Ein Brückenschlag zur Erfassung dynamischer Signale

Megahertz-Datenerfassung

Erschienen in: messtec drives Automation 6-7 (2020), S. 34-37.

Die Anforderungen an moderne Testumgebungen nehmen stetig zu. Neben dem Erfassen rein physikalischer Größen wie Druck, Temperatur, Spannung, etc. müssen immer häufiger auch schnelle Signale von z.B. elektromechanische Steuerungen hochaufgelöst erfasst werden. Das erfordert neue Messkonzepte die „langsame“ und „schnelle“ Datenerfassung synchron vereinen.

 

Die Anforderungen steigen

Bei vielen Tests von Fahrzeugkomponenten steht der Einfluss unterschiedlicher physikalischer Größen im Mittelpunkt. Temperatur, Druck und (Körper-)Schall sowie Strom und Spannung werden synchronisiert über mehrere Kanäle gemessen und bereits während des Tests oder in einer späteren Analyse miteinander in Beziehung gesetzt. Werden an einem Prüfstand nur verschiedene physikalische Größen gemessen, sind Messsysteme ausreichend, die Signale bis zu 100 KHz pro Kanal erfassen können, da die mechanische Trägheit der Materialien keine höhere Abtastrate erfordert. Die Grenzen der eingesetzten Messtechnik liegen hier zum Ersten in besonders rauen Umgebungen mit Feuchtigkeit und extremen Temperaturen, zum Zweiten in der Anzahl der Kanäle und/oder zum Dritten in der Forderung nach einer Echtzeit-Analyse besonders umfangreicher Messdaten auf dem Messgerät.

Eine Testumgebung, die auf das Erfassen rein physikalischer Größen abgestimmt ist, muss jedoch beim Messen von schnellen, dynamischen Vorgängen passen, da diese höhere Abtastraten erfordern. Mit dem Einsatz moderner Fahrzeugkomponenten schwinden auch in der Messtechnik die Grenzen zwischen „langsamer“ und „schneller“ Signalerfassung. Um beispielsweise Spannungssignale von elektronischen Steuerungen (Piezo-Aktuatoren) von Schaltungen, Zündungen oder von Einspritzvorgängen zu messen, sind Messsysteme mit Abtastraten im Mega-Hertz-Bereich notwendig. Klassischerweise werden dafür Oszilloskope verwendet, die jedoch andere Größen nicht erfassen sowie die erfassten Signale nicht mit anderen Signalen korrelieren. Für dieses Nebeneinander von niedrigen und schnellen Signalen dynamischer Vorgänge, die miteinander korreliert werden müssen, leistet der neue Messverstärker imc EOS den notwendigen Brückenschlag.

 

Untersuchung dynamischer Prozesse

Der vierkanalige, isolierte Messverstärker imc EOS misst mit Abtastraten von bis zu 4 MHz schnelle und dynamische Vorgänge, wie beispielsweise Strom und Spannung, aber auch Vibrationen, (Körper-)Schall, Explosions- und Zündvorgänge. Für die Erfassung dieser hochfrequenten Signale verfügt das Messgerät über das BNC oder LEMO Interface. Ebenso werden Präzisions-Stromwandler unterstützt. imc EOS kann als High-Speed-Recorder eingesetzt werden und Spannungssignale bis ±60 V direkt messen.  Zum Erfassen von anderen hochfrequenten Signalen, wie Schall oder Vibration, unterstützt imc EOS darüber hinaus IEPE/ICP-Sensoren wie Beschleunigungsaufnehmer, Mikrofone oder Kraftsensoren. imc EOS bietet eine hohe Signalqualität, da die analoge Bandbreite bis 1,7 MHz reicht, und digitalisiert die erfassten Signale mit 24 Bit bei bis zu 4 MHz pro Kanal.

Werden bei einer Messdatenanalyse mehr als vier Kanäle benötigt, wie dies beispielsweise bei der Untersuchung von Explosionen, Zündvorgängen oder Crashs denkbar ist, besteht die Möglichkeit, mehrere EOS-Systeme zu einem Block zusammenfassen. Dabei kommt dem Anwender zugute, dass imc EOS über das gleiche Gehäusedesign verfügt wie die bewährte Messsystem-Serie imc CRONOSflex. Durch einen bewährten Klickmechanismus lassen sich so schnell mehrere Messverstärker miteinander verbinden. Bei der Erfassung unterschiedlicher Signale lassen sich auch alle anderen imc CRONOSflex-Module mit dem imc EOS Messverstärker zu einem Block mechanisch zusammenklicken. Auch das Zubehör aus der CRONOSflex-Serie, wie die Stromversorgung oder Griffe, batteriegepufferte USV-Lösungen („Power-Handle“) oder Versorgungs-Module für Hochleistungs-Stromwandler und Stromzangen sind mit dem EOS¬-Messgerät kompatibel.

Mit dem ebenfalls anklickbaren imc NET-SWITCH steht darüber hinaus ein 5-Port GBit-Netzwerkswitch zur Verfügung, der die synchrone Vernetzung der Systeme ermöglicht. Besonders komfortabel ist, dass die Stromversorgung für zusammengeklickte Komplettsysteme nur einmal zentral erfolgen muss. So hat der Anwender einen deutlich reduzierten Aufwand beim Verkabeln der Geräte. Auch zu allen anderen imc Messdatenerfassungssystemen ist imc EOS kompatibel und lässt sich zusammen mit diesen synchron in einer Messung betreiben. Ein bestehender Messaufbau mit imc Geräten, wie beispielsweise ein Komponentenprüfstand, lässt sich so um die eingesetzte Messtechnik um High-Speed-Kanäle erweitern. Die imc-Prüfstände für den Einsatz im Labor oder Prüffeld verfügen über einen großen Messbereich und werden den verschiedensten Aufgabenstellungen gerecht.

imc Test & Measurement is an Axiometrix Solutions company.

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