Messverstärker

Besondere Sensoren erfordern besondere Messverstärker. Der Anschluss einer Nuton Kraftmessplatte mit integriertem Störgrößensensor erfordert beispielsweise die simultane Erfassung von bis zu 40 DMS-Messstellen und 10 Temperaturfühlern.

Das vordringlichste Ziel unserer Messverstärker ist eine überragende Auflösung. So wollen wir mit unseren Messverstärken für jede DMS-Messstelle eine Auflösung des Messbereichs von mindestens ± 20.000 Digits bei einer Ausgabedatenrate von 8 KHz erreichen. Das bedeutet beispielsweise für einem Messbereich von ± 2.000 N eine Auflösung von mindestens 0,1 N bei der höchsten Ausgabefrequenz. Durch die Abtastung mehrerer redundanter DMS-Messstellen in den Nuton Sensoren können wir die effektive Auflösung in Bezug auf eine Kraftkomponente Fx, Fy oder Fz noch einmal um ein Mehrfaches erhöhen.

Dazu besitzt unser Messverstärker für jeden einzelnen Kanal einen High-End-Analogverstärker. Die analogen Signale der Einzelkanäle werden intern mit bis zu 16 MHz digital gesampelt und in einer schnellen Mehrkern-CPU in Anwendung effektiver digitaler Filter in Echtzeit zu den Ausgabemesswerten verrechnet. Die Ausgabefrequenz des Messverstärkers ist zwischen 10 Hz und 8.000 Hz einstellbar. Da sich die interne Samplingrate nicht ändert, bedeutet eine niedrigere Ausgabefrequenz, dass mehr Einzelmesswerte zu einem Ausgabemesswert verrechnet werden. Somit führt eine niedrigere Ausgabefrequenz zu zeitlich weniger detaillierten Messwerten, dafür aber zu einer höheren Auflösung und einem geringeren Speicherbedarf. Bei der Auflösung gilt dabei ungefähr die Faustregel: Die doppelte Auflösung wird bei einem Viertel der Ausgabefrequenz erzielt. So erreichen wir bei einer Ausgabefrequenz von 100 Hz gegenüber der maximalen Ausgabefrequenz von 8 KHz bereits eine fast 10fach bessere Auflösung.

Unsere digitalen Messverstärker geben die vorverarbeiteten Daten über USB oder die echtzeitfähige EtherCat-Schnittstelle an die nachgeschaltete Auswerteeinheit oder die Maschinensteuerung weiter. Die Ausgabe über EtherCat ermöglicht die gleichzeitige Erfassung anderer zeitkritischer Messwerte, insbesondere aus den Linearmaßstäben und den Drehgebern der Werkzeugmaschine. Vergleiche auch Positionsdatenerfassung

Eine weitere Besonderheit unserer Messverstärker ist es, die Speisespannung der DMS-Messkanäle zwischen 5 V, 10 V oder 15V frei zu wählen. Diese Möglichkeit wirkt wie ein Zoom, wobei eine kleine Speisespannung dabei einen großen Messbereich mit einer geringeren Empfindlichkeit bietet, während eine große Speisespannung einen eingeschränkten Messbereich mit einer hohen Empfindlichkeit bietet. Dabei gilt prinzipiell: Doppelte Speisespannung = doppelte Empfindlichkeit und halber Messbereich. Zu beachten ist dabei, dass eine höhere Speisespannung zu einer längeren thermischen Einschwingzeit des Sensors führt. Die empfohlene Speisespannung beträgt bei unseren Sensoren üblicherweise 10 V. Die Konfiguration der Messverstärker erfolgt über unsere Software Nuton Vision

Neben der Erfassung der Messdaten unterstützen Nuton Messverstärker die digitale Schnittstelle unserer Sensoren und sind damit in der Lage den Sensor automatisch zu identifizieren und zu konfigurieren.

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