Produktserie
CF-4700 Serie
Serien- und ModellübersichtFFT Comparator
Ono Sokki CF-4700 Serie entdecken
FFT-Analysatoren für Schall, Schwingung und Signalanalyse
FFT-Analysatoren zerlegen aufgezeichnete Messsignale in ihre Frequenzanteile. Damit erkennen Sie Resonanzen, Störgeräusche, harmonische Schwingungen und drehzahlabhängige Anregungen, die im Zeitverlauf schwer auseinanderzuhalten sind. Bei CME finden Sie FFT-Messgeräte, modulare Mehrkanal-Systeme und FFT-Komparatoren von Ono Sokki für Entwicklung, Maschinenprüfung, NVH-Analyse und Qualitätssicherung.
Entscheidend sind nutzbarer Frequenzbereich, Kanalzahl, Sensoranschluss und das gewünschte Ergebnis: Spektrum, Übertragungsfunktion, Ordnungsanalyse oder eine reproduzierbare Gut-/Schlecht-Bewertung. Tragbare Systeme vereinfachen Messungen vor Ort; modulare Geräte verbinden mehrere Messpunkte. Passende Messsoftware, Drehzahlsignal und Sensorversorgung werden gemeinsam ausgewählt. Prüfen Sie Bandbreite und Dynamik der gesamten Messkette vom Sensor bis zur Auswertung.
FFT-Analysatoren, Module und ergänzende Schwingungsmesstechnik
Produktserien
7 Serien
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Welcher FFT-Analysator passt zu Ihrer Prüfaufgabe?
Definieren Sie zunächst das Fehlerbild und die Betriebsbedingungen. Ein möglichst großer Zahlenwert bei Bandbreite oder Kanalzahl allein führt nicht zum passenden Messaufbau.
| Aufgabe / Kriterium | Technischer Hintergrund und praktische Auswahl |
|---|---|
| Geräusche an Motoren, Pumpen und Lüftern finden | Ein tragbarer FFT-Analysator mit Mikrofon beziehungsweise Beschleunigungssensor zeigt tonale Anteile und breitbandiges Rauschen. Erfassen Sie Drehzahl, Last und Messposition mit, damit Unterschiede zwischen zwei Betriebszuständen nachvollziehbar bleiben. |
| Resonanzen und mechanische Übertragung untersuchen | Für einen Hammertest werden Anregungskraft und Beschleunigungsantwort gemeinsam erfasst. Mindestens zwei geeignete Kanäle, passende Sensorversorgung und eine Frequenzgangfunktion sind erforderlich. Mehr Messpunkte unterstützen räumliche Strukturuntersuchungen. |
| Hochlauf und drehzahlabhängige Schwingungen bewerten | Eine Ordnungsanalyse setzt Frequenzanteile zur Drehzahl in Beziehung. Ein sauberer Drehzahlimpuls und die passende Tracking-Software helfen, rotierende Anregungen von ortsfesten Resonanzen zu unterscheiden. Ein einzelnes stationäres FFT-Spektrum reicht hierfür oft nicht aus. |
| Serienprodukte automatisch vergleichen | Ein FFT-Komparator prüft definierte Frequenzbereiche oder Spektralformen gegen Grenzwerte. Legen Sie Messposition, Einspannung, Prüfablauf und Referenzteile fest, bevor Sie Gut-/Schlecht-Grenzen für eine End-of-Line-Prüfung übernehmen. |
| Viele Messpunkte oder weitere Auswertungen benötigen | Ein modularer Mehrkanal-FFT-Analysator ermöglicht abgestimmte Sensor- und Triggerkanäle. Für Versuche mit später wechselnden Auswertungen sollten zusätzlich kalibrierte Zeitdaten gespeichert werden. Für allgemeine Prozesssignale ist auch die Messdatenerfassung relevant. |
Frequenzbereich, Messdauer und Auflösung richtig wählen
Abtastrate, analysierter Frequenzbereich und Frequenzauflösung beschreiben verschiedene Eigenschaften. Prüfen Sie die Angaben für die tatsächlich verwendete Kanalzahl und Auswertesoftware.
