu, die 1 bleibt, so lange der RMS Wert > 30 ist, und dann auf 0zurückfällt: if('fork/RMS'>30,1,0)

Abbildung 31: “Scope trigger” Mathe hinzufügen






Abbildung 32: Um den Max-Wert ganz genau zu bestimmen, nutzen wir die ScopeTrigger Mathe. Sie kopiert bei einem Trigger (“hit_true” Kanal geht von 0 → 1) ausdem Sensorsignal (fork) einen Zeitabschnitt (Pre- und Post-Zeit) in ein Array, wovon

man anschließend den Max Wert bestimmt.

Abbildung 33: Mit der Formel wird aus dem 2-dimensionalen Array (x,y) der max Wert bestimmt






Abbildung 34: Um den Scope Trigger Ausschnittanzuzeigen, benutzen wir das “2D graph”

Instrument

Abbildung 35: Schlagen Sie die Stimmgabel an. Der Kanal “fork/Data” enthält nun die Daten von -300… +100ms rund um den Schlag; Wenn Sie die y-Achse nun skalieren, sollten der angezeigte Max-Wert

und der Wert unserer Formel “max” im Digitaldisplay denselben Wert anzeigen






2.8 Hüllkurve (Peak hold)

Abbildung 36: eine “Basic statistics”Mathe-Funktion hinzufügen

Abbildung 37: Getriggerte Blöcke – MAX, 10um/m Triggerlevel; JedesMal beim Überschreiten des Werts 10 um/m wird ein neuer Max Wert

berechnet (einmal pro Periode)

Abbildung 38: Sensorsignal (blau) und Hüllkurve (rot) Abbildung 39: Detail: für jeden Schwingungsdurchgangwird ein Maximum berechnet






2.9 FFT Referenzkurve

Abbildung 40: Fügen Sie eine “FFTreference curve” hinzu

Abbildung 41: Eingangskanal wählen, FFT Limit-Tabelle eingeben(10kS/s Samplingrate); Für den Bereich 400...499 Hz (Frequenzbereich

Stimmgabel) definieren wir ein höheres Limit (z.B. 80 um/m)

Abbildung 42: wenn manim Messmodus auf dieFFT klickt, gibt es nunlinks automatisch einen

zusätzlichen Reiter“Curve”

Abbildung 43: Limitkurve und aktuelles Sensorsignal können nun übereinanderangezeigt werden; der Ausgangskanal der “FFT reference” (hier einer Indikator-Lampe

zugewiesen) geht auf 1, wenn das Limit 80 um/m überschritten wird






Der Kanal “FFTReference” wird automatisch zurückgesetzt (auf 0), wenn das Sensorsignal wieder unter das Limit fällt.

Wenn Sie den Kanal auf 1 halten wollen (z.B. zur Überwachung einer längeren Messung), können Sie das mit einer einfachen Formel tun:

hold(1,'FFTReference')

Abbildung 44: Formel, um eine einmalige Überschreitung zu halten.

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Bei Fragen bitte support at dewesoft com kontaktieren.





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