Регистраторы данных и запись напряжения

Dewesoft предлагает гибкие регистраторы данных напряжения для записи напряжения в любой среде и при любой конфигурации. Входной диапазон составляет от милливольт до высокого напряжения с высокой гальванической развязкой. В комплект входит премиальное программное обеспечение для сбора данных DewesoftX. 

Напряжение
Напряжение
Ток
Ток
Сопротивление
Сопротивление
IEPE XXX
IEPE XXX
Заряд
Заряд
Четвертьмост
Четвертьмост
Полумост
Полумост
Полный мост
Полный мост
LVDT
LVDT
Тензодатчики
Тензодатчики
Звук
Звук
Видео
Видео
Высокоскоростное видео
Высокоскоростное видео
EtherCAT
EtherCAT
Ethernet
Ethernet
USB 2.0
USB 2.0
USB 3.0
USB 3.0
Шина CAN
Шина CAN
XCP/CCP
XCP/CCP

Основные характеристики

  • РЕГИСТРАТОРЫ ДАННЫХ ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА. Запись напряжения переменного и постоянного тока.
  • МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ВХОД НАПРЯЖЕНИЯ. Оборудование доступно в одноканальной или многоканальной конфигурации. Запись нескольких сотен или даже тысяч каналов напряжения — больше не проблема.
  • USB, ETHERNET, ETHERCAT ИЛИ АВТОНОМНАЯ РАБОТА. Возможность подключения к любому главному компьютеру через стандартные интерфейсы USB или Ethernet, а также работа в качестве ведомых устройств EtherCAT, подключенных к любому ведущему устройству EtherCAT сторонних производителей. Также доступна автономная работа регистраторов напряжения с питанием от батареи. 
  • ВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЙ, СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ IP67. Полностью защищённый и водонепроницаемый, готов к работе в экстремальных условиях.
  • ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ. Возможность расширения за счет других источников данных и датчиков, таких как датчики вибрации (IEPE), напряжения, заряда, тока, тензодатчики, датчики LVDT, шина CAN, видео, GPS, XCP и т. д.
  • ИДЕАЛЬНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ. Идеальная синхронизация между входными каналами напряжения, даже в сочетании с другими датчиками и источниками данных.
  • НЕОБРАБОТАННЫЕ И СЖАТЫЕ ДАННЫЕ. Необработанные данные всегда хранятся на измерительном приборе для последующего анализа. Сжатые данные могут храниться в локальной, удаленной или облачной базе данных.
  • ДОЛГОСРОЧНЫЙ МОНИТОРИНГ НАПРЯЖЕНИЯ. Хранение данных в локальных, удаленных или облачных базах данных Historian. Веб-клиент легко доступен и позволяет просматривать данные в реальном времени. Возможна интеграция в системы SCADA, CMMS или ERP через стандартный протокол OPC UA.
  • ТЕНДЕНЦИИ И АНАЛИТИКА. Архивные данные можно в любой момент загрузить из базы Historian и использовать для определения тенденций, глубокого анализа и выявления основных причин неисправностей.
  • ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ЗАПИСИ ДАННЫХ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В КОМПЛЕКТЕ. В комплект входит бесплатное премиальное программное обеспечение DewesoftX для записи, визуализации, анализа данных и составления отчетов. DewesoftX предлагает пожизненные бесплатные обновления и поддержку.

Регистрация и запись данных напряжения

Напряжение — это один из наиболее часто регистрируемых сигналов. Оно имеет две основные формы: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). Кроме того, иногда вам нужно измерить как очень малые напряжения, то есть в диапазоне микровольт, так и очень большие, вплоть до тысяч вольт. 

Регистраторы напряжения Dewesoft могут адаптироваться к любым измерениям напряжения. Давление, крутящий момент, нагрузка, сила — датчики преобразуют эти механические свойства в напряжение, а наши регистраторы данных записывают необходимую информацию. При этом вы можете использовать один или несколько каналов, а также быструю или медленную частоту дискретизации согласно требованиям ваших измерений.