| Aufgabe / Kriterium | Technischer Hintergrund und praktische Auswahl |
|---|---|
| Bandbreite und Anti-Aliasing | Die höchste interessante Frequenz muss innerhalb des nutzbaren Analysebereichs liegen. Frequenzen oberhalb der zulässigen Abtastbandbreite werden vor der Digitalisierung ausreichend gefiltert; sonst erscheinen sie als falsche tiefere Frequenzen. Ein nachträglicher Softwarefilter entfernt bereits entstandenes Aliasing nicht. |
| Linienabstand und Messdauer | Für eine ungepaddete FFT gilt Δf = 1/T. Eine Aufzeichnung von 2 Sekunden liefert beispielsweise 0,5 Hz Linienabstand. Ob zwei nahe Komponenten getrennt erkennbar sind, hängt zusätzlich von Fensterform und Pegelunterschied ab. Mehr Anzeigepunkte durch Zero-Padding ersetzen keine längere Messung. |
| Zeitauflösung und Überlappung | Kurze Zeitblöcke zeigen Veränderungen schneller, trennen enge Frequenzanteile jedoch schlechter. Überlappte Blöcke verbessern die zeitliche Abdeckung; sie schaffen keine zusätzlichen unabhängigen Messdaten. Für kurze Ereignisse sind Trigger, Vorlauf und ein ausreichend langer Zeitdatenspeicher wichtig. |
| Echtzeit und Kanalzahl | Echtzeitbandbreite bedeutet, dass Erfassung und Verarbeitung unter den angegebenen Bedingungen ohne Datenlücken zusammenarbeiten. Bei vielen Kanälen, längeren FFT-Blöcken oder Zusatzanalysen können andere Grenzen gelten. Die maximale Modulbandbreite ist deshalb nicht automatisch die Bandbreite jedes Vollausbaus. |
Fensterfunktionen, Amplitude und Rauschmessung
Die Auswertung muss zur Signalart passen. Speichern Sie Fenster, Pegelbezug, Mittelungsart und Einheiten mit dem Ergebnis, damit Spektren verschiedener Messungen vergleichbar sind.
| Aufgabe / Kriterium | Technischer Hintergrund und praktische Auswahl |
|---|---|
| Hann-Fenster und Leakage | Passt keine ganze Anzahl von Perioden in den Zeitblock, entstehen Randübergänge und spektrale Leakage. Das Hann-Fenster ist ein guter Ausgangspunkt für viele stationäre Schwingungssignale. Es mindert Seitenkeulen, verbreitert jedoch die Hauptkeule; nahe Frequenzen bleiben eine Auswahlfrage. |
| Flat-Top und Rechteckfenster | Ein Flat-Top-Fenster eignet sich für die Amplitude einzelner Sinuskomponenten, benötigt aber eine breitere Hauptkeule. Das Rechteckfenster kann bei kohärenter Abtastung oder vollständig erfassten Transienten sinnvoll sein. Für Hammertests werden Fenster und Abklingdauer gezielt abgestimmt. |
| RMS, Peak und Dezibel | Vergleichen Sie Effektivwerte und Spitzenwerte nicht ohne Umrechnung. dB benötigt außerdem einen Bezug, etwa dBV oder einen Schalldruckbezug. Eine Spektrallinie in Volt ist keine elektrische Leistung in Watt; dafür werden weitere Messgrößen und ein geeignetes Verfahren benötigt. |
| PSD und Amplitudenspektrum | Bei breitbandigem Rauschen hängt der Pegel pro FFT-Linie von der Bandbreite ab. Eine Leistungsdichtedarstellung, beispielsweise V²/Hz oder (m/s²)²/Hz, berücksichtigt die Bandbreitennormierung. Für einen Gesamtwert wird über den interessierenden Frequenzbereich integriert; einzelne Spitzenwerte sind damit nicht austauschbar. |
| Mittelung bewusst einsetzen | Leistungsmittelung beruhigt zufällige Schwankungen im Spektrum. Zeit- oder Vektormittelung verlangt bei wiederholten Signalen einen passenden Phasenbezug. Peak-Hold zeigt Extremwerte, jedoch keinen zeitlichen Mittelwert. Wählen Sie die Auswertung nach der Prüfentscheidung, nicht nach dem ruhigsten Kurvenbild. |
Anwendungen: von NVH bis zur Fertigungsprüfung
Nützliche Analysen verbinden ein vermutetes physikalisches Verhalten mit einem geeigneten Messverfahren. Die folgenden Beispiele beschreiben Prüfaufgaben; der notwendige Funktionsumfang wird pro Gerät und Softwareoption zusammengestellt.
