Automobil-Messtechnik-Report
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Triaxialer Vibrationssensor wiegt nur 1 g
Aufgrund seines Leichtgewichtes von 1 g und seiner Kantenlänge von 6,3 mm eignet sich der triaxiale Vibrations-/Beschleunigungssensor 356A13 (Bild 10) von PCB Piezotronics (Vertrieb: www.synotech.de) sehr gut für Vibrationsuntersuchungen an leichten Strukturen, da er die Messwerte nicht in Form von Artefakten verfälscht. Sein ICP-Verstärker bietet eine Empfindlichkeit von 5 mV/g, was ein maximales Ausgangssignal von ±5 V bei einem Messbereich von 1000 g liefert. Das hochflexible Kabel lässt sich durch den kleinen Biegeradius einfach um Bauteile verlegen. Andere Modelle der Serie 356A sind mit Empfindlichkeiten von 10, 50, 100, 500 und 1000 mV/g bzw. mit reißfestem, integriertem Kabel lieferbar.
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Interview: Oszilloskope – auf dem Weg zum Multifunktions- und Simulations-Tool
Welche Anwendungsbereiche Scopes heute und morgen in der Automotive- Messtechnik haben
Elektronik automotive sprach mit Albert Hanselmann, Sales Manager Central North Region beim Messtechnik- und Oszilloskop- Anbieter LeCroy, über Weiterentwicklung und Anwendung von Scopes in der Automotive-Messtechnik.
Herr Hanselmann, das Oszilloskop ist ja bekannt als das „Universal-Messgerät“ für den Entwicklungsingenieur gerade in der Kommunikations- und Informationstechnik sowie Industrieelektronik. Welche Pluspunkte kann es aber insbesondere bei der Entwicklung und der Fehlersuche in der Automobilelektronik bringen?
Albert Hanselmann: Die Automobilelektronik ist ja eigentlich die vollständigste Kombination aus allen Technik-Richtungen schlechthin, die es in der Elektronik überhaupt gibt. Angefangen bei der Untersuchung physikalischer Größen über die Steuergeräte-Digitaltechnik mit Prozessoren, Controllern und A/D- sowie D/A-Wandlern oder Mixed-Signal- Bausteinen sowie SoCs. Hinzu kommen die Leistungs- und Ansteuerelektronik, die High- Speed-Bus-Übertragungstechnik z.B. mit FlexRay und, nicht zu vergessen, die HF- und Kommunikationstechnik mit dem Einzug von Bluetooth, Mobilfunk oder WLAN ins Auto bzw. mit den Radarsystemen. Ganz zu schweigen von der Stromversorgungstechnik mit den Wandlerbausteinen. In einem Automobil sind alle diese Komponenten vorhanden, sie müssen störungsfrei und oft unter ungünstigen Umgebungsbedingungen zusammenarbeiten, das Ganze bei höchsten Sicherheitsaspekten. Die Automobilelektronik ist deshalb ein ideales Anwendungsfeld für das Oszilloskop.
Was sind die typischen Vorteile eines Oszilloskops neben dieser universellen Eignung für die Automobilmesstechnik?
Hanselmann: Ein Scope ist einerseits Erfassungsgerät für Messgrößen aller Art, darüber hinaus ein Visualisierungs- und Analyse- sowie Messwertspeicherungssystem. Hinzu kommt, dass Scopes heutzutage auch PCFähigkeiten besitzen und vernetzbar sind. Und genau die Kombination dieser Fähigkeiten macht das Scope zum idealen Hilfsmittel für den Ingenieur.
Ihr Unternehmen ist ja u.a. im Bereich der Laborscopes für verschiedene Leistungsklassen aktiv. Wie viele Ihrer Geräte verkaufen Sie denn eigentlich in die Automobilmesstechnik?
Hanselmann: In Deutschland liegt der Umsatzanteil für Scopes, die in der Automobilmesstechnik eingesetzt werden, in unserem Unternehmen bei signifikanten 38 Prozent. Aufgrund der eben genannten Faktoren sind hier noch erhebliche Steigerungsraten am Horizont.
In der physikalischen Messtechnik zeigen sich sehr deutlich die vielfältigen Herausforderungen, die an die Automobil- Messtechnik gestellt werden. Der Begriff „High End“ wird dabei in den meisten Fällen durchaus zu Recht gebraucht, wie z.B. bei den neuen 6-Achsen-Inertial-Messplattformen RT4000 von Caesar (www.caesardatensysteme.de). Die Geräte kombinieren die Vorteile inertialer Navigationssysteme mit GPS-Technik, was ihnen erlaubt, die Abweichungen der Kreisel- Plattformen selbstständig während des Betriebes zu korrigieren. Die leistungsstarken Signalprozessoren liefern positionsrelevante und kinematische Messgrößen wie Position, Orientierung, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, Nick-, Schwimm-, Wank-, Gier- und Spurwinkel, lineare Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten in Echtzeit mit einer Ausgaberate von 250 Messwerten pro s, so dass sich diese Messplattformen für hochpräzise Fahrdynamikmessungen, Landvermessungen und zum Erfassen von Straßenprofilen eignen.
Auch im Software-Bereich für die physikalische Messtechnik tut sich einiges. So hat National Instruments (www.ni.com) mit der „Sound and Vibration Measurement Suite Version 5.0“ (Bild 9) eine Software für die Geräusch- und Schwingungsanalyse (NVH) herausgebracht, die u.a. den „Sound and Vibration Assistant“ umfasst. Dieser wiederum ist eine interaktive Software zur Erfassung, Analyse und Protokollierung von Akustikund Schwingungsmessungen mit einer speziellen Messbibliothek, so dass nun die Möglichkeit besteht, kontinuierlich auf wechselnde Einstellungen für die Datenanalyse einzuwirken, während zugleich Daten zur späteren Analyse auf die Festplatte übertragen werden können. So kann man z.B. Gewichtung und Bandbreite eines Oktavspektrums verändern, während Geräuschpegeldaten einlaufen. Der hardware-seitigen Erfassung der Messwerte dienen beispielsweise die A/D-Wandlermodule des gleichen Herstellers für verschiedene Bus-Standards und -Chassis. Das Software-Tool erweitert zudem die Analysefunktion der bekannten Entwicklungsplattform „Lab- VIEW“ durch Hinzufügung spezieller virtueller Analyse-Instrumente, die ihrerseits Audiomessungen, Oktavanalysen, Frequenzanalysen oder Ordnungsextraktionen realisieren. Das Aufzeichnen von Geräusch- und Schwingungspegeln ist nun durch die Zeitbereichsanalyse sowie die ANSI- und IEC-konforme Oktavanalyse möglich. Eine Frequenzbereichsanalyse ermöglicht die Aufzeichnung der Frequenzantwort, der Leistung innerhalb eines Frequenzbandes und der Verzerrung. Anwender können mit dem Erstellen von Geräusch- und Schwingungsapplikationen, so der Hersteller, rasch beginnen, da mit dem neuen Tool mehr als 50 sofort einsatzbereite Applikationsbeispiele zur Verfügung stehen.
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- Triaxialer Vibrationssensor wiegt nur 1 g
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