Rechnergestützte Messtechnik: Freiheit wächst
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Software gibt dem Benutzer mehr und mehr Freiheit
Windows Vista kommt in der Messtechnik schon in die „Gänge“, noch aber verhalten – wenngleich natürlich das Argument der neuen Visualisierungsmöglichkeiten und der 64 bit schon ein gewichtiges ist. Die 64-bit- Windows-Versionen (auch das XP) bringen zwei prinzipielle Vorteile mit sich: Durch die Unterstützung der 64-bit-Hardware-Plattform ergeben sich Geschwindigkeitsvorteile für rechenintensive Anwendungen wie die Echtzeit-Verarbeitung von aufgezeichneten Signalen oder kontinuierliche Datengenerierung.
Darüber hinaus unterstützen die 64-bit-Betriebssystem-Versionen einen deutlich höheren Speicherausbau: Während die 32-bit-Versionen maximal eine Adressierung von 4 Gbyte Speicher erlauben (hier ist ein Teil für den Kernel reserviert und ein weiterer Anteil für den nötigen Adressraum der Erweiterungskarten – maximal stehen dort 3,5 Gbyte für Anwendungsdaten zur Verfügung), umfasst der (zumindest theoretische) Adressraum bei 64 bit immerhin 16 Exabyte (4 Gbyte × 4 Gbyte). Der maximale physikalische Speicher hängt von Motherboard und Betriebssystem ab und beträgt in der Regel 128 Gbyte.
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Eines der ersten Unternehmen, die ihren Software-Support in der Messtechnik um dieses Betriebssystem erweitern, ist die Spectrum GmbH (www.spec.de). Das Unternehmen hat die Verfügbarkeit der neuen Windows- Vista- und Windows-XP-64-bit- Treiber für seine Palette von über 70 PCI/PCI-X-Digitizern, Waveform- Generatoren und Digital-I/O-Karten bekanntgegeben (Download über die Homepage möglich). So kann z.B. die M2i-Kartenserie unter 32 bit wie auch unter den „neuen“ 64 bit benutzt werden. Diese Produktpalette umfasst Digitizer von 16 Kanälen mit 16 bit Auflösung und 100 kS/s Abtastrate bis hin zu 12 bit Auflösung mit 200 MS/s, Arbitrary- Waveform-Generatoren (AWG) bis 125 MS/s sowie Digital-I/Os bis 125 MS/s.
Mit der 64-bit-Treiberversion kann der verwendbare Speicher von Digitizern und AWGs dieses Unternehmens auch ohne kostenintensiven On-board- Speicher erweitert werden. Während die meisten PC-Messtechnikprodukte auf dem Markt nur den On-board-Speicher für die Aufzeichnung nutzen und Daten erst nach Ende der Aufzeichnung übertragen können, erlauben die Messkarten von Spectrum die kontinuierliche Datenübertragung mit bis zu 220 Mbyte/s (PCI-X-Slot). Bei einer angenommenen Aufzeichnung von 2 × 100 MS/s an A/D-Daten mit 8 bit Auflösung (M2i.2030) fallen pro Sekunde 190 Mbyte an Daten an – ein Windows- 32-bit-System ist hier selbst bei vollem Speicherausbau auf maximal etwa 18 s Aufzeichnungslänge begrenzt. Dahingegen sind unter Windows- XP-64-bit mehrere Minuten Aufzeichnung möglich. Die 64-bit-Windows- Unterstützung bietet auch die Möglichkeit, ältere 32-bit-Programme zu nutzen, dann natürlich ohne den Vorteil des erweiterten Adressraumes.
Alle Standards mit drin
In verschiedenen Ausstattungsvarianten angeboten wird jetzt das Programmpaket „Measure Foundry 5.0“ von Data Translation (www.datatranslation.de), das sich als interessantes Charakteristikum die Unterstützung praktisch aller verfügbaren Geräte- und Busstandards an die Fahnen heftet – für viele Anwender sicher ein Kriterium, das Flexibilität verleiht. Neben den Hardware-Schnittstellen LXI und PXI/VXI werden auch die bewährten Interfaces GPIB, USB, PCI und RS 232 unterstützt sowie die wesentlichen Treiber-Standards VISA, SCPI und nicht zuletzt IVI-COM; alle IVI-Geräteklassen können angebunden werden: also Digitalmultimeter, DC-Netzteile, Signalgeneratoren, Oszilloskope, Spektrumanalysatoren usw. Durch „Drag and Drop“ und ohne Programmieraufwand lassen sich, so das Unternehmen, geräte- und busübergreifende Applikationen – so genannte Hybrid-Systeme – erstellen (Bild 8). Die Entwicklungsumgebung entspricht dem „Look and Feel“ von Windows XP bzw. Vista und ist intuitiv zu bedienen.