| Aufgabe / Kriterium | Technischer Hintergrund und praktische Auswahl |
|---|---|
| Lüfter, Elektromotoren und Getriebe | Vergleichen Sie Spektren bei definierten Drehzahlen und Lasten. Drehfrequenz, Blattpassierfrequenz und harmonische Anteile liefern Ansatzpunkte für die Ursachenanalyse. Beim Hochlauf unterstützt ein Ordnungsdiagramm die Trennung drehzahlabhängiger Linien von strukturbedingten Resonanzen. |
| Bauteile, Halterungen und Gehäuse | Ein instrumentierter Impulshammer und ein Beschleunigungssensor liefern Anregung und Antwort. Aus dem Frequenzgang lassen sich Resonanzbereiche erkennen. Doppelanschläge, Übersteuerung oder ein zu kurzes Abklingfenster verfälschen das Ergebnis; die Kohärenz unterstützt die Plausibilitätskontrolle. |
| Netzteile, Elektronik und kleine Antriebe | Akustische Spektren helfen, Brummen, Pfeifen und periodische Modulationen zu lokalisieren. Messungen bei gleichen Betriebszuständen erlauben den Vergleich von Varianten. Die Aufnahme eines Geräuschs ersetzt keine elektrische Wirkungsgradmessung mit einem Leistungsmessgerät. |
| Ultraschall und Piezo-Komponenten | Ein ausreichend breitbandiger Eingang und ein geeigneter Sensor, beispielsweise ein passendes Laservibrometer, können Schwingungen oberhalb des Hörbereichs erfassen. Prüfen Sie die gesamte Messkette bis zur höchsten Nutzfrequenz; ein 100-kHz-Analysator erweitert keinen zu schmalbandigen Sensor. |
| Akustische Qualitätskontrolle | Definierte Spektralmerkmale können Auffälligkeiten von Serienprodukten erkennen. Die Grenzwerte müssen Gutteile, typische Fehler und unvermeidliche Streuungen abdecken. Wiederholungsmessungen zeigen, ob Umgebungsgeräusche, Einspannung oder Prozessänderungen die Entscheidung beeinflussen. |
Messaufbau, Übertragungsfunktion und typische Fehler
Ein FFT-Ergebnis ist nur so belastbar wie die Signalkette. Prüfen Sie den Zeitverlauf und die Sensoreinstellungen, bevor Sie die Frequenzdarstellung interpretieren.
| Aufgabe / Kriterium | Technischer Hintergrund und praktische Auswahl |
|---|---|
| Sensor und Montage | Mikrofonabstand, Beschleunigungssensor-Masse, Befestigung und Ausrichtung verändern das Messergebnis. Sensorfrequenzgang und Empfindlichkeit müssen zur Aufgabe passen. Kabelbewegungen und eine wechselnde Messstelle können Unterschiede erzeugen, die nicht vom Prüfling stammen. |
| CCLD, Kalibrierung und Eingangsbereich | Konstantstromgespeiste Sensoren benötigen eine kompatible CCLD-/IEPE-Versorgung. Ladungsausgangssensoren erfordern eine passende Aufbereitung. Hinterlegen Sie die Empfindlichkeit und prüfen Sie den Pegel einschließlich Spitzen: Eine übersteuerte Aufnahme lässt sich durch spätere FFT-Einstellungen nicht reparieren. |
| Frequenzgang und Kohärenz | Eine Übertragungsfunktion beschreibt Amplituden- und Phasenbeziehung zwischen Eingang und Antwort. Kohärenz beurteilt den linearen Zusammenhang im Messdatensatz. Niedrige Werte können durch Rauschen, weitere Anregungen, Nichtlinearität oder einen schlechten Messaufbau entstehen; hohe Kohärenz allein beweist keine richtige Kalibrierung. |
| FFT oder Sinus-Sweep | Die FFT verarbeitet viele Frequenzanteile eines erfassten Zeitblocks gemeinsam und eignet sich auch für transiente Signale. Ein Sinus-Sweep regt Frequenzen nacheinander an und kann gezielte Frequenzgangmessungen unterstützen. Für den Sweep werden Signalquelle, Anregungsleistung und Einschwingzeit passend ausgelegt. |
Ono Sokki: Gerätefamilien und Zubehör einordnen
Die Kategorie enthält vollständige Analysatoren, konfigurierbare Systeme, Module und ergänzende Messgeräte. Ein Modul allein ist kein betriebsbereiter Mehrkanal-Analysator.
