Data Translation über die Entwicklung und Zukunft der PC-Messtechnik »Der Trend geht deutlich in Richtung simultaner Messtechnik mit 24 Bit Auflösung«

Winfried Klass, Data Translation: »Die 24-Bit-Messtechnik bietet in punkto Auflösung und in Verbindung mit integrierten Antialiasing-Filtern noch reichlich nicht ausgereiztes Potential für Präzisionsmessungen. Noch höhere Auflösungen sind derzeit nicht nötig.«
Winfried Klass, Data Translation: »Die 24-Bit-Messtechnik bietet in punkto Auflösung und in Verbindung mit integrierten Antialiasing-Filtern noch reichlich nicht ausgereiztes Potential für Präzisionsmessungen. Noch höhere Auflösungen sind derzeit nicht nötig.«

Data Translation gilt als einer der Pioniere der PC-Messtechnik. Mitte der 1990er-Jahre z.B. stellte das Untenehmen die erste Messkarte für den PCI-Bus vor. Vorreiter war Data Translation auch, als es darum ging, den Universal Serial Bus für Messtechnik-Anwendungen zu nutzen. Markt & Technik sprach mit Winfried Klass, Geschäftsführer der Data Translation GmbH über die Zukunft der PC-Messtechnik.

Markt&Technik: Herr Klass, Data Translation hat bereits früh den Nutzen des USB-Busses für Messtechnik-Anwendungen erkannt. Im Standard-PC- und Consumer-Bereich hat sich mittlerweile USB 3.0 etabliert. Wann werden Sie die ersten Messmodule mit USB 3.0 vorstellen?

Winfried Klass: Data Translation integriert neue Bussysteme immer dann sehr schnell, wenn es für das entsprechende Marktsegment notwendig und sinnvoll ist. So waren wir der erste Anbieter von Messkarten für den PCI-Bus und ebenso der erste Anbieter von USB-Messtechnik »powered over USB«. Aktuell erreichen wir mit USB 2.0 kontinuierliche Datentransferraten zum PC von 10 MHz mit 16 Bit Auflösung. Eine noch schnellere Datenerfassung und kontinuierliche Übertragung zum PC ist nur für sehr wenige und sehr spezielle Applikationen interessant. Für die meisten messtechnischen Anwendungen ist USB 3.0 also nicht nötig, zudem ist USB 3.0 noch nicht im Standard-Chipsatz von Intel integriert. Es bleibt also noch abzuwarten, wie sich das Thema entwickelt.

Welche technischen Entwicklungen sehen Sie in naher Zukunft auf dem PC-Messtechnik-Sektor?
Ein klarer Trend geht in Richtung simultaner Messtechnik mit 24 Bit Auflösung. Dabei kommen keine Multiplexer mehr zum Einsatz, die mehrere Signale auf einen A/D-Wandler führen, sondern für jeden Messkanal steht ein separater A/D-Wandler zur Verfügung. Das ist eine wichtige Voraussetzung für eine hohe Signalintegrität. Auch die galvanische Isolation zwischen den einzelnen Messkanälen wird immer wichtiger. Nur durch Isolation lassen sich hohe Gleichtaktspannungen realisieren, wie es z.B. bei Messungen an Hochspannungsbatterien nötig ist.

Wie sieht es in diesem Zusammenhang mit Ethernet aus?
Ethernet ist vor allem dort wichtig, wo man per Remote Access auf Messergebnisse zugreifen muss. Dies ist etwa bei Überwachungsaufgaben und häufig auch bei Temperaturmessungen der Fall. Der noch sehr junge LXI-Standard nutzt Ethernet und bietet den Anwendern herstellerübergreifende IVI-Softwareschnittstellen. Mit der SCPI-Programmierung kann man auf LXI-Geräte von jedem Betriebssystem aus ohne spezielle Gerätetreiber zugreifen. Viele unserer Messinstrumente für Spannungs- und Temperaturmessungen bieten wir bei annähernd gleichem Funktionsumfang wahlweise mit Ethernet- oder USB-2.0-Anschluss an.

Welchen Stellenwert haben heute noch die klassischen Messtechnik-Steckkarten z.B. für den PCI-Bus?
Seit 17 Jahren bieten wir bereits PCI-Messkarten an, aber die Bedeutung des PCI-Busses sinkt – nicht nur, was die Messtechnik betrifft. Selbst in Desktop-PCs findet man heute immer weniger PCI-Slots, für Mess- und Prüfanwendungen aber werden meist Laptops bzw. Notebooks eingesetzt, die über keine freien PCI-Steckplätze verfügen. Bei Neuentwicklungen z.B. von OEM-Systemen oder von Prüfständen setzen unsere Kunden bereits seit Jahren fast ausschließlich USB-Messmodule ein, oft in Verbindung mit kleinen Embedded-PCs; diese verfügen in der Regel über vier oder mehr USB-Ports, jedoch über keine PCI-Slots.

Lüfterlose Box-PCs sind ja mittlerweile fast Standard. Wird die Messtechnik möglicherweise doch wieder als Board-Lösung in verschiedenen geeigneten Formfaktoren in den PC verlagert?
Die Anwender erwarten heute den Einsatz von Standard-Schnittstellen mit Plug&Play-Funktionalität. Gerade diese kleinen Box-PCs brauchen USB-Messgeräte. Dabei ist aber wichtig, dass auch die Stromversorgung des angeschlossenen Messmoduls über das USB-Kabel erfolgt, was keineswegs bei allen Lösungen Standard ist. Nicht selten ist hier ein externes Netzteil für das Messinstrument erforderlich, so dass die Flexibilität deutlich einschränkt ist. Ebenfalls wichtig ist die galvanische Isolation zwischen Box-PC und der Messtechnik, um Masseschleifen zu vermeiden und Rauschen zu minimieren. Nur so lässt sich eine hohe Messgenauigkeit erzielen und die Betriebssicherheit erhöhen.