Isolierte Niederspannungs- & IEPE-Datenerfassung mit unseren neuen TRION3-24xx-ACC/LV-Modulen

Mit den neuen TRION3-24xx-ACC- und TRION3-24xx-LV-Modulen erweitern wir unser TRION3-Portfolio um zwei leistungsstarke Modulserien für isolierte IEPE- und Niederspannungsmessungen. Die neuen LV- und IEPE-Module bieten verbesserte Filterfunktionen, einen optimierten Rauschboden und noch mehr Flexibilität – bei voller Kompatibilität mit jedem DEWE3-Chassis.

Setzen Sie einfach die Messkarte in Ihr DEWE3-System ein und es wird automatisch erkannt und konfiguriert. Dieses Plug-in-und-Mess-Konzept ermöglicht es Ihnen, Ihr Setup schnell anzupassen, Module unkompliziert auszutauschen und Ihr Messsystem ohne zusätzlichen Aufwand zu skalieren.

Was sind die TRION3-24xx-ACC/LV-Module?

Beide Module – TRION3-24xx-ACC und TRION3-24xx-LV – verfügen über sechs vollständig isolierte analoge Eingangskanäle mit BNC-Anschlüssen. Jeder Kanal ist mit einem eigenen 24-Bit-ADC ausgestattet und ermöglicht echte simultane sowie synchrone Abtastung über alle Eingänge hinweg. Mit Abtastraten von bis zu 2 MS/s pro Kanal eignen sich die Module ideal für dynamische und hochfrequente Signalaufnahmen.

Zusätzlich zur klassischen analogen Signalerfassung kann Kanal 1 jedes Moduls optional, als Zählereingang konfiguriert werden. Dieser Counter-Modus ermöglicht:

• Ereigniszählung
• Pulsbreitenmessung
• Frequenzmessung

Damit eignet sich das Modul nicht nur für analoge Signale, sondern auch für Anwendungen mit pulsbasierter Signalverarbeitung.

Wichtige Spezifikationen

• Spannungsgenauigkeit: ±0,02 % vom Messwert ± 0,02 % vom Bereich ±20 µV
• Eingangswiderstand: 1 MΩ
• Überspannungsschutz: ±300 V_DC
• Isolation: ±1500 V_PEAK (Kanal-zu-Kanal & Kanal-zu-Chassis)
• Phasenabweichung zwischen Kanälen: 10 ns
• Rauschboden (typ.): < –160 dB
• IEPE-Speisung: 2 … 20 mA (ACC-Version)
• TEDS-Unterstützung: IEEE 1451.4 Class 1 (IEPE-Modus)

Unverwechselbare Systemarchitektur

Die TRION3-24xx-ACC/LV-Module basieren auf einer optimierten Signalkettenarchitektur, die fortschrittliche Filterung mit latenzarmer A/D-Wandlung kombiniert. Das Ergebnis ist ein extrem niedriges Rauschen sowie eine hohe Messgenauigkeit über einen breiten Frequenzbereich hinweg.

Abb. 1: Systemarchitektur der TRION3-24xx-ACC/LV

Im Zentrum jedes Kanals steht ein dedizierter 24-Bit-SAR-ADC mit 2 MS/s und geringer Latenz. Damit sind Signalbandbreiten von bis zu 1 MHz möglich – bei einem außergewöhnlich niedrigen Rauschboden von unter –160 dB.

Abb. 2: Vergleich des Rauschbodens im 5-V-Bereich bei 10 kS/s

Optimiertes Filterkonzept

Zur Sicherstellung maximaler Signalintegrität nutzen die TRION3-24xx-ACC/LV-Module eine Kombination aus analogen und digitalen Filterstufen. Zunächst wird vor der A/D-Wandlung ein programmierbarer analoger Filter eingesetzt. Dieser reduziert Aliasanteile direkt im analogen Frontend und schützt den ADC vor unerwünschten hochfrequenten Signalanteilen.

Nach der Digitalisierung steht optional ein erweiterter Anti-Aliasing-Filter (AAF) zur Verfügung. Dieser digitale FIR-Filter ist deutlich steiler als in früheren Generationen – etwa viermal schärfer. Das Durchlassband endet bei 0,4 × der gewählten Abtastrate, wodurch eine Dämpfung von 90 dB an der Nyquist-Frequenz erreicht wird. Das Ergebnis ist eine hervorragende Unterdrückung von Aliasartefakten ohne Einschränkung der nutzbaren Bandbreite.

Abb. 3: Vergleich der Übertragungsfunktion des Anti-Aliasing-Filters bei 100 kS/s

Zusätzlich kann ein optionaler programmierbarer IIR-Tiefpassfilter aktiviert werden. Dieser lässt sich als Bessel- oder Butterworth-Charakteristik mit bis zu 10. Ordnung konfigurieren, sodass Anwender Phasenlinearität oder Amplitudenverlauf optimal auf ihre Anwendung abstimmen können.

Flexible Konfiguration in OXYGEN

Beide digitalen Filter – der erweiterte AAF sowie der optionale IIR-Tiefpassfilter – lassen sich direkt in OXYGEN individuell aktivieren, deaktivieren und konfigurieren. Zudem kann jede durch digitale Filterung entstehende Verzögerung innerhalb der Messsoftware kompensiert werden. Dadurch bleibt eine präzise zeitliche Ausrichtung aller Kanäle selbst in komplexen Mehrkanal-Setups gewährleistet.

Abb. 4: Konfiguration kanalspezifischer digitaler Filter in OXYGEN

Sensorfehler-Erkennung

Die neuen Module verfügen über eine integrierte automatische Sensorfehler-Erkennung für einen zuverlässigen Betrieb und sofortige Statusanzeige. Jeder Eingangskanal ist mit einer eigenen LED ausgestattet, die den aktuellen Zustand des angeschlossenen Sensors bzw. Eingangssignals anzeigt.

Tab 1: LED modes

Diese direkte visuelle Rückmeldung erleichtert die Fehlersuche bei Installation und Betrieb und ermöglicht schnelle Diagnosen direkt an der Hardware. Zusätzlich wird der Sensorstatus auch in OXYGEN als eigener Statuskanal angezeigt und kann dort geloggt, überwacht oder visualisiert werden.

Abb. 5: Darstellungsmöglichkeiten der Sensorstatus-Erkennung in OXYGEN

Integrierter Selbsttest

Wie andere analoge TRION3-Module verfügt auch die TRION3-24xx-Serie über eine umfassende integrierte Selbsttestfunktion zur Überprüfung der vollständigen Funktionalität der Hardware.

Der Selbsttest führt eine präzise analoge Genauigkeitsprüfung über alle Kanäle hinweg durch. Jeder Eingang nutzt eine integrierte, hochpräzise interne DC-Referenzquelle, um sämtliche ADC-Messbereiche zu validieren. Dabei werden Gain- und Offset-Werte automatisch mit den Spezifikationsgrenzen abgeglichen.

Dieses automatisierte Verfahren ermöglicht eine schnelle Überprüfung des Moduls ohne externes Kalibrierequipment – ideal für Qualitätssicherung, Systemtests vor kritischen Messungen sowie regelmäßige Wartungsprüfungen.

ACC vs. LV – Wo liegt der Unterschied?

Beide Module, TRION3-24xx-ACC und TRION3-24xx-LV, basieren auf derselben Systemarchitektur – inklusive ADC-Performance, Filterkonzept und Isolation. Der Unterschied liegt in der Optimierung für den jeweiligen Einsatzbereich:

• TRION3-24xx-LV: optimiert für präzise Niederspannungssignale. Ideal für konditionierte Signale und hochgenaue Spannungsmessungen.
• TRION3-24xx-ACC: speziell für IEPE-Sensoren entwickelt. Zusätzlich zu allen Niederspannungsfunktionen bietet es eine integrierte programmierbare IEPE-Speisung (2 … 20 mA) sowie TEDS-Unterstützung (IEEE 1451.4 Class 1). Damit ist es ideal für dynamische Messungen wie Beschleunigung, Kraft, Druck und vibrationsbasierte Signale.