Praxis der Schwingungsmessung Band 2
Willkommen in der Schwingungsanalyse
Praxis der Schwingungsmessung, 3. Auflage
Band 2: Messen und Signalanalyse in MATLAB®
Nach der positiven Aufnahme der zweiten Auflage von Praxis der Schwingungsmessung durch die Leserschaft hat der Springer Vieweg Verlag die Herausgabe einer neuen Auflage angeregt. Die Autoren wollten zudem eine Erweiterung des Inhalts, so dass eine mehrbändige Buchreihe entstanden ist. Das vorliegende Werk, Band 2: Messen und Signalanalyse in MATLAB® ist aus den ursprünglichen Kapiteln 11 bis 15 der 2. Auflage entstanden. Es behandelt, beginnend mit einem Exkurs zu praxiserprobten Datenformaten zum Datenaustausch und Dokumentation von Mess- und Analysedaten, über das Messen mit MATLAB\®, die Signalanalyse bis hin zur experimentellen Modalanalyse. Abgeschlossen wird dieser Band mit beispielhaften Anwendungen aus der Praxis.
Mit dieser Neuausrichtung hoffen die Autoren, den aktuellen Entwicklungen in der Messtechnik, Signalverarbeitung und den persönlichen Vorlieben in der Wahl der technischen Hilfsmittel Rechnung zu tragen und dem Anwender eine Handreichung zur Lösung von praxisrelevanten Messaufgaben geben zu können.
Wie bereits seit der ersten Auflage wendet sich das Buch an drei Zielgruppen:
- Studierende und Einsteiger, die erstmals mit dem Gebiet der Schwingungsmessung in Kontakt kommen und einen Einstieg in dieses interdisziplinäre Fachgebiet suchen. Hier finden sie zu ihrer Messaufgabe die Messverfahren und Skripte zur Signalverarbeitung in MATLAB®.
- Fachleute aus der Praxis, die Möglichkeiten und Grenzen der Messverfahren und der Auswertung ausschöpfen wollen. Hierbei geht es in der Praxis oft um einen "horizontalen" Vergleich von verschiedenen Verfahren und Methoden mit dem Ziel, das Geeignetste auszuwählen. Die Autoren hoffen, die Verfahren hinreichend in Breite und Tiefe beschrieben zu haben. Es werden nahezu ausnahmslos Verfahren vorgestellt, die in der praktischen Arbeit der Autoren zum Einsatz kommen und in Lehre und angewandter Forschung erprobt sind.
- Anwendungsspezialisten und technische Vertriebsmitarbeiter, die einen Teil der Messkette beherrschen und sich für den Gesamtzusammenhang interessieren. Dies ergänzt die Anforderungen der vorherigen Gruppe um eine "vertikale" Schiene, bei welcher der Gesamtzusammenhang des Signalflusses im Mittelpunkt steht.
Wie bereits in den vorherigen Auflagen praktiziert, wird das Wissen aus Sicht der Anwendung darstellt. Mit dieser Ausrichtung will das Buch für die Messpraxis lösungsorientierte Ansätze vermitteln und dem Anwender praxistaugliche Lösungen an die Hand geben. Im interdisziplinär geprägten Arbeitsfeld der Schwingungsmessung werden die drei miteinander verzahnten Teile in einer Buchreihe behandelt. Die von der Mechanik geprägte Schwingungstechnik und der Messtechnik als Bestandteil Elektrotechnik in \textit{Band 1: Systeme, Sensoren, Signale}. Im Weiteren die Signalanalyse, welche die verwendeten Techniken stark aus der Nachrichtentechnik und Informatik bezieht, in diesem Buch als Band 2: Messen und Signalanalyse in MATLAB® für ebendiese Softwareumgebung. In einem weiteren Band werden die dargestellten Techniken in der Programmiersprache Python beschrieben.
Es werden die grundlegenden Kenntnisse der technischen Mechanik, Elektrotechnik, Messtechnik und Programmierung vorausgesetzt, welche z. B. in den ersten Semestern eines Studiums des Maschinenbaues oder der Elektrotechnik vermittelt werden. Um den Umfang der Werke nicht zu sprengen, wird sich auf die grundlegenden Methoden und Verfahren beschränkt. Der ausgewiesene Spezialist wird sicherlich das eine oder andere Verfahren vermissen, für das auf die weiterführende Literatur verwiesen wird.
In dieses Fachbuch sind nicht nur über 40 jährige Berufspraxis auf diesem Gebiet, sondern auch die Unterstützung und der Austausch mit Kollegen und der Industrie eingeflossen, die nicht alle namentlich genannt werden können. Ein besonderer Dank gilt Manfred Zollner für die vielen Anregungen und Hilfestellungen insbesondere in den frühen Jahren der Berufspraxis. Letztlich bedanken muss man sich bei den Physikern und Mathematikern vergangener Zeiten, allen voran bei Jean Baptiste Joseph Fourier für seine Methode der Fourier-Transformation, ohne die es weite Teile dieses Buches nicht gäbe und bei Isaac Newton für seine Interpolationsgleichungen. Beides, die Fourier-Transformation und die Interpolationen, zeigen erst in der modernen mathematisch orientierten Signalanalyse mit der Unterstützung neuester Rechenkerne ihre wahre Leistungsfähigkeit.
Die Autoren möchten dem Lektorat des Springer Vieweg Verlages sehr herzlich für die freundliche Begleitung und permanente Unterstützung danken.
München / Planegg im Juni 2026
Thomas Kuttner und Armin Rohnen