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Was ist Signalkonditionierung?

Bei DEWETRON finden Sie eine Reihe von hochpräzisen Signalkonditionierungsgeräten, die für eine Vielzahl von Sensoren geeignet sind. Dazu gehören Beschleunigungssensoren, Dehnungsmessstreifen, Kraft-, Druck-, Last- und Durchflusssensoren sowie Thermoelemente, Spannungs- und Stromsensoren. Im heutigen Blogbeitrag werden wir unsere Geräte genauer vorstellen. Doch zuvor wollen wir einen kurzen Blick darauf werfen, was Signalkonditionierung eigentlich ist.

Was ist Signalkonditionierung?

Im Bereich der Elektronik ist die Signalkonditionierung oder auch Signalaufbereitung ein Prozess, bei dem analoge Signale auf eine bestimmte Weise manipuliert werden, um sie für die weitere Verarbeitung vorzubereiten. Dazu gehören mehrere verschiedene Prozesse wie:

• Verstärkung
• Abschwächung
• Filterung
• Eingangskopplung
• Isolierung
• Linearisierung
• Begrenzung
• usw.

Mit anderen Worten: Ein Signalkonditionierer modifiziert ein analoges Rohsignal eines Sensors über einen elektrischen Schaltkreis, um es für die weitere Verarbeitung mit einem DAQ-System vorzubereiten. Er wird von jedem spezifischen Sensor benötigt und somit gibt es eine Vielzahl verschiedener Arten von Signalkonditionierern. Hier sind einige Beispiele:

• AC-Signaltrenner
• DC-Signalaufbereiter
• RTD-Signalaufbereiter (Widerstandstemperaturmessgerät)
• LVDT-Signalaufbereiter (Lineare Variable Differentialtransformatoren)
• (Hoch-)Spannungssignalaufbereiter
• …

Beispiel aus der Anwendung von Analog-Digital-Wandlern (ADC):

In Analog-Digital-Wandlern (ADC) muss das analoge Signal verarbeitet werden, bevor es in ein digitales Signal umgewandelt wird. Dazu gehören in der Regel Strom- oder Spannungsbegrenzung und Anti-Aliasing-Filterung (AAF). Strom-/Spannungsbegrenzung bedeutet, dass der Strom/die Spannung auf einen bestimmten Wert begrenzt wird, um die elektrische Last zu schützen. AAF wiederum begrenzt die Bandbreite eines Signals, um das Nyquist-Theorem zu erfüllen. Diese beiden Prozesse sind Teil der Signalverarbeitung.

Unser Angebot an Signalkonditionierungsmodulen:

DEWETRON bietet eine Vielzahl von mehrkanaligen Signalkonditionierungsmodulen an. Wir bieten separate A/D-Wandlung auf jedem Kanal und bis zu 24 Bit Auflösung mit Anti-Aliasing-Filtern. Zusätzlich sind alle unsere Module austauschbar und können einfach in Ihr DEWETRON DAQ-System eingesetzt bzw. wieder ausgetauscht werden.

Insgesamt können Sie zwischen einer breiten Palette von verschiedenen Modulen für spezifische Anwendungen wählen. Deshalb haben wir unsere Module in die folgenden Anwendungsgruppen unterteilt:

• Analoge Module
• Digitale Module
• Leistungsmodule
• Analoge Ausgangsmodule
• Sub-Module

Analoge Module

Analogmodule wie das TRION(3)-1820-MULTI werden zur Messung einer Vielzahl von Analogsignalen verwendet. Es sind D-SUB-, LEMO- und BNC-Steckertypen verfügbar. Die Bezeichnung MULTI kommt daher, dass diese Karten eine große Anzahl von Sensortypen unterstützen: Spannung, IEPE, Brücke (voll, halb und viertel), Widerstand, Strom und Ladung, Thermoelemente und LVDT. In Kombination mit Modularen Smart Interfaces (MSI) wird die Liste noch länger.

Modulare intelligente Schnittstellen (MSI)

MSI-Adapter werden verwendet, um die Messmöglichkeiten eines analogen D-SUB-9-Steckers zu erweitern. Mit diesen Adaptern lassen sich Ladungen, IEPE-Sensoren, Thermoelemente, RTD-Sensoren, LVDT-Sensoren, Voll-, Halb- und Viertelbrücken, 4–20-mA-Sensoren und höhere Spannungsbereiche bis zu 600 V_RMS mit Eingängen messen, die diesen Sensortyp von Haus aus nicht unterstützen. MSIs erreichen dies durch die Umwandlung des Sensorsignals in einen lesbaren Spannungspegel (typischerweise ±10 V). Ein TEDS-Chip (Transducer Electronic Datasheet) auf dem MSI ermöglicht eine einfache Plug-and-Play-Lösung, da die Umwandlung von Einheit, Verstärkung und Offset automatisch erfolgt. Wenn eine Last eingesteckt wird, zeigt das MSI automatisch die richtige gemessene Last im Softwarekanal an.

Digitale Module

Digitale Module wie das TRION-DI-48 werden zur Überwachung von 48 separaten 1-Bit-Werten verwendet. Diese Eingänge können entweder hoch (5 V) oder niedrig (0 V) sein und nichts dazwischen. Mit diesen Modulen werden in der Regel Sensoren wie Endschalter, Warnungen oder Alarme überwacht.

Leistungsmodule

Die Leistungsmodule, wie das TRION3-1810M-POWER Modul, ermöglichen synchrone Hochfrequenz-Leistungsmessungen und Effizienzberechnungen. Ein einzelner ADC pro Kanal ermöglicht hochgenaue, nicht gemultiplexte synchrone Leistungsmessungen (10 MS/s pro Kanal) mit hohen Abtastraten. Mit 4 Phasen pro Modul ist es möglich, die Effizienz von Wechselrichtern zu überwachen (1 Phase DC, 3 Phasen AC). Zwei Leistungsmodule ermöglichen sechsphasige AC-Messungen und mit einem DEWETRON Power Analyzer können bis zu 16 Phasen gemessen werden.

Analoge Ausgangsmodule

Analoge Ausgabemodule wie das TRION3-AOUT-8 ermöglichen eine konstante Ausgabe im Bereich von ±10 V oder ±30 mA, Funktionsgeneratoren (Sinus, Dreieck, Rechteck und benutzerdefinierte Wellenformen), mathematische Berechnungsausgänge und Stream-Ausgaben anderer Kanäle (geklonte Ausgabe).

Sub-Module

Sub-Module werden in Leistungsmodulen verwendet und erweitern die Strommesskanäle, um verschiedene Bereiche (0, 2 A, 1 A, 2 A, 20 A) zu ermöglichen. Sie können vom Kunden gegen isolierte Spannungsmodule ausgetauscht werden, um Stromzangen zu unterstützen, die den gemessenen Strom in eine Spannung umwandeln. Ähnlich wie die MSIs enthalten die Sub-Module einen TEDS-Chip. Damit werden das Sub-Modul, sein Messbereich und Offsets automatisch erkannt.

Hier finden Sie unsere hochpräzisen Signalwandler!

TRION vs TRION3

Wenn Sie einen Blick auf unser Modulangebot geworfen haben, ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass wir zwei Modulserien anbieten:

• TRION3-Serie
• TRION-Serie

TRION3

Im Jahr 2019 hat DEWETRON eine neue Familie von Datenerfassungssystemen eingeführt, die DEWE3-Express-Serie zusammen mit den passenden TRION3-Modulen. Die Highspeed-Module der TRION3-Serie verfügen über ein PXIe-Bussystem und ermöglichen daher einen höheren Datendurchsatz (bis zu 1 GB/s) als ihre Vorgänger. Sie sind jedoch nur mit dem DEWE3-Chassis kompatibel und haben keine Rückwärtskompatibilität. Da DEWE2-Chassis über ein normales PXI-Bussystem verfügen, sind sie nicht mit TRION3-Modulen kompatibel.

TRION

Die TRION-Serie ist unsere Vorgängerserie mit einer normalen PXI-Schnittstelle. Im Gegensatz zur PXIe-Schnittstelle der TRION3-Module ergibt sich daraus ein geringerer Datendurchsatz von max. 100 MB/s. Die TRION-Module sind jedoch kompatibel zu DEWE3- und DEWE2-Systemen und ermöglichen somit flexiblere Installationsmöglichkeiten.

Wenn Sie mehr über unsere Module wissen möchten, lesen Sie das technische Referenzhandbuch. Neben den Anweisungen für die Installation und Demontage enthält es eine Gesamtübersicht über das System und die Module. Jedes von uns angebotene Signalkonditionierungsmodul ist mit seinen Eigenschaften und Spezifikationen aufgeführt. Darüber hinaus werden spezifische Signalverarbeitungsprozesse wie AAF- und IIR-Filterung in Bezug auf bestimmte TRION-Serien detaillierter beschrieben.

Technisches Referenzhandbuch für Module der Serie TRION/TRION3

Wenn Sie weitere Fragen haben oder einfach Hilfe bei der Auswahl des perfekten Produkts benötigen, können Sie uns jederzeit kontaktieren. Wir beraten Sie gerne persönlich, um das für Sie passende Messsystem zu finden. Besuchen Sie uns einfach auf unserer DEWETRON Webseite oder kontaktieren Sie unser Customer Care Center.