Autor:
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Hascher ist verantwortlicher Redakteur der Elektronik für die Bereiche Messen & Testen sowie Drahtlos- Kommunikation.
whascher@elektronik.de
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Vier neue 16-bit-USB-Module mit einer Abtastrate bis 1 MHz, zahlreichen Triggerfunktionen und umfangreicher Software-Unterstützung hat Plug-in (www.plug-in.de) in sein Programm aufgenommen. Das preisgünstigste Modul ist das USB-2523 mit 16 single-ended bzw. acht differenziellen Eingangskanälen (einstellbar auf sieben verschiedene Bereiche von ±0,1 V bis ±10 V), 24 Digital-I/Os (12 MHz), zwei Timer-Ausgängen und vier 32-bit-Zählern. Bis zu vier analoge Eingänge sind als differenzielle Eingänge für Thermoelemente konfigurierbar. Das Modul 2527 entspricht dem Typ 2523, hat aber zusätzlich noch vier Analog-Ausgänge mit einem Bereich von –10 bis +10 V. Die Version 2533 entspricht ebenfalls dem Typ 2523, allerdings bietet sie 64 single-ended und 32 differenzielle Analog-Eingangskanäle. Das leistungsfähigste Modul ist das USB-2537; es entspricht dem Typ 2527 mit zusätzlich 64 single-ended und 32 differenziellen Analog-Eingangskanälen. Alle Module arbeiten unter Windows und werden von optional erhältlichen Software-Paketen unterstützt.
Mit dem neuen Multi-Sensor-Interface Typ 9205 (Bild 6) erweitert burster (www.burster.com) sein Programm der Auswerteelektronik im Bereich USB-Anbindung. Das Messsystem für bis zu vier Kanäle verarbeitet Signale von DMS-, potentiometrischen und DC/DC-Sensoren mit einer Auflösung von 16 bit und einer Erfassungsrate von 200 Messwerten/s. Gespeist werden die Sensoren über den integrierten USB-Hub; die ermittelten Messdaten können über eine Konfigurations- und Auswerte-Software unkompliziert visualisiert oder zur weiteren Verarbeitung in eine Excel- Datei exportiert werden. Das Konzept der Software soll auch dem ungeübten Anwender intuitive Bedienung ermöglichen.
Ebenfalls mit dem USB arbeitet das von National Instruments (www.ni.com) im Markt etablierte System „CompactDAQ“, das nun um 19 weitere Modulkomponenten (Bild 7) erweitert wurde. Verfügbar sind nun Strombereiche von ±20 mA, Analogeingänge und verschiedene Potentialtrennungs- und Isolations-Varianten für Hochgeschwindigkeitsanwendungen und für hohe Spannungen, RTD-Sensoreingänge, Digital-I/Os mit hoher Kanaldichte sowie ein universelles Eingangsmodul. Alle Baugruppen können im laufenden Betrieb ausgetauscht werden. Durch seine kompakte Bauweise (25 × 9 × 9 cm3) und das robuste Gehäuse eignet sich dieses Modulkonzept sehr gut für tragbare und „Vor-Ort“-Anwendungen.
Dieses Unternehmen hat auch elf neue PXI-HF-Schaltmodule für 50- und 75-O- Video-Anwendungen in das Programm aufgenommen. Die neuen Modelle umfassen 4×1-, terminierte 4×1-, zweifache 4×1- und 8×1-Multiplexer sowie vierfach-terminierte SPDT- und universelle zweifach-terminierte SPDT-Konfigurationen. Alle Baugruppen bieten eine niedrige Einfügungsdämpfung (weniger als 2,1 dB bei der spezifizierten Bandbreite) und einen sehr guten Welligkeitsfaktor (weniger als 1,75 bei gegebener Bandbreite), um Leistungsverlust, Spannungsdämpfung und Signalreflexion zu minimieren.
Erweitert hat National Instruments (www.ni.com) die M-Serie ihrer USB-Datenerfassungsmodule um die Typvarianten 6221 und 6229, die bis zu 32 Analogeingänge mit Abtastraten von 250 kS/s pro Kanal und eine Amplitudenauflösung von 16 bit bereitstellen. Vier Analog-Ausgangskanäle mit 833 kS/s Abtastrate sowie 48 Digital-I/O-Kanäle, von denen jeweils 32 auf 1 MHz getaktet werden können, sind ebenso verfügbar wie zwei 32-bit-Zähler/Timer. Im Lieferumfang enthalten sind eine Datenprotokollierungs- Software sowie Treiber und Konfigurations-Tools. Durch die Treiber können auch mehrere Geräte synchronisiert werden; das Paket DAQmx erfüllt darüber hinaus jede Aufgabe eines Datenerfassungssystems – von der Konfiguration bis hin zur Anwendungsentwicklung. Die Treiber- Software ist mit verschiedensten Programmiersprachen kompatibel, wie etwa LabVIEW, LabWindows/CVI, Measurement Studio und SignalExpress sowie mit C/C++/C#, Microsoft Visual Basic und Visual Studio .NET. Neu von diesem Unternehmen sind auch USB-Module zur Überwachung, Datenprotokollierung und zum Testen von High-Speed- und Low-Speed-/fehlertoleranten CAN- und LIN-Bussystemen. Die Baugruppen entstammen der Serie USB-847x und sind auch mit einer sehr nützlichen Synchronisationsoption erhältlich.
Mit den Datenerfassungsmodulen der Serie U2300A und dem dazu passenden Modulträger U2781A von Agilent stellt die dataTec GmbH (www.datatec.de) sieben Module (Bild 4) zur Datenerfassung über die USB-2.0- Schnittstelle mit TMC-Protokoll zur Verfügung.
Für Anwender, die viel unterwegs sind und dennoch Messwerte oder Alarmzustände überwachen müssen, erscheint eine batteriebetriebene, fernprogrammierbare SMS-Telemetrieeinheit im Vertrieb der Dr. Schetter BMC GmbH (www.bmc.de) mit vier Eingängen (als Analog- oder Digitaleingänge konfigurierbar) interessant.
Die kompakte Box (Bild 2) mit Namen „IN4MA-Metron“, erhältlich für unter 500 Euro, verschickt Warnmeldungen und Messwerte in SMS-Form direkt an ein Handy oder an einen zentralen Server. Eine integrierte Lithiumbatterie soll einen völlig wartungsfreien Betrieb über fünf Jahre hinweg ermöglichen, und das sogar noch bei der Versorgung externer Sensoren.
Zum Einsatz kommt die Box dort, wo keine Stromversorgung zur Verfügung steht, also z.B. bei der Überwachung von Füllständen in Tanklagern oder als Alarm-Melder in Gebäuden oder an Maschinen. Die Einheit kann vor Ort über das integrierte Display oder per SMS-Nachricht fernkonfiguriert werden; spezielle Programmierkenntnisse sind hierfür nicht erforderlich.
Er ist ja als unkompliziert einzurichtendes und einfach in der Praxis zu handhabendes Bussystem nicht zu übertreffen: der USB. Und so haben sich viele Messtechnik-Hersteller diesem Bus in ungebrochener Agilität und sehr innovativ verschrieben. Den Anwender freut’s, denn die Preise sind moderat und er hat eine noch größere Angebotsvielfalt zur Auswahl.
Als kaum noch kompakter zu fertigendes USB-Messystem tritt das von BMC-Schetter in den Vertrieb genommene „Messkabel“ USB-PIO an. Es besteht im Prinzip aus einer 25-poligen Sub-D-Buchse mit 24 Digital-Eingangskanälen, an die ein USB-Kabel angeschlossen ist – das eigentliche Messsystem befindet sich letztlich im Sub-D-Gehäuse (s. auch: www.usbpio.de). Das Ganze lässt sich unter Windows, Mac OS X, Free BSD und Linux frei programmieren. Mit einer im Lieferumfang enthaltenen Software können die erfassten Digitalsignale direkt am PC angezeigt werden.
Dem Trend zum einfachen Anschluss der Peripheriegeräte per USB trägt ebenfalls die Bobe Industrie- Elektronik (www.bobe-ie.de) mit dem Interface DIGI- USB-1 für ein Mitutoyo- Digimatic-Messmittel Rechnung (Bild 3). Die Messwerterfassung wird über das Messmittel oder über eine Taste am Interface ausgelöst und verwandelt das Messsignal in einen Tastaturcode, der der Handeingabe der Daten entspricht. Die richtigen Dezimal- und Abschlusszeichen können per Schalter auf der Rückseite eingestellt werden. Da die Stromversorgung über die USB-Schnittstelle erfolgt, entfällt ein separates Netzgerät.
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