Analysatoren

Leistungen intelligent und präzise messen

15. Mai 2014, 15:32 Uhr | Von Matthias Preß
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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Auch mechanische Antriebe unter der Leistungs-Lupe

Unsere heutige technisierte Umgebung enthält viele mechanische Bewegungen, die nur über kurze Wege oder kleine Winkel verlaufen. Das sind zum Beispiel Stellantriebe für Ventile oder Dosieranlagen, Positionierung mit Robotern oder Schranken am Parkplatz.

Leistungsaufnahme eines Stellantriebes. Im oberen Bereich sind die zeitlichen Verläufe von Spannung (gelb), Strom (grün), Leistung (blau) und Drehwinkel (hellblau) zu sehen
Bild 6. Leistungsaufnahme eines Stellantriebes. Im oberen Bereich sind die zeitlichen Verläufe von Spannung (gelb), Strom (grün), Leistung (blau) und Drehwinkel (hellblau) zu sehen. Die halbkugelförmige XY-Darstellung enthält den Verlauf der Leistungsaufnahme über dem Drehwinkel von 0° bis 90°.
© Yokogawa

Für die Dimensionierung der Motore, Getriebe und Stromversorgung wird die Leistungsaufnahme über dem Drehwinkel oder bei linearen Abläufen über dem Weg ausgewertet. Eine solche Drehbewegung um 90 Grad ist in Bild 6 beispielhaft gezeigt.

Mit Hilfe des Precision Power Scope lassen sich die Kurven der Signale bis ins kleinste Detail analysieren. Während ein klassischer Leistungsanalysator wie z.B. aus der WT-Serie (Bild 3) die Daten der gesamten Erfassungsperiode zeigt und damit komprimiert, erlaubt die neue Gerätekategorie das Zoomen mit ein oder zwei voneinander unabhängigen Zoom-Bereichen, wodurch alle Details sichtbar werden.

Dual Zoom: Die zwei dünnen senkrechten Linien im gesamten Datensatz oben kennzeichnen die Ausschnitte, welche im unteren Bereich stark vergrößert gezeigt werden. Vier Marker messen die Kurven aus.
Bild 7. Dual Zoom: Die zwei dünnen senkrechten Linien im gesamten Datensatz oben kennzeichnen die Ausschnitte, welche im unteren Bereich stark vergrößert gezeigt werden. Vier Marker messen die Kurven aus. Dazu werden alle X-Positionen mit deren Amplitudeninformationen sowie die Differenzen ausgewiesen.
© Yokogawa

Eine solche Anzeige eignet sich ideal, um die Signale z.B. mit Positionsanzeigern auszumessen. In Bild 7 ist beispielhaft die Langzeitüberwachung eines Induktionskochers mit Spannung (rot), Strom (gelb) und Leistung (grün) visualisiert.

Mit Hilfe der getrennten Zoom-Fenster können die Anzeiger sehr genau positioniert werden und mit den Mathematikfunktionen mit freier Formeleingabe lassen sich Kurvendaten auch untereinander verrechnen.

Leistungshalbleiter: Typische Anwendungsfälle für Oszilloskope

Letztlich erreichen natürlich Oszilloskope deutlich höhere Abtastraten und Bandbreiten, was sie für die besonders schnellen Messungen an steilflankigen Signalen der Leistungshalbleiter prädestiniert: Denn die Halbleiterhersteller legen in ihren Spezifikationen u.a. eine „Safe Operating Area“ (SOA) fest, in der das Bauteil betrieben werden darf. Dieses genau zu vermessen ist dann doch typische Aufgabe eines traditionellen Oszilloskops. Weitere wichtige Analysefunktionen der Leistungselektronik sind z.B. die Messung der Schaltverluste von Leistungstransistoren oder die Berechnung des Joule‘schen Integrals.

 

Der Autor

Matthias Preß 
arbeitet im Marketing und Produkt-Support der Test- & Messtechnik der Yokogawa Deutschland GmbH in Herrsching. Seine Erfahrungen aus vielen Bereichen der Messtechnik gibt er auch in Seminaren und Schulungen zu den Themen der Leistungsmessung und Leistungsanalyse weiter.

  1. Leistungen intelligent und präzise messen
  2. Welche Eigenschaften zeichnen einen klassischen Leistungsanalysator aus?
  3. Auch mechanische Antriebe unter der Leistungs-Lupe

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