| Aufgabe / Kriterium | Technischer Hintergrund und praktische Auswahl |
|---|---|
| CF-9000A | Tragbare Analysatorfamilie mit zwei beziehungsweise vier Kanälen und Analysebereich bis 100 kHz. Tracking, Echtzeit-Oktavanalyse und Anregungsfunktionen werden abhängig von den Optionen ausgewählt. Die integrierte Bedienung eignet sich für Untersuchungen an wechselnden Messorten. |
| DS-3000 / DS-3200 | Modulare Data Station für PC-gestützte Schall- und Schwingungsanalyse. Für bestehende Systeme sind installierte Eingänge, Messsoftware, Treiber und PC-Kompatibilität gemeinsam zu prüfen. Erweiterungsmodule müssen zur Gerätegeneration passen. |
| DS-5000 / DS-5100 | Modulares System mit O-Solution und Eingangsvarianten für 40 kHz oder 100 kHz. Die zulässige Kanalzahl hängt von Bandbreite, Konfiguration und Analysefunktion ab. Externe Trigger-/Drehzahlmodule, Signalausgänge und Batterieeinheiten erfüllen eigene Aufgaben. |
| CF-4700 und ergänzende Geräte | Die CF-Komparatorfamilie dient der spektralen Gut-/Schlecht-Prüfung. Aktuelle Ausführung und Optionen werden im Angebot geklärt. HT-Drehzahlmessgeräte sowie VC-/VW-Schwingungsmesstechnik ergänzen den Aufbau; sie sind funktional von einem frei konfigurierbaren FFT-Analysator zu unterscheiden. |
Typische Fragen zu FFT-Analysatoren
Was unterscheidet FFT-Analysator und Spektrumanalysator?
FFT bezeichnet ein Rechenverfahren; moderne Spektrumanalysatoren können es ebenfalls verwenden. Die hier angebotenen Systeme sind auf Schall, Schwingung und niederfrequente Messsignale ausgerichtet. Für Hochfrequenzmessungen zählen zusätzlich RF-Eingang, Frequenzumsetzung und die dafür spezifizierte Bandbreite. Softwareangaben zu importierbaren Daten sind keine Messbandbreite des analogen Eingangs.
Wie lange muss ich für 1 Hz Frequenzauflösung messen?
Für einen Linienabstand von 1 Hz beträgt die ungepaddete Aufzeichnungsdauer 1 Sekunde. Die tatsächliche Trennbarkeit zweier Töne hängt zusätzlich vom Fenster und ihren Pegeln ab. Eine längere Messzeit kann daher erforderlich sein.
Verbessert Zero-Padding die Frequenzauflösung?
Zero-Padding erzeugt zusätzliche Stützstellen zwischen den vorhandenen Spektralpunkten. Es erleichtert die Darstellung und Spitzeninterpolation, fügt dem Messsignal aber keine Information hinzu. Zwei nahe Signale lassen sich dadurch nicht beliebig besser trennen.
Wann brauche ich mehr als einen Kanal?
Für ein einzelnes Spektrum genügt häufig ein Kanal. Anregung und Antwort, Kanalphasen, Kreuzspektren und Übertragungsfunktionen benötigen mindestens zwei passend synchronisierte Eingänge. Räumliche Strukturuntersuchungen können weitere Messpunkte erfordern.
Sind 24 Bit gleichbedeutend mit 144 dB nutzbarer Dynamik?
Nein. Die Bitzahl beschreibt den Wandler, während Eigenrauschen, Verzerrungen, Messbereich, Frequenz und Auswertebedingungen die nutzbare Dynamik bestimmen. Vergleichen Sie spezifizierte Systemwerte unter denselben Bedingungen.
Warum ändert sich der Rauschpegel bei anderer FFT-Bandbreite?
Eine FFT-Linie sammelt Rauschanteile aus ihrer wirksamen Bandbreite. Ändert sich diese, ändert sich der Linienpegel. Für Vergleiche breitbandiger Signale sind Dichtedarstellungen und eine identische Fenster- und Mittelungswahl hilfreich.
Ist Oktavanalyse dasselbe wie FFT-Analyse?
Nein. Die FFT verwendet gleichmäßig verteilte Frequenzlinien; Oktav- und Terzbänder haben relative Bandbreiten. Für Geräuschbewertung können beide sinnvoll sein. Prüfen Sie, ob eine echte Echtzeit-Oktavanalyse oder eine Zusammenfassung von FFT-Linien benötigt wird.
Welche Daten benötigt CME für eine Empfehlung?
Hilfreich sind Signal- beziehungsweise Sensortyp, erwarteter Pegel, Frequenzbereich, Kanalzahl, Betriebszustände und Auswerteziele. Ergänzen Sie Angaben zu mobilem Einsatz, Drehzahlerfassung, Automatisierung und vorhandenen Sensoren beziehungsweise Softwarelizenzen.
FFT-Messaufbau passend zur Anwendung auswählen
Beschreiben Sie das Geräusch, die Schwingung oder die elektrische Signalfrage, die Sie klären möchten. Gemeinsam stimmen wir Analysator, Sensoren, Kanalzahl, Bandbreite und Auswertefunktionen ab – vom mobilen Versuch bis zur automatisierten Vergleichsprüfung.
FFT-Anwendung besprechenWeitere Grundlagen finden Sie im Glossar zu FFT-Analysatoren und in den Ono-Sokki-Anwendungsvideos. Ergänzend: Schallpegelmessgeräte, Ono Sokki und Systemintegration.