Entwicklung präziser Sensor-, Mess- und Datenerfassungssysteme

Rauscharmes analoges Schaltungsdesign für Sensormessungen

Brückensensoren, Dehnungsmessstreifen, Wägezellen, RTD, Thermoelemente, Fotodioden oder Stromausgangssensoren erfordern unterschiedliche Anregungs- und Verstärkungstopologien. Instrumentenverstärker, Transimpedanzstufe, programmierbare Verstärkung, aktives Filter und Schutzschaltungen werden entsprechend dem Messbereich bestimmt.

Neben dem Eingangsschutz sind auch Leckstrom und Kapazität der Schutzkomponente zu berücksichtigen. Referenzquelle, ADC-Ansteuerbedingungen und Abtastrate werden gemeinsam mit der gewünschten Bandbreite gewählt. Empfindliche Knoten auf der PCB von Strom- und Leistungspfaden fernzuhalten ist wesentlich für stabile Messungen.

• Signalverstärkung und -aufbereitung
• Analoge/digitale Filterung
• Isolierung, Schutz und korrekte Erdung

Kalibrierung, Temperaturkompensation und Fehlerbudget

Bei der Bestimmung des Messziels werden Auflösung, Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit unterschieden. Für Sensortoleranz, Verstärker-Offset, Verstärkungsfehler, Referenzdrift und Temperatureffekt wird ein Fehlerbudget erstellt. So lässt sich bereits im Prototypenstadium erkennen, wie zuverlässig das System unter welchen Bedingungen Ergebnisse liefert.

Je nach Projekt kann eine Einzelpunkt-, Zweipunkt- oder Mehrpunktkalibrierung angewendet werden. Kalibrierkoeffizienten können auf dem Gerät gespeichert werden; Seriennummer, Produktionsdatum und Verifizierungsinformationen können mit dem Messprotokoll verknüpft werden. Wenn eine Wartung vor Ort erforderlich ist, wird das Servicemenü oder der Fernkalibrierungsablauf separat gestaltet.

• Offset- und Verstärkungskorrektur
• Bewertung von Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüssen
• Gerätebasierte Kalibrierungsdaten

Integration des Datenerfassungssystems mit Gerät und Automatisierung

Soll der Messwert nur auf dem Bildschirm angezeigt werden, kann eine lokale Benutzeroberfläche ausreichend sein. In Projekten, die eine Prozessüberwachung erfordern, gewinnen Funktionen wie zeitgestempelte Aufzeichnung, Schwellenwertalarm, Ereignishistorie und Fernaktualisierung an Bedeutung. Wenn das Gerät an die bestehende PLC- oder SCADA-Infrastruktur angeschlossen wird, werden das Datenmodell und die Fehlercodes von Anfang an definiert.

Wir wählen geeignete RS485/Modbus-, CAN-, Ethernet-, WLAN-, LoRa-, 4G- oder 5G-Verbindungen nach Feldbedingungen und Datenmenge. Lokale Aufzeichnung bei Internetausfall und Ergänzung der Daten nach Wiederverbindung gehören zu einem zuverlässigen Messsystem.

• Zeitgestempelte Mess- und Alarmaufzeichnungen
• Modbus, CAN, Ethernet und drahtlose Verbindung
• Datenübertragung an Webpanel, Server oder bestehende Automatisierung

Von der Messkette bis zum Spezialprüfgerät und Prüfplatz →

Auswahl- und Anwendungshinweise nach Sensortyp

Bei Temperatur-, Feuchtigkeits-, Luftqualitäts-, Gas-, Druck-, Thermoelement-, Licht-, Bewegungs- und chemischen Messungen werden unterschiedliche Sensorprinzipien verwendet. In unserem Bereich Sensortechnologien erläutern wir Messmethoden, Auswahlkriterien, Kalibrierung und Projektintegration für jede Größe separat.

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