Prüfstandsmesstechnik Modularer Datenlogger für das Messlabor

Ein modular erweiterbarer Datenlogger erlaubt in Prüfständen nicht nur schnelle Messungen, sondern bietet noch weitere Vorteile für den Messtechniker.

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Die immer weiter fortschreitende Automatisierung bringt nicht nur neue Anforderungen an die eigentliche Messtechnik mit sich. Es stellt sich die Frage, wie sich gemessene Daten erfassen und auswerten lassen. Entsprechend groß ist die Bandbreite an Messdatenerfassungssystemen, auch unter dem Begriff Datenlogger bekannt, die inzwischen auf dem Markt zu finden sind.

Die Vielfalt der Typen und Preiskategorien reicht von einfachen Low-Cost-USB-Loggern, die an den PC angeschlossen und dort konfiguriert werden über Stand-alone- und PC-gebundene Datenlogger, wie sie etwa DATAQ Instruments herstellt, über Thermopapierschreiber oder Thermo-Array-Recorder bis zu komplexen, modular aufgebauten Messdatenerfassungssystemen. Der GL7000 des japanischen Herstellers Graphtec ist eines der neuesten Produkte dieser Art auf dem deutschen Markt.

Auf ein Problem teffen Messtechniker sehr häufig: Oft fehlt eine deutsche Menüführung und ein deutschsprachiges Benutzerhandbuch. Genau das bietet das modulare Messdatenerfassungssystem GL7000. Das erscheint durchaus berechtigt, wenn man sich die bedeutende Rolle der Automobilindustrie in Deutschland vergegenwärtigt. Gerade bei Anwendern in dieser Branche erfreuen sich modulare Messdatenerfassungssysteme großer Beliebtheit. Die großen Automobilhersteller nutzen solche Lösungen in ihren Prüfständen und für die Fahrversuche. Dasselbe gilt für die meisten Automotive-Zulieferer.

Dank der Weiterentwicklung der Motorentechnik und neu aufkommender Technologien wie Hybridantrieb und Elektroauto werden immer neue Prüfstände erforderlich. Auch in den nachgelagerten Zulieferindustrien entstehen dadurch neue Applikationen, die man mit modularen Datenloggern gut abdecken kann. Das sind beispielsweise Batteriesysteme.

Das System ist schnell und skalierbar

Ein Basisgerät, das mit Zusatzmodulen erweitert werden kann, ist hier wirtschaftlich klar im Vorteil gegenüber Lösungen, die nach kurzer Einsatzzeit ersetzt werden müssen. Weitere große Absatzbereiche sind Service und Inbetriebnahme im Maschinenbau und in der Energietechnik. Generell sind Datenlogger überall dort von Interesse, wo die Abläufe von Herstellungsprozessen aufgezeichnet werden sollen.

Wie weit die Skalierbarkeit solcher modularen Lösungen reicht, lässt sich am Beispiel des GL7000 gut verdeutlichen. Je nach Anzahl der angeschlossenen Verstärkermodule kann das Gerät zwischen 4 und 112 Messkanäle verarbeiten. Es besteht die Möglichkeit, die Messdaten auf den internen 2-GB-Flash-Speicher, ein eigenes SSD-Festplatten-Modul mit bis zu 64 Gigabyte oder eine SD-Karte bis 32 GByte aufzuzeichnen.

Mit der dazugehörigen deutschsprachigen Software lassen sich bis zu 10 miteinander vernetzte Geräte von einem PC aus steuern, wodurch sich die Zahl der Messkanäle auf bis zu 1120 skalieren lässt. Außerdem bietet das Gerät eine Abtastrate von bis zu einer Mikrosekunde. Für die Speicherung der sehr schnellen Messverläufe besitzt jedes Eingangsmodul einen eigenen 2-Millionen-Messwerte großen RAM-Speicher.

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Der große Praxisnutzen der modularen Systeme liegt aber nicht nur in der hohen Anzahl der Messstellen, die simultan erfasst werden können – man denke etwa an Strömungsmessungen in einem Windkanal, bei denen nicht selten Hunderte von Einzelwerten erfasst werden müssen, um das aerodynamische Verhalten eines bestimmten Profils bewerten zu können. Ausschlaggebend ist vielmehr die Möglichkeit zum parallelen Erfassen der Messdaten unterschiedlichster physikalischer Größen von Spannung über Temperatur, Feuchte und Druck über Vibration, Beschleunigung, Drehgeschwindigkeit bis zu Dehnung und Schließkraft. Darüber hinaus können unterschiedliche Arten von Logik- und Impulssignalen aufgezeichnet werden. Aufgrund des modularen Prinzips kann ein Datenlogger, der ursprünglich zur Erfassung von nur einer Messgröße genutzt wurde, jederzeit um andere Größen erweitert werden.

Wenn die Messlösung mitwächst

Die zusätzlichen Module für die verschiedenen Messgrößen, die von Graphtec sukzessive entwickelt werden, können aufgrund ihrer standardisierten Bauform schnell und bequem über 4 Schrauben sicher am Hauptmodul befestigt werden. Die Anwender profitieren somit von der Tatsache, dass der Hersteller sich eng an den Bedürfnissen des Marktes orientiert.

Das jüngst hinzugekommene Hochspannungsmodul GL7-HV kann beispielsweise Eingangsspannungen von bis zu 1000 V mit einer Abtastrate von 1 MS/s (1µs) aufzeichnen und eignet sich damit für Messungen in dem gesamten Bereich der Elektrotechnik. Es verfügt über zwei Eingangskanäle. Die Abtastung erfolgt simultan mit 16-Bit-A/D-Wandlern, der Messbereich liegt bei 2 V bis 1 kV bei Gleich- und Wechselspannung.

Für Wechselspannungen zwischen 100 und 240 V bietet das GL7-HV zudem die Möglichkeit, den Effektivwert (RMS) zu messen. Für die Aufnahme von Effektivwerten sind keine hohen Messgeschwindigkeiten und relativ wenig Speicherplatz erforderlich. Damit eignet sich das Verfahren besonders für Langzeitmessungen, etwa in Belastungstests an Batterien, Controllern und Motoren von Elektrofahrzeugen.

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