Для преобразования столь различных уровней сигнала в нормализованный выходной сигнал с возможностью оцифровки необходим предусилитель напряжения с несколькими входными диапазонами. Иногда очень маленькое напряжение накладывается на большое смещение постоянного тока, и с этой проблемой сталкиваются многие измерительные системы.

Регистрация и запись данных напряжения

Что такое напряжение?

Напряжение — это разница электрических потенциалов между двумя точками, иногда ее также называют натяжением или давлением из-за аналогии между водой и электричеством. 

Напряжение переменного тока и напряжение постоянного тока

В зависимости от тока напряжение может быть переменным или постоянным. В системах постоянного тока ток однонаправлен — он никогда не меняет направление, то есть свою полярность.

В системах переменного тока ток постоянно меняет направление — он пересекает 0 В в положительном направлении, после чего меняет направление и снова пересекает 0 В уже в отрицательном направлении. Постоянное и переменное напряжение (и ток) представлены на рисунке.

Что такое напряжение?

Типы напряжения

Существует несколько различных измерений напряжения, например амплитудное, размах, среднее, среднеквадратичное, а также напряжение переменного и постоянного тока. Разницу между ними можно увидеть на изображении.

Среднее напряжение — это среднее значение за определенный период времени. Среднее значение напряжения чистых синусоидальных сигналов равно нулю.

Среднеквадратичное напряжение — это квадратный корень среднего арифметического значения квадрата, определяющего непрерывную форму сигнала. Чаще всего среднеквадратичное напряжение используется для определения значения переменного тока в заданной точке. При активной нагрузке такое напряжение производит такое же количество энергии, как и напряжение постоянного тока.

Амплитудное напряжение соответствует максимальному значению напряжения за определённый отрезок времени. В листах технических данных указывается амплитудное напряжение или напряжение постоянного тока входа, значения которых равноценны. Для вычисления среднеквадратичного значения синусоид амплитудное значение необходимо разделить на квадратный корень из двух.

Размах напряжения — это разница между положительной и отрицательной амплитудами за определённый период времени.

Коэффициент амплитуды — это максимальная амплитуда, разделённая на среднеквадратичное значение сигнала.

Типы напряжения

Измерение напряжения системами Dewesoft

На снимке экрана показана типичная настройка высоковольтного усилителя SIRIUS HV в программном обеспечении DewesoftX. На снимке экрана видно, что окно настройки канала напряжения разделено на две части:

  • Настройка усилителя. Левая часть экрана предназначена для настроек усилителя. Сверху расположены непосредственно сами настройки, а снизу доступен предварительный просмотр входного сигнала в реальном времени.
  • Настройка датчика. В правой части экрана отображается настройка датчика, показывающая измеряемую величину, преобразование единиц измерения, масштабирование и т. д.


На снимке экрана синусоида имеет среднеквадратичное значение 224,924 В и размах напряжения ±309,XXX В. В этом случае напряжение подается непосредственно на высоковольтный усилитель. Датчик или преобразователь не задействованы, поэтому масштабирование не требуется (см. нижний правый угол экрана). При использовании преобразователя очень высокого напряжения, который, например, делит сигнал на 1000, можно ввести этот коэффициент, чтобы отобразить фактическое напряжение.

Подробнее об измерении переменного и постоянного напряжения:

Измерение напряжения системами Dewesoft

Перегрузка/перемодуляция сигнала

Если уровни сигналов выше ожидаемых, они обрезаются АЦП (аналого-цифровым преобразователем). Это приводит к неправильным измерениям, поэтому требуется повторное испытание.

Однако уникальная технология DualCoreADC® от Dewesoft устраняет эту проблему. На каждом усилителе канала есть два АЦП, которые постоянно измеряют сигналы с высоким и низким уровнем. Это обеспечивает полный диапазон измерения датчика и предотвращает обрезку сигнала.

Технология DualCoreADC® от Dewesoft обеспечивает соотношение сигнал/шум более 130 дБ и динамический диапазон более 160 дБ. Это в 20 раз больше, чем у 24-битных систем. Иными словами, вы получаете в 20 раз меньше шума.

