Produktübersicht
High-speed-Messtechnik im PC
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Noch eine PXI-Neuheit und was sich bei der Strom-Messtechnik tut
Auch der amerikanische Messtechnik- Hersteller Geotest hat eine schnelle PXI-Karte herausgebracht, die 160 digitale I/O-Kanäle zur Verfügung stellt; Kernelement ist ein Altera-FPGA (Vertrieb: Prüftechnik Schneider & Koch).
Das PXI-Einschub-Board mit 3 HE nennt sich GX3500 und lässt sich vom Anwender individuell konfigurieren, wobei als Herzstück ein Cyclone-III-FPGA-Baustein von Altera arbeitet, der seinerseits Taktfrequenzen bis zu 150 MHz schafft und über 55 000 Logik-Elemente zur Verfügung stellt. Der Anwender kann Tochter-Karten installieren, die ihrerseits die applikationsspezifischen Schnittstellen zum Prüfling realisieren, ohne auf voluminöse Add-On-Karten außerhalb des Moduls zurückgreifen zu müssen. Insgesamt stehen so 160 Digitalkanäle zur Verfügung.
Darüber hinaus benötigt die Karte, im Gegensatz zu vielen anderen FPGA-Produkten, keine eigenen Design-Tools. Den Anwendern stehen die Web-basierten und frei zugänglichen Design-Tools Quartas II von Altera zur Verfügung. Zusätzlich verfügbar ist ein eigenes Software- Paket mit einem virtuellen Bedienfeld, das ein interaktives Design, das Debugging und die Anwendung des Boards erleichtert.
Strom-Messtechnik – einmal anders
Gerade die Messung von Strömen in Netz- oder Batterie-Versorgungen stellt eine interessante Aufgabe für die Messtechnik allgemein und für die PC-Messtechnik im Speziellen dar. Die Sensorik-Varianten sind im Wesentlichen auf zwei Möglichkeiten fokussiert: Einerseits wählt man die sehr präzise realisierbare Messung des Spannungsabfalls an einem in den Stromkreis eingeschleiften Shunt-Widerstand, der natürlich sehr niederohmig sein muss. Wegen des sehr geringen Widerstandes, an dem natürlich auch nur eine sehr geringe (aber zu messende) Spannung abfällt, muss das entsprechende Messsystem sehr präzise und mit hoher Auflösung arbeiten.
Jobangebote+ passend zum Thema
Alle Produkte aus diesem Beitrag in der Übersicht
Die zweite Mess-Variante arbeitet mit Hall-Sensoren, die das Magnetfeld des stromdurchflossenen Leiters von außen erfassen. Hierzu muss der Stromkreis im Gegensatz zum Shunt-Verfahren nicht aufgetrennt werden. Nun zwei Beispiele für diese Strom-Messvarianten, die eigens für die PC-gestützte Erfassung entwickelt wurden und sehr präzise arbeiten. 5000 A sind beispielsweise kein Problem für neue Kompakt-Messmodule, die mit hoher Abtastfrequenz das genaue Erfassen von Strömen durch Messung eines Shunt- Spannungsabfalls erlauben, wobei auch Dauermessungen im Bereich mehrerer 1000 A realisierbar sind. Die Strom- Messmodule wurden als Reihe IPC in verschiedenen Varianten von der Isabellenhütte entwickelt, Anwendung finden sie in der allgemeinen AC-/DC-Strommessung, beispielsweise in der Antriebs-, Umrichter- oder Solartechnik oder in Unterbrechungsfreien Stromversorgungs- Systemen.
Ihre Messwerterfassung arbeitet mit Abtastfrequenzen zwischen 10 und 300 kHz und kann, getriggert auf die Schaltflanke, mit einer programmierbaren Verzögerungszeit erfolgen. Zusätzlich liefert das Modul ein Überstromsignal (Reaktionszeit unter 2 μs). Je nach eingesetztem Shunt-Widerstand im Stromkreis lassen sich Messbereiche ab 20 A bis hin zu mehreren Tausend A realisieren – selbst Dauerstrommessungen von 5 kA sind möglich. Alle IPC-Module verfügen über eine galvanische Trennung im Ausgang und arbeiten je nach Modellvariante mit einer Messwert-Auflösung zwischen 12 und 16 bit, wobei geringes Rauschen und niedrige Offsetoder Driftfehler realisiert wurden.
Eine spezielle Modulationseinheit übernimmt die Signalaufbereitung des Stromwertes unter Berücksichtigung der kalibrierten Parameter. Der Messwert wird dann als Digitalsignal potentialfrei mittels – je nach Typ – verschiedener Schnittstellen übertragen. Zu den weiteren Eigenschaften dieses Strommess-Konzepts zählen der geringe Leistungsverlust am sehr niederohmigen Shunt, geringe Offset- und Driftwerte sowie ein niedriges Rauschen.
Das andere Strom-Messsystem sind ein batteriebetriebener Datenlogger namens „Tinytag“ und eine daran angeschlossene Stromzange, die sich in dieser Kombination sehr gut zur autarken Langzeit-Aufzeichnung von Stromwerten auch an ungewöhnlichen Messorten eignen. Erfassbar und aufzuzeichnen sind Wechselströme zwischen 0,15 A und max. 200 A mit einer Messwert-Auflösung von typisch 10 mA.
Die Stromzange ermöglicht Messungen an Leitern mit maximal 20 mm Durchmesser und hat einen Arbeits-Frequenzbereich von 40 Hz bis 10 kHz. Im Datenlogger steht eine Speicherkapazität für insgesamt 32.000 Messwerte zur Verfügung. Eine optionale Datenlogger-Software ermöglicht frei programmierbare Aufzeichnungs- Intervalle zwischen 1 s und 10 Tagen sowie zwei programmierbare Alarme.
Es gibt auch eine Option für verzögerten Start von bis zu 45 Tagen, den Direktstart über Magnetkontakt und insgesamt drei Aufzeichnungs- bzw. Stopp-Funktionen („wenn Speicher voll“, „nach n Messwerten“ oder „ältere Daten überschreiben“). Übliche Anwendungen sind Stromnetz-Überwachung und Stromverbrauch- Aufzeichnung in Gebäuden und an Maschinen, das Strommanagement, der Phasenausgleich sowie die Aufzeichnung von vagabundierenden Strömen.
- High-speed-Messtechnik im PC
- Noch eine PXI-Neuheit und was sich bei der Strom-Messtechnik tut
- Sensordaten per USB und der Einzug von Windows 7 in die Messetchnik
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
