Spannungs-DatenloggerAufzeichnung von kleinen, mittleren und höheren Spannungen

Spannungs-Datenlogging und -aufzeichnung

Spannung gehört zu den am häufigsten aufgezeichneten Signalen. Es gibt zwei Grundarten: Wechselspannung (AC) und Gleichspannung (DC). Zudem müssen manchmal sehr kleine Spannungen – also solche im Mikrovoltbereich – gemessen werden und dann wieder andere im Bereich von bis zu mehreren tausend Volt. 

Die Spannungs-Datenlogger von Dewesoft können für jede mögliche Spannungsmessanwendung angepasst werden. Sensoren wandeln mechanische Eigenschaften – von Drücken über Drehmomente und Lasten bis hin zu Kräften – in Spannungen um, und unsere Datenlogger sind in der Lage, die benötigten Informationen Ihren spezifischen Anforderungen entsprechend von einem oder mehreren Kanälen und mit schnellen oder langsamen Abtastraten aufzuzeichnen.

Um so stark unterschiedliche Signalpegel in ein normalisiertes, digitalisierbares Ausgangssignal umzuwandeln, wird ein Spannungsvorverstärker mit mehreren Eingangsbereichen benötigt. Zudem geht eine winzige Spannung mitunter auch mit einem großen Gleichspannungs-Offset einher, was eine weitere Herausforderung darstellt, mit der viele Messsysteme Probleme haben.

Spannungsarten

Spannung kann auf verschiedene Weise quantifiziert werden, z. B. als Spitzen-, Spitze-Spitze-, mittlere, Effektiv- und Wechsel- oder Gleichspannung. Die Unterschiede sind in der Abbildung dargestellt.

Die mittlere Spannung ist der Mittelwert der Spannung über eine Periode. Bei reinen Sinussignalen ist dieser Wert Null.

Die Effektivspannung (RMS) ist die Quadratwurzel des arithmetischen Mittels der Quadrate der Funktion, die die kontinuierliche Wellenform definiert. Der Effektivwert wird am häufigsten dazu verwendet, die Wechselspannung an einem bestimmten Punkt zu definieren, und entspricht der gleichen Energie wie die Gleichspannung bei ohmscher Last.

Die Spitzenspannung beschreibt den höchsten Wert der Spannung innerhalb einer Periode. In Datenblättern werden die Begriffe „Spitzenspannung“ und „Eingangsgleichspannung“ gleichbedeutend verwendet. Zur Berechnung des Effektivwerts für Sinuswellen muss der Spitzenwert durch die Quadratwurzel aus 2 geteilt werden.

Die Spitze-Spitze-Spannung definiert die gesamte Amplitude zwischen dem positiven und negativen Spitzenwert einer Periode.

Der Scheitelfaktor (oder Crest-Faktor) entspricht dem Verhältnis zwischen der Spitzenamplitude und dem Effektivwert einer Wechselstromwellenform.

Signalüberlastung/Übersteuerung

Wenn die Signalpegel höher ausfallen als erwartet, werden sie üblicherweise vom A/D-Wandler (ADC) abgeschnitten. Dies führt zu Fehlmessungen und folglich dazu, dass der Test komplett wiederholt werden muss.

Die einzigartige DualCoreADC®-Technologie von Dewesoft verhindert solche Probleme. Jeder Kanalverstärker ist mit zwei AD-Wandlern ausgestattet, die das Eingangssignal kontinuierlich mit hoher und niedriger Verstärkung messen. Dadurch ist die vollständige Abdeckung des potentiellen Messbereichs des Sensors gewährleistet, und das Clipping des Signals wird verhindert.

Mit der DualCoreADC®-Technologie von Dewesoft werden ein Signal-Rausch-Verhältnis von mehr als 130 dB und ein Dynamikbereich über 160 dB erreicht. Das ist 20 mal besser als bei 24-Bit-Systemen, bei 20-mal geringerem Rauschen.

Aliasing

Aliasing ist ein Effekt, der verschiedene Signale bei zeitlicher Abtastung ununterscheidbar macht. Es bezieht sich auch auf den Unterschied zwischen einem aus Samples rekonstruierten und dem ursprünglichen kontinuierlichen Signal, wenn die Auflösung zu gering ist.

Wenn Ihre Spannung z. B. eine 10-kHz-Sinuswelle ist, Sie aber nur ein Sample pro Sekunde nehmen, bekommen Sie natürlich ein falsches Aufzeichnungsresultat. 

Zwischen jeder einzelnen Abtastung werden 10 000 Sinuswellen verpasst, und das erhaltene „Signal“ hat zwar eine Wellenform, ist jedoch nur ein „Alias“ des tatsächlichen Signals. Das Resultat sieht zwar wie ein Signal aus, hat aber eben nichts mehr mit der Realität zu tun.

Die schnelle Sigma-Delta-ADC-Technologie von Dewesoft mit Anti-Aliasing-Filter ist der bestmögliche Ansatz zur Vermeidung von Aliasing.

Datenlogger für höhere Spannungen

Die Dewesoft-Datenlogger für höhere Spannungen werden zur direkten Messung und Überwachung von Signalen mit höherer Spannung  eingesetzt.

Unsere Signalkonditionierung und unsere Messverstärker für höhere Spannungen können Spannungen direkt bis zu ±2000 V in der Messkategorie CAT III 600 V und CAT II 1000 V Isolationsspannung messen.

Spannungs-Aufzeichnung in rauen Umgebungen

Dewesoft bietet ein Sortiment an robusten Spannungs-Datenloggern für die Datenaufzeichnung in extremen und rauen Umgebungen an.

KRYPTON und SIRIUS waterproof sind zwei Produktlinien mit Wechsel- und Gleichspannungs-Datenloggern, die wasserdicht, schockbeständig und staubdicht sind. Die Logger beider Produktlinien bieten Schutzart IP67 und können im Temperaturbereich zwischen -40 °C und +85  °C betrieben werden.

Hier finden Sie die technischen Daten zu den Verstärkern der
KRYPTON-Serie und der SIRIUS-waterproof Serie

Aufzeichnungs- und Signalverarbeitungs-Software inbegriffen

Die preisgekrönte Datenerfassungssoftware DewesoftX  mit ihrer intuitiven und einfach zu handhabenden Benutzeroberfläche ist im Lieferumfang aller Spannungs-Datenlogger enthalten. 

Sie bietet standardmäßig verschiedene Speicher-, Trigger- und Alarmoptionen, und die Möglichkeiten zur Definition mathematischer Kanäle (Formeln, Statistiken, Filter u. v. a.) sind praktisch unbegrenzt. Zur Datenvisualisierung stehen mehrere vorgefertigte visuelle Anzeigen (Rekorder, digitale Anzeigen, analoge Anzeigen und Tabellen) zur Verfügung. 

DewesoftX umfasst zudem Tools zur Berichterstellung und zum Datenexport, die die Erstellung von Berichten im PDF- oder Word-Format und den Export von Daten in verschiedene Standardformate zur weiteren Analyse ermöglichen.

Permanente Spannungs-Überwachung

Für die langfristige oder permanente Spannungsüberwachung bietet Dewesoft Spannungs-Datenlogger an, die die Möglichkeit bieten, Daten über das unterstützte OPC-UA-Protokoll in einer lokalen oder Cloud-Zeitreihendatenbank zu speichern.

Das Historian-Datenbanksoftwarepaket bietet eine Zeitreihendatenbank für die dauerhafte Datenspeicherung. Die Datenbank kann sich entweder auf einem lokalen Medium, auf einem Remote-Server oder in der Cloud befinden. Diese Lösung basiert auf dem Open-Source-Projekt InfluxDB-Zeitreihendatenbank.  

Historian bietet verschiedene nützliche Funktionen für historische Daten:

• Rohdaten und reduzierte Daten: Rohdaten werden zur eingehenden Analyse immer auf der Messeinheit gespeichert, während Historian die reduzierten Daten dauerhaft in die Cloud-Datenbank überträgt.

• Datensicherheit und erneute Übertragung: Bei einer Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Logger und der Datenbank werden die Daten sicher lokal auf der Messeinheit gespeichert und neu an die Datenbank übertragen, sobald die Verbindung wieder hergestellt ist.

• Trending und Analyse: Historische Daten können zur Trendermittlung sowie zur nachträglichen eingehenden Analyse und Ursachenermittlung jederzeit aus der Historian-Datenbank abgerufen und geladen werden.

• Web-Client: Die Web-Client-Schnittstelle ist von jedem Webbrowser aus zugänglich und stellt eine plattformübergreifende und mobilitätskompatible Lösung dar. Sie bietet einen guten Überblick über die wichtigsten Daten und ihre zeitliche Entwicklung.

• Alarm- und Warnstufen: Alarme und Warnungen können auf jeder Anzeige eingestellt und mit E-Mail- oder SMS-Benachrichtigungen verknüpft werden.