Перегрузка/перемодуляция сигнала

Гальваническая развязка — проблемы шумов и синфазных помех

Нежелательные преобразования или помехи («шум») в сигналах — частая проблема при проведении измерений. Шум возникает по разным причинам, например, из-за близкого расположения к другим устройствам, создающим электрические поля, или неисправностей с проводкой.

Изолированные входы Dewesoft предотвращают появление шумов и помех сигнала. Они имеют высокую гальваническую развязку канал-канал и канал-земля, включая возбуждение датчика и другие линии, что исключает шум в сигнальной цепи.

Высокая развязка также позволяет измерять потенциалы высокого напряжения или синфазные напряжения, когда меньший сигнал накладывается на большое смещение постоянного тока.

Гальваническая развязка — проблемы шумов и синфазных помех

Искажение сигналов

Искажение — это эффект, из-за которого различные сигналы невозможно распознать при дискретизации во времени. Это также относится к разнице между сигналом, восстановленным из выборок, и исходным непрерывным сигналом при слишком низком разрешении.

Если, например, ваше напряжение представляет собой синусоидальную волну 10 кГц, но вы просто берете одну выборку каждую секунду, тогда, очевидно, полученная запись будет неправильной. 

Между двумя соседними выборками пройдет 10 000 синусоидальных волн. Полученный «сигнал» будет иметь форму волны, но будет совершенно неправильным — вы получите «искажение» фактического сигнала. То, что выглядит как сигнал, на самом деле будет представлять собой неправильные данные.

Технология быстрого сигма-дельта АЦП от Dewesoft — это лучший способ предотвратить искажение.

Подробнее об искажении.

Искажение сигналов

Использование регистраторов данных напряжения

Компания Dewesoft предлагает различные регистраторы данных напряжения с разными входными диапазонами, что позволяет использовать их для любой записи напряжения:

  • Промышленное применение и управление в реальном времени
  • Запись напряжения в неблагоприятных условиях окружающей среды
  • Запись высокого напряжения
  • Регистрация напряжения с большим количеством каналов
  • Анализ электроэнергии
  • Анализатор качества электроэнергии


Регистраторы данных высокого напряжения

Регистраторы данных высокого напряжения Dewesoft используются для прямого измерения и мониторинга сигналов высокого напряжения.

Наши усилители и преобразователи сигналов высокого напряжения могут измерять прямое линейное напряжение до ±2000 В с классом защиты КАТ III 600 В и КАТ II 1000 В.

Регистраторы данных высокого напряжения

Регистраторы напряжения — автономные или подключенные к главному компьютеру

Наши устройства сбора данных напряжения можно настроить для работы в полностью автономном режиме и даже с питанием от внутренней батареи. Эти системы сбора данных включают в себя встроенный преобразователь сигналов, хранилище данных, компьютер для обработки данных, дополнительный ЖК-дисплей и дополнительный встроенный источник питания от литий-ионной батареи. 

С другой стороны, регистраторы напряжения можно подключить к любому главному компьютеру или ведущему устройству EtherCAT стороннего производителя через один из стандартных интерфейсов для передачи данных:

  • USB. Модуль преобразования сигнала напрямую подключается к компьютеру или ноутбуку через стандартный интерфейс USB для передачи данных. Наши новые регистраторы данных, такие как SIRIUS XHS, используют соединение USB-C, в то время как стандартные регистраторы подключаются через USB 2.0.
  • Ethernet. Модуль преобразования сигнала напрямую подключается к ПК или ноутбуку через стандартный интерфейс Ethernet с помощью разъемов RJ45.
  • EtherCAT. Наши модули преобразования сигнала напряжения EtherCAT можно подключить к любому ведущему устройству EtherCAT сторонних производителей, например, LabView, Beckoff Twincat, Clemessy Syclone, MTS TestSuite и т. д.
  • XCP. Мы также предлагаем регистраторы напряжения XCP, которые могут записывать напряжение или отправлять данные рекордера по протоколу XCP.
  • CAN. Мы также предлагаем регистраторы напряжения CAN которые могут записывать напряжение или отправлять данные рекордера по протоколу шины CAN.
Регистраторы напряжения — автономные или подключенные к главному компьютеру

Запись напряжения в неблагоприятных условиях окружающей среды

Dewesoft предлагает ряд защищённых регистраторов напряжения для записи данных в экстремальных и неблагоприятных условиях.

KRYPTON и SIRIUS Waterproof — две продуктовые линейки, которые предлагают регистраторы данных переменного и постоянного тока. Корпус этих приборов является водо- и пыленепроницаемым, а также устойчивым к ударам. Регистраторы имеют степень защиты от условий окружающей среды IP67 и могут работать в диапазоне температур от -40 °C до +85 °C.

См. технические характеристики усилителя KRYPTON.

См. технические характеристики усилителя SIRIUS Waterproof.

    Запись напряжения в неблагоприятных условиях окружающей среды

    Одноканальные или многоканальные регистраторы напряжения переменного и постоянного тока

    Dewesoft поставляет как одноканальные, так и многоканальные системы регистрации напряжения. Модульная конструкция и высокая пропускная способность систем позволяют одновременно регистрировать сотни или даже тысячи каналов переменного или постоянного напряжения. 

    Системы могут включать любое количество входных каналов для любого типа измерений напряжения. Благодаря модульной конструкции количество входных каналов можно менять в зависимости от применения системы. 

    При добавлении дополнительных модулей входа напряжения не требуется дополнительных дорогостоящих обновлений программного обеспечения или прочих затрат. Для расширения системы просто добавьте необходимые модули HW.

    Одноканальные или многоканальные регистраторы напряжения переменного и постоянного тока

    ПО для записи данных и обработки сигналов в комплекте

    Премиальное программное обеспечение для сбора данных DewesoftX с интуитивно понятным и простым в использовании интерфейсом входит в комплект поставки регистраторов данных напряжения. 

    По умолчанию доступны несколько опций сохранения, триггеров и сигнализации, а также неограниченное определение математических каналов, таких как формулы, статистика, фильтры и многие другие. Для визуализации данных теперь доступно еще больше встроенных дисплеев — рекордеры, цифровые дисплеи, аналоговые дисплеи и таблицы. 

    DewesoftX также предлагает встроенные инструменты для формирования отчетов и экспорта данных, позволяющие создавать отчеты в форматах PDF и Word и экспортировать данные в несколько стандартных форматов данных для дальнейшего анализа.

    ПО для записи данных и обработки сигналов в комплекте

    Опции сохранения данных и триггеров

    Стратегии сохранения играют значимую роль в работе системы. Dewesoft предлагает четыре типа сохранения данных:

    • Всегда быстрое
    • Всегда медленное
    • Быстрое по триггеру
    • Быстрое по триггеру, иначе медленное 

    Можно настроить опции статической или пониженной частоты дискретизации.

    Программное обеспечение для записи данных позволяет настроить неограниченное количество триггеров запуска и остановки. Время до и после срабатывания триггера можно задать вплоть до миллисекунд — это определит продолжительность сохранения данных до возникновения события-триггера. До этого момента регистратор будет хранить данные в буфере, и только после срабатывания триггера сохранит их в файле.

    Подробнее

    • Учебный онлайн-курс PRO по опциям сохранения данных в DewesoftX
    • Онлайн-руководство по опциям сохранения данных в DewesoftX
    Опции сохранения данных и триггеров

    Долгосрочный и постоянный мониторинг напряжения

    Для долгосрочного или постоянного мониторинга напряжения Dewesoft предлагает регистраторы с возможностью сохранения данных в локальной или облачной базе данных временных рядов с поддержкой протокола OPC UA.

    Пакет программного обеспечения Historian предоставляет базу данных временных рядов для долгосрочного хранения данных. Базу данных можно разместить локально, на удалённом сервере или в облаке. Решение основано на проекте базы данных временных рядов InfluxDB с открытым исходным кодом.  

    Historian предоставляет ряд полезных функций для архивных данных:

    • Необработанные и сжатые данные. Необработанные данные всегда сохраняются на измерительном приборе для последующего анализа. Долгосрочные сжатые данные Historian сохраняет в облачной базе данных.
    • Ретрансляция и безопасность данных. При потере соединения между регистратором и базой данных данные будут сохранены локально на измерительном устройстве, а после возобновления подключения переданы в базу данных.
    • Тенденции и аналитика. Архивные данные можно в любой момент загрузить из базы Historian и использовать для определения тенденций, глубокого анализа и выявления основных причин неисправностей.
    • Веб-клиент. Веб-клиент можно открыть в любом браузере, что делает решение кроссплатформенным и доступным с мобильного устройства. Оператор получает обзор наиболее важных данных, а также информацию об их изменении с течением времени.
    • Уровни оповещений и сигнализации. Уровни оповещений и сигнализации можно задать для каждого экрана, а также привязать их к уведомлениям, отправляемым через электронную почту или по SMS.
    Долгосрочный и постоянный мониторинг напряжения

    Ресурсы для измерения напряжения

    Онлайн-ресурсы для обучения:

    • Измерение напряжения переменного и постоянного тока
    • Измерение и анализ электроэнергии
    • Анализатор качества электроэнергии


    Статьи.


    Ресурсы для измерения напряжения

    Вопросы и ответы

    Что такое напряжение?

    Напряжение — это разница электрических потенциалов между двумя точками, иногда ее также называют натяжением или давлением из-за аналогии между водой и электричеством. 

    Как измеряется напряжение?

    Прибор для измерения напряжения называется вольтметром. Напряжение также известно как разность потенциалов между двумя точками, поэтому вольтметр всегда подключается параллельно цепи. Для того чтобы воздействие на контур было минимальным, входное полное сопротивление вольтметра должно быть очень высоким (обычно 10 МОм).

    Какие типы усилителей напряжения существуют?

    Существует три основных типа усилителей сбора данных:

    • Однотактные усилители. Однотактные усилители просты в использовании, но у них есть два основных недостатка: нежелательные петли заземления и отсутствие изоляции.
    • Дифференциальные усилители. Наиболее распространенным типом являются дифференциальные усилители, которые усиливает разность напряжений между двумя входами.
    • Изолированные усилители. Изолированные усилители изолированы от корпуса и основной платы измерительного устройства, что обеспечивает безопасную и надежную работу.

    Для чего используются изолированные усилители напряжения?

    Изолированные усилители не имеют недостатков однотактных и дифференциальных усилителей: они не зависят от петель заземления, синфазного напряжения, коротких замыканий и других факторов. Такие модули изолированы от корпуса и основной платы измерительного прибора. При высоком напряжении изоляции система работает бесперебойно даже в случае скачков напряжения, неисправностей и т.д.

    Есть ли разница при измерении высокого и низкого напряжения?

    Да, есть. Если мы измеряем напряжения в диапазоне, который соответствует АЦП, измерение будет довольно простым. Но при измерении очень малых напряжений в диапазоне микровольт (мкВ) или очень высоких напряжений до нескольких киловольт (кВ) для подготовки сигнала к аналого-цифровому преобразованию необходим усилитель.

    Опасно ли измерение напряжения?

    Если измерения напряжения до 1 кВ относительно просты, то при измерении напряжений более 1600 В постоянного тока процесс значительно усложняется. В этом случае вам необходимы датчики/делители напряжения или преобразователи напряжения, поскольку они регулируют и снижают сигнал до уровня, соответствующего усилителю. Такие измерения могут быть опасны, поэтому следует соблюдать особую осторожность.

    Включают ли регистраторы напряжения Dewesoft программное обеспечение?

    Бесплатное программное обеспечение для сбора данных Dewesoft X входит в комплект всех регистраторов напряжения Dewesoft. Программное обеспечение интуитивно понятно и просто в использовании. ПО предлагает расширенные возможности сохранения, триггеров и сигнализации, а также несколько виджетов для визуализации данных и обширную библиотеку математических функций для их анализа.

    В дальнейшем данные можно распечатать с помощью встроенных инструментов для формирования отчетов или экспортировать в несколько стандартных форматов файлов, таких как CSV, Excel, Matlab, FlexPro, Diadem, UNV и т. д.

    Связанные продукты

    Заказ

    Спасибо за обращение! Наши эксперты свяжутся с вами в самое ближайшее время.