{"id":262,"date":"2025-10-31T00:25:51","date_gmt":"2025-10-31T00:25:51","guid":{"rendered":"https:\/\/vibromera.eu\/glossary\/synchronous-averaging\/"},"modified":"2026-05-23T22:46:06","modified_gmt":"2026-05-23T22:46:06","slug":"synchronous-averaging","status":"publish","type":"glossary","link":"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/synchronous-averaging\/","title":{"rendered":"Was ist synchrone Mittelwertbildung? Signalverbesserung"},"content":{"rendered":"<h1>Synchrones Mittelwertbilden verstehen<\/h1>\n\t\t<section class=\"woocommerce hestia-shop products is-shortcode\" id=\"products\" data-sorder=\"hestia_shop\" >\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"hestia-shop-content\">\n\t\t\t<div class=\"row\" data-aos=\"fade-up\" >\t\t\t\t\t<div class=\"col-ms-6 col-sm-6 col-md-3 shop-item\">\n\t\t\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/product\/balanset-1\/\" class=\"woocommerce-LoopProduct-link woocommerce-loop-product__link\">\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"card-image\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/product\/balanset-1\/\" title=\"Tragbares Auswuchtger\u00e4t und Schwingungsanalysator Balanset-1A\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"230\" height=\"153\" src=\"https:\/\/vibromera.eu\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/77-e1693745667801-230x153.webp\" class=\"attachment-woocommerce_thumbnail 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title=\"Dynamisches Auswuchtger\u00e4t &quot;Balanset-1A&quot; OEM\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"230\" height=\"153\" src=\"https:\/\/vibromera.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/\u0411\u0430\u043b\u043a\u043e\u043c\u041a\u0438\u0442-scaled-230x153.webp\" class=\"attachment-woocommerce_thumbnail size-woocommerce_thumbnail\" alt=\"Balanset-1A-Lieferumfang mit Schnittstelleneinheit, Sensoren, Tachometer und Zubeh\u00f6r\" srcset=\"https:\/\/vibromera.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/\u0411\u0430\u043b\u043a\u043e\u043c\u041a\u0438\u0442-scaled-230x153.webp 230w, https:\/\/vibromera.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/\u0411\u0430\u043b\u043a\u043e\u043c\u041a\u0438\u0442-scaled-600x400.webp 600w, https:\/\/vibromera.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/\u0411\u0430\u043b\u043a\u043e\u043c\u041a\u0438\u0442-scaled-300x200.webp 300w, 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unterdr\u00fcckt werden. Bei diesem Verfahren wird die Schwingung \u00fcber viele Umdrehungen der Welle hinweg wiederholt abgetastet, wobei jeder Block durch ein einmal pro Umdrehung <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/tachometer\/\">Drehzahlmesser<\/a> Impuls, dann wird der Mittelwert der entsprechenden Punkte \u00fcber jede Umdrehung gebildet. Komponenten, die sich bei jeder Umdrehung identisch wiederholen, verst\u00e4rken sich gegenseitig, w\u00e4hrend zuf\u00e4lliges Rauschen und <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/asynchronous-vibration\/\">asynchron<\/a> Die Komponenten heben sich gegenseitig auf, was zu einer deutlichen Verbesserung des Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnisses f\u00fchrt. Dies ist besonders n\u00fctzlich f\u00fcr die Getriebediagnostik \u2013 zur Isolierung des Eingriffsmusters eines einzelnen Zahnrads \u2013 und kann subtile periodische Muster aufdecken, die im Rauschen verborgen sind und bei einer gew\u00f6hnlichen <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/time-waveform\/\">Zeitwellenform<\/a> oder <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/fft\/\">FFT-Spektrum<\/a>.<\/p>\n<h2>1. So funktioniert die synchrone Mittelwertbildung<\/h2>\n<h3>Der Ablauf Schritt f\u00fcr Schritt<\/h3>\n<ol>\n<li><strong>Triggersignal:<\/strong> ein Impuls pro Umdrehung von einem Drehzahlmesser oder <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/keyphasor\/\">Keyphasor<\/a> markiert den Beginn jeder Umdrehung.<\/li>\n<li><strong>Datensegmentierung:<\/strong> Das Vibrationssignal wird in gleich lange Segmente unterteilt, eines pro Umdrehung.<\/li>\n<li><strong>Ausrichtung:<\/strong> Jedes Segment ist auf seinen Ausl\u00f6seimpuls ausgerichtet, sodass sie einen gemeinsamen Winkelausgangspunkt haben.<\/li>\n<li><strong>Punktweise Mittelwertbildung:<\/strong> Die entsprechenden Werte aller Segmente werden gemittelt.<\/li>\n<li><strong>Ergebnis:<\/strong> eine einzige gemittelte Wellenform, die eine idealisierte Umdrehung darstellt.<\/li>\n<li><strong>Rauschunterdr\u00fcckung:<\/strong> Zuf\u00e4llige Komponenten heben sich statistisch gesehen gegenseitig auf, w\u00e4hrend sich die periodischen verst\u00e4rken.<\/li>\n<\/ol>\n<h3>Die Mathematik dahinter<\/h3>\n<ul>\n<li>Periodische, phasensynchrone Signale summieren sich <strong>koh\u00e4rent<\/strong> (sie addieren sich phasengleich und nehmen linear mit der Anzahl der Mittelungen zu).<\/li>\n<li>Zuf\u00e4lliges Rauschen summiert sich <strong>inkoh\u00e4rent<\/strong> (statistisch gesehen hebt es sich auf und w\u00e4chst nur mit der Quadratwurzel der Anzahl der Mittelungen).<\/li>\n<li>Die Verbesserung des Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnisses ist daher proportional zu <strong>\u221aN<\/strong>, wobei N die Anzahl der Mittelungen ist.<\/li>\n<li>Beispielsweise verbessern 100 Mittelungen das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis um den Faktor 10 (20 dB); 400 Mittelungen um den Faktor 20 (26 dB).<\/li>\n<\/ul>\n<blockquote><p>Da der Trigger von der Welle selbst stammt, ist die synchrone Mittelwertbildung von Natur aus eine Form der <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/order-analysis\/\">Ordnungsanalyse<\/a> \u2014 Der gemittelte Messwert ist an den Wellenwinkel und nicht an die Uhrzeit gekoppelt, sodass er die geringen Geschwindigkeitsschwankungen ausgleicht, die bei einer gew\u00f6hnlichen FFT mit fester Abtastrate zu Unsch\u00e4rfen f\u00fchren w\u00fcrden.<\/p><\/blockquote>\n<h2>2. Anwendungen<\/h2>\n<h3>Getriebediagnose \u2013 der Hauptanwendungsbereich<\/h3>\n<p>Dies ist die g\u00e4ngigste und leistungsst\u00e4rkste Anwendung.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Isolierung des Zahneingriffsignals:<\/strong> Eine synchrone Mittelwertbildung mit dem betreffenden Zahnrad verbessert dessen <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/gear-mesh-frequency\/\">Zahnradmuster<\/a> w\u00e4hrend andere Zahnr\u00e4der und Lager ausgeblendet werden, was zur Best\u00e4tigung beitr\u00e4gt <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/gear-defects\/\">Getriebedefekte<\/a>.<\/li>\n<li><strong>Zahn-f\u00fcr-Zahn-Analyse:<\/strong> Die gemittelte Wellenform zeigt jeden Zahneingriff deutlich; ein besch\u00e4digter Zahn erscheint als lokale Abweichung im ansonsten sich wiederholenden Muster, und anhand dieser Abweichung l\u00e4sst sich erkennen, <em>die<\/em> welcher Zahn besch\u00e4digt ist, und dessen Schweregrad einzusch\u00e4tzen.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Sonstige Anwendungen<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Verbesserung der Lageranalyse:<\/strong> Durch die Mittelwertbildung \u00fcber eine Au\u00dfenring-Periode werden die periodischen St\u00f6\u00dfe einer <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/bearing-defects\/\">Lagerschaden<\/a>, wodurch St\u00f6rger\u00e4usche anderer Quellen ausgeblendet werden \u2013 besonders n\u00fctzlich in Umgebungen mit hohem Ger\u00e4uschpegel.<\/li>\n<li><strong>Torsionsschwingung:<\/strong> hebt die zur Drehbewegung synchronen Signalkomponenten hervor und unterdr\u00fcckt dabei Querschwingungen und Rauschen, wodurch <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/torsional-vibration\/\">torsional<\/a> Resonanzen und Anregung.<\/li>\n<li><strong>Ausgleichen:<\/strong> verbessert die Genauigkeit von <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/amplitude\/\">Amplitude<\/a> und <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/phase\/\">Phase<\/a> Messungen unter rauschbehafteten Bedingungen, was zu zuverl\u00e4ssigeren <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/influence-coefficient\/\">Einflusskoeffizient<\/a> Bestimmung.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>3. Vorteile<\/h2>\n<ul>\n<li><strong>Rauschunterdr\u00fcckung:<\/strong> eine deutliche Verbesserung des Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnisses, wodurch Signale erfasst werden k\u00f6nnen, die 20 bis 30 dB unterhalb des Rauschpegels liegen, was Messungen in wirklich rauen Umgebungen erm\u00f6glicht.<\/li>\n<li><strong>Fehlerlokalisierung:<\/strong> trennt das Signaturmuster einer Komponente von allen anderen \u2013 beispielsweise indem es das Eingriffsmuster des Ritzels vom Eingriffsmuster des Zahnrads in einem Getriebe isoliert \u2013 und ermittelt so, welche Komponente defekt ist.<\/li>\n<li><strong>Verbesserte Aufl\u00f6sung:<\/strong> deckt subtile Muster und Fehler auf, macht Details sichtbar, die im Rohsignal verborgen sind, und erm\u00f6glicht eine wirklich fr\u00fchzeitige <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/fault-detection\/\">Fehlererkennung<\/a>.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>4. Anforderungen und Einschr\u00e4nkungen<\/h2>\n<h3>Was daf\u00fcr erforderlich ist<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Tachometer:<\/strong> Ein zuverl\u00e4ssiger Ausl\u00f6ser, der einmal pro Umdrehung anspricht, ist unerl\u00e4sslich \u2013 ohne ihn kann das Verfahren die Segmente nicht ausrichten.<\/li>\n<li><strong>Konstantdrehzahl:<\/strong> Die Geschwindigkeit muss relativ konstant bleiben, in der Regel innerhalb von \u00b11\u20132 %.<\/li>\n<li><strong>Ausreichende Mittelungen:<\/strong> in der Regel 50 bis 200 Umdrehungen f\u00fcr ein gutes Ergebnis.<\/li>\n<li><strong>Periodisches Signal:<\/strong> Es werden nur wirklich periodische, phasenverriegelte Komponenten verst\u00e4rkt.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Wo es M\u00e4ngel aufweist<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Es unterdr\u00fcckt nicht-synchrone Fehler:<\/strong> zuf\u00e4llige Fehler und die meisten <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/bearing-fault-frequencies\/\">Lagerfehlerfrequenzen<\/a> are <em>verringert<\/em>, daher ist diese Technik das falsche Mittel, wenn Sie danach suchen (verwenden Sie <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/envelope-analysis\/\">H\u00fcllkurvenanalyse<\/a> instead).<\/li>\n<li><strong>Drehzahlschwankung:<\/strong> Eine sich \u00e4ndernde Drehzahl w\u00e4hrend des Mittelungsfensters verwischt das Ergebnis.<\/li>\n<li><strong>Ben\u00f6tigte Zeit:<\/strong> Die Daten m\u00fcssen \u00fcber viele Umdrehungen hinweg erfasst werden.<\/li>\n<li><strong>Nicht in Echtzeit:<\/strong> Es ist eine gewisse Nachbearbeitung erforderlich.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>5. Vergleich mit anderen Verfahren<\/h2>\n<h3>Synchrone Mittelwertbildung vs. lineare Mittelwertbildung<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Synchron:<\/strong> mittelt im Zeitbereich, an die Drehung gekoppelt, und verst\u00e4rkt periodische Komponenten.<\/li>\n<li><strong>Linear:<\/strong> mittelt die FFT-Spektren und reduziert wahllos zuf\u00e4llige Schwankungen \u00fcber alle Frequenzen hinweg.<\/li>\n<li><strong>Anwendungsf\u00e4lle:<\/strong> synchron f\u00fcr Zahnr\u00e4der und bestimmte Komponenten; linear f\u00fcr die allgemeine Spektrumgl\u00e4ttung.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Synchrone Mittelwertbildung vs. H\u00fcllkurvenanalyse<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Synchrone Mittelwertbildung:<\/strong> Zeitbereich, verst\u00e4rkt periodische Muster.<\/li>\n<li><strong>H\u00fcllkurvenanalyse:<\/strong> Frequenzbereich, erkennt wiederkehrende St\u00f6\u00dfe, wie sie beispielsweise von einer abgesplitterten Laufbahn ausgehen.<\/li>\n<li><strong>Komplement\u00e4r:<\/strong> Beide Verfahren lassen sich f\u00fcr eine umfassende Analyse kombinieren \u2013 man mittelt zun\u00e4chst den Zahneingriff heraus und f\u00fchrt anschlie\u00dfend eine H\u00fcllkurvenanalyse des verbleibenden Teils durch, um einen Lagerschaden festzustellen.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>6. Praktische Umsetzung<\/h2>\n<h3>Einrichtung, Erhebung und Auswertung<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Einrichten:<\/strong> Installieren Sie einen Drehzahlmesser mit einem eindeutigen Impuls pro Umdrehung \u2013 einen Streifen aus <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/reflektor-band\/\">reflektierendes Band<\/a> mit einem optischen Aufnehmer die \u00fcbliche Wahl im Feldeinsatz ist \u2013 legen Sie die Anzahl der Mittelungen fest (50\u2013200), definieren Sie die Signall\u00e4nge (eine Umdrehung, zehn Umdrehungen usw.) und \u00fcberpr\u00fcfen Sie die Drehzahlstabilit\u00e4t.<\/li>\n<li><strong>Datenerfassung:<\/strong> Daten \u00fcber den Mittelungszeitraum erfassen; das Ger\u00e4t segmentiert und mittelt die Daten automatisch, zeigt die gemittelte Wellenform an und berechnet h\u00e4ufig die FFT dieses gemittelten Signals, um ein verbessertes Spektrum zu liefern.<\/li>\n<li><strong>Interpretation:<\/strong> die gemittelte Wellenform auf periodische Muster untersuchen, nach Abweichungen suchen, die auf Fehler hindeuten, mit bekannterma\u00dfen fehlerfreien Werten vergleichen <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/baseline\/\">Basislinie<\/a> Signaturen und den Schweregrad anhand der Abweichungsamplitude zu quantifizieren.<\/li>\n<\/ul>\n<p>In der Praxis h\u00e4ngt dieser gesamte Arbeitsablauf von einer sauberen Phasenreferenz ab. Ein tragbares Zweikanal-Messger\u00e4t wie das <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/produkt\/balanset-1\/\">Balanset-1A<\/a> bietet genau das: Sein optischer Laserdrehzahlmesser wird durch ein kleines St\u00fcck reflektierendes Klebeband auf der Welle ausgel\u00f6st und liefert den Impuls pro Umdrehung, der jedes Mittelungsfenster festlegt \u2013 denselben Impuls, den das Ger\u00e4t bereits f\u00fcr <a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/feldstarkenausgleich\/\">Feldauswuchten<\/a>. Bei einem stabilen Trigger und einer konstanten Drehzahl kann eine gemittelte Wellenform, deren Erfassung Sekunden dauerte, einen einzelnen angeschlagenen Zahnradzahn aufdecken, der im Rohspektrum vollst\u00e4ndig verborgen war.<\/p>\n<h2>7. Fortgeschrittene Varianten<\/h2>\n<ul>\n<li><strong>Zahnradsynchrone Mittelwertbildung:<\/strong> Die Erfassung \u00fcber das betreffende Zahnrad statt \u00fcber die Welle zeigt das Eingriffsmuster f\u00fcr dieses bestimmte Zahnrad, erfordert jedoch einen Encoder oder einen Mehrimpuls-Drehzahlmesser.<\/li>\n<li><strong>Mehrordnungs-Mittelwertbildung:<\/strong> berechnet gleichzeitig mehrere Ordnungen, um die 1\u00d7-, 2\u00d7- und 3\u00d7-Komponenten zu trennen und einen umfassenden \u00dcberblick \u00fcber den Ordnungsinhalt zu geben.<\/li>\n<li><strong>Differenzsignal:<\/strong> Zieht man das gemittelte Signal vom Rohsignal ab, verbleibt ein Rest, der genau das enth\u00e4lt, was entfernt wurde \u2013 n\u00e4mlich die asynchronen Anteile \u2013, was eine n\u00fctzliche Methode ist, um Lagersch\u00e4den aufzudecken, sobald der Zahneingriff herausgefiltert wurde.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die synchrone Mittelwertbildung ist eine ausgefeilte Technik, die die Sichtbarkeit periodischer, geschwindigkeitssynchroner Muster deutlich verbessert und gleichzeitig St\u00f6rsignale und asynchrone Komponenten unterdr\u00fcckt. Ihre Beherrschung erm\u00f6glicht eine erweiterte Getriebediagnostik, die fr\u00fchzeitige Erkennung von Defekten in lauten Umgebungen sowie die klare Isolierung der Signaturen einzelner Komponenten in Maschinen, die sonst kaum zu durchschauen sind.<\/p>\n<hr>\n<p><a href=\"https:\/\/vibromera.eu\/de\/glossary\/\">\u2190 Zur\u00fcck zum Hauptindex<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Lernen Sie die synchrone Mittelwertbildung kennen, eine Signalverarbeitungstechnik, die periodische Signale verst\u00e4rkt und gleichzeitig zuf\u00e4lliges Rauschen unterdr\u00fcckt. 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