Messdatenverarbeitung

imc EOS – High-Speed-Datenerfassung, präzise und synchron

imc EOS – High-Speed-Datenerfassung, präzise und synchron

imc EOS – High-Speed-Datenerfassung, präzise und synchron

imc EOS – High-Speed-Datenerfassung, präzise und synchron

IMC EOS – präzise und synchronisierte Untersuchung von High-Speed-Messdaten.

Der technologische Fortschritt verschiebt die Grenze der Abtastraten, die Messtechnik erfassen soll, immer weiter nach oben. Bei elektronischen Zünd- und Einspritzsystemen, piezoelektrischen Aktuatoren, ECU-gesteuerten Schaltvorgängen, hochfrequenten Vibrationen und nicht zuletzt den vielen neuen Komponenten und Antrieben des E-Mobility-Bereichs, stehen wir vor der Herausforderung, zunehmend hochdynamische Prozesse und Signale zu untersuchen. Diese gehen über die Abtastraten klassischer mechatronischer Messsysteme hinaus.

Hier kommt häufig ein klassisches Oszilloskop zum Einsatz, das jedoch in seinen Anwendungsmöglichkeiten eingeschränkt ist. Weder lässt sich hier die physikalische Sensorik direkt anschließen, noch besteht die Möglichkeit, diese schnellen Signale im Kontext eines allgemeinen vielkanaligen Messsystems zu integrieren. Dies ist aber nötig, um diese dynamischen Signale gemeinsam mit den klassischen Signalen mittlerer Bandbreite zu korrelieren und das zu untersuchende System in seiner Gesamtheit zu analysieren.

Diese Lücke schließt das imc EOS Messgerät (Abb. 1), das auf Kompaktheit, Präzision und maximale Flexibilität bei der Erfassung hochdynamischer Signale setzt. imc EOS lässt sich sehr einfach erweitern und gemeinsam mit weiteren imc-Systemen ein integriertes Testsystem realisieren, das die Kluft zwischen „langsamer“ und „schneller“ Messtechnik schließt.

Das 4-kanalige Gerät bietet individuell isolierte Messverstärker, die neben Spannungssignalen den direkten Anschluss von IEPE/ICP-Sensoren erlauben und auch Präzisions-Stromwandler unterstützen. Die Digitalisierung erfolgt mit 24 Bit bei max. 4 MHz, die als Summenrate zur Verfügung stehen (4 x 1 MHz) oder auch für einen einzelnen Kanal ausgeschöpft werden können, der dann bis zu 1.8 MHz analoge Bandbreite erreicht. Der Signalanschluss kann sowohl über BNC als auch mit LEMO-Steckern erfolgen, wie sie in der Messtechnik gebräuchlich sind. Mit der optionale Sensorversorgung ist das Gerät prädestiniert für IEPE-basierte Beschleunigungsaufnehmer, Mikrofone und dynamische Kraftsensoren. Mit Präzisions-Stromwandlern, die über eine weitere Versorgungseinheit angekoppelt werden können sowie den bis zu ±60 V direkt messbaren Spannungsbereichen kann auch unmittelbar elektrische Leistung erfasst werden.

Das macht imc EOS zu einer attraktiven Lösung für Messungen im Bereich der Elektromobilität wie Hybridfahrzeugen, E-Scootern, E-Bikes und anderen elektrischen Fahrmotoren und Energieversorgungssystemen. Die Anwendungsszenarien beschränken sich dabei nicht auf stationäre Prüfstands-Umgebungen, sondern sind ebenso für mobile Fahrversuche denkbar. Neben dem Automotive-Bereich sind Test-Ingenieure in vielen anderen Industrien und Applikationsfeldern mit der Herausforderung konfrontiert, hochdynamische Signale mit verschiedensten Sensorinformationen mittlerer Bandbreite synchron zu erfassen.

Die Untersuchung von Explosionen, ballistischen Versuchen, Zündvorgängen oder Crashs, ob im zivilen, militärischen, bautechnischen Umfeld sowie Materialprüfungen mit Crash-, Fall-, Riss- und Kompressionsversuchen oder in der Werkzeugmaschinenentwicklung Umformprozesse wie Crimpen, Biegen, Fügen, Stanzn oder Schneiden - all diese Anwendungsfelder involvieren hochdynamische Signale und Sensoren, die exakt, synchron und mit sehr schnellen Abtastraten erfasst werden müssen. Neben einer präzisen Synchronisierung im ns-Bereich ist dabei auch eine intelligente und sichere Trigger-Funktionalität wichtig. So wird erreicht, dass repetierende Vorgänge unmittelbar korