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4-2013

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Messtechnik Messsystem

Messtechnik Messsystem für flächige dynamische Druckkraftmessung Cesys bietet ab sofort ein universelles Messsystem für flächige Druckkraftmessung an. Das System besteht aus einer Messbox CEBO-MSA64, der Mess-Software CEBOMSALab und einer Programmierschnittstelle (API). Cesys Gesellschaft für angewandte Mikroelektronik entwickelt seit mehr als 27 Jahren erfolgreich innovative Elektroniklösungen und seit 15 Jahren Messsysteme für die ortsaufgelöste Erfassung von Druckkräften. Die Kombination kostengünstiger im eigenen Haus entwickelter Erfassungshardware mit Standardsensoren und OEM-Sensorfeldern erlaubt neben dem Einsatz in Forschung und Entwicklung auch attraktive Massenanwendungen. Einsatzgebiete für dynamische 2D-Kraft-Messungen finden sich beispielsweise in biomechanischen Mess- und Analysesystemen, in der Qualitätskontrolle bei der Herstellung verpresster Schichten oder bei der Messung ergonomischer Eigenschaften von Sitzen, Handgriffen oder Sportgeräten. Das Messsystem weist einen Matrixaufbau aus Zeilen und Spalten auf. Es können manuell verdrahtete Einzelsensoren oder OEM-Messmatten angeschlossen werden. Zum Einsatz kommen resistive - auch potentiometrisch genannte - Sensoren mit Widerstandswerten zwischen 1 kOhm und 10 MOhm. Typischerweise handelt es sich dabei um Druckkraftsensoren. Stattdessen sind aber auch lichtabhängige Widerstände (LDR) oder temperaturabhängige Widerstände (NTC, PTC) benutzbar. Auch der gemischte Betrieb mit unterschiedlichen Sensoren ist möglich um beispielsweise die Kraft und die Temperatur in den Messpunkten gemeinsam dynamisch zu erfassen. Die Messbox CEBO-MSA64 wurde zur Verwendung mit Flexiforce Sensoren des Herstellers Tekscan optimiert. Es können aber auch viele andere resistive Sensoren angeschlossen werden. Das Messprinzip der CEBO-MSA64 beruht auf der sequentiellen Abtastung aller aktivierten Sensoren. Die Auflösung beträgt 12 Bit. Der Messbereich ist einstellbar um die Messauflösung auch mit unterschiedlichen Sensortypen stets voll nutzen zu können. Die Messwerte jedes einzelnen Sensors können durch Mehrpunktkalibrierung linearisiert werden. Es können bis zu 12.800 Messungen pro Sekunde ausgeführt werden. Ein Feld mit 64 Sensoren wird bei maximaler Messrate 200 Mal pro Sekunde komplett abgetastet. Sind weniger Sensoren angeschlossen ist die Messrate entsprechend höher. Zusammen mit den aktivierten Sensoren können vier Analogeingänge abgetastet werden. Sie haben einen Bereich von 0 bis 3 Volt und dienen dazu zusätzliche Messwerte zeitsynchron zu erfassen. Das ermöglicht die Analyse komplexer Szenarien wie die Erfassung des zeitlichen 2D-Druckverlaufs zusammen mit Stellgrößen aus einer Steuerung oder zusätzlichen Parametern wie der Umgebungstemperatur. Um den Anschluss eines PT100/1000 Temperatursensors an die Analogeingänge zu vereinfachen besitzt das CEBO-MSA64 einen programmierbaren Konstantstromausgang. Datenaufzeichnung Der Start einer Datenaufzeichnung kann auf drei verschiedene Arten erfolgen: sofort ohne besondere Bedingungen, bei Überschreiten eines einstellbaren Druck- Schwellwertes oder durch ein externes Signal am Triggereingang. Die Signalisierung von Betriebszuständen und Messergebnissen oder die Automatisierung von Messabläufen wird durch vier digitale Ausgänge möglich. Ein 5-Volt-Festspannungsausgang erlaubt es der Messbox an angeschlossene Verbraucher (z.B. Messwandler oder Vorverstärker) bis zu 100 mA Strom zu liefern. Die Stromversorgung erfolgt über die USB-Schnittstelle. Ein externes Netzteil ist nicht notwendig, kann bei Anwendungen, die ohne USB-Verbindung arbeiten sollen (beispielsweise mit kundenspezifischer Firmware) aber verwendet werden. Die gemessenen Daten strömen in Echtzeit über die full-speed USB-2.0-Schnittstelle an den Hostrechner. Dort werden sie entweder von der zugehörigen Mess-Software CEBOMSALab entgegen genommen oder durch die API an eigene Programme weitergereicht. Die Mess-Software CEBOMSALab stellt die ankommenden Daten in Echtzeit als Säulendiagramm, Linienschreiber oder 2D-Feldanzeige dar. Zur späteren Auswertung mit Analysesoftware wie beispielsweise Tabellenkalkulationssoftware. oder Mathlab (beides nicht im Lieferumfang) können die erfassten Daten in einer kommaseparierten Textdatei abgelegt werden. Bei Verwendung von Einzelsensoren läßt sich die Geometrie des Aufbaus optimal an die Messaufgabe anpassen. Dadurch können Druckverteilungen mit angepasster Ortsauflösung oder auf großen Flächen erfasst werden. Evaluation-Kit Zum Testen des Mess-Systems ist ein EVAL-Kit erhältlich. Es enthält neben vier Flexscan Einzelsensoren und der CEBO-MSA64 Messbox mit CEBOMSALab- Software alle benötigten Kabel um sofort loslegen zu können. • CESYS GmbH www.cesys.com 24 PC & Industrie 4/2013

Messtechnik Preiswerte Datenlogger Funklogger: log-EZ (RTR-322) für Temperatur und Feuchte Datenlogger der TR-55i-Modellreihe Einen neuen preiswerten Funkdatenlogger, der sich zur Messung von Temperatur und Feuchte einsetzen lässt, gibt es jetzt von T&D (Japan). Mit einer AA-Batterie misst der log-EZ bis zueinem halben Jahr völlig autark die Klimadaten und übermittelt sie bei Bedarf drahtlos an einen PC. Anschluss und Betrieb sind einfach: Nach dem Einschalten zeichnet das kleine Leichtgewicht (62 g) alle 10 Minuten Temperatur (0…50 °C) und Feuchte (15…95% rF) auf. Er kann bis zu 1440 Datensätze intern speichern, was für ca. 10 Tage ausreicht. Danach werden die ältesten Daten jeweils zyklisch überschrieben. Die Kommunikation mit dem PC wird über eine proprietäre Funkstrecke realisiert. Am USB-Anschluss des Rechners wird dazu ein Funk-Dongle RTR-300 angeschlossen. Die Reichweite beträgt hier zunächst 50 m (unverbaut) und kann durch zusätzliche Funklogger, die gleichzeitig als Repeater arbeiten, um je 50 m erweitert werden. Das Ergänzen von bis zu 16 log-EZ in ein solches Funklogger-Netzwerk ist möglich. Neue Modelle Die Datenlogger der TR-55i- Modellreihe messen und speichern Temperaturen (Thermoelemente, oder Pt100/Pt1000), Spannung, Strom (4…20 mA) oder Impulse. Die wasserdichten Logger (IP64) arbeiten auch Differenzdruck-Messumformer mit acht umschaltbaren Messbereichen Die Differenzdruck-Messumformer der Serie D260MS bieten eine bisher nicht bekannte Flexibilität. So sind hier nicht nur die Messbereiche umschaltbar, sondern auch die Ausgangssignale. Jeder Messumformer bietet acht uni- und bidirektionale Messbereiche, die über Schiebeschalter eingestellt werden können. Nach einer Umschaltung ist keinerlei Kalibrierung erforderlich. Neben den Messbereichen lässt sich bei diesen Sensoren auch die Art des Ausgangssignals umschalten. Sie generieren wahlweise ein Spannungs- oder Stromsignal. Alle Schiebeschalter sind durch Öffnen einer Abdeckung schnell erreichbar. Und konsequenterweise zeigt sich der Messumformer auch hinsichtlich der Versorgung sehr flexibel: er kann an Gleich- und Wechselspannungen zwischen 13…30 V betrieben werden. Die Flexibilität der Aufnehmer D260MS hilft nicht nur die Kosten bei der Bevorratung zu reduzieren, sondern garantiert kürzeste Reaktionszeiten in einem Servicefall. Ist die Umschaltung der Ausgangssignale nicht gewünscht, so steht als preisgünstige Alternative die Modellreihe D267MR zur Verfügung. • Synotech Sensor und Meßtechnik GmbH www.synotech.de unter extremen Witterungsbedingungen von -40…+80 °C noch zuverlässig. Die Features • Thermoelemente vom Typ K, J, T, S messen zwischen -199… 1200 °C (TR-55i-TC) • Speicherkapazität bis zu 16.000 Messwerte, Messintervall in 16 Stufen von 1…60 min. • Eingebauter Warn-Monitor mit LED-Anzeige bei Grenzwertüberschreitung • Batterie-Lebensdauer zwischen 14 und 16 Monaten Kompatible Auslesegeräte sind TR-50U2, TR-50U und das Handauslesegerät TR-57DCi. Die Energieversorgung erfolgt entweder am Stromnetz oder über eine austauschbare Batterie, so dass die Logger auch „im Outback“ einsetzbar sind. Die Datenübernahme geschieht über eine USB-Schnittstelle und einen PC. Anwendungsgebiete • Klimadatenerfassung • Durchflussmessungen, Druckaufzeichnungen, Stromverbrauch, Analysatoren, Impulszähler • Kontinuierliches Logging in Produktion, Industrie, Forschung, Meterologie und Entwicklung • Dr. Schetter BMC IGmbH www.bmc.de PC & Industrie 4/2013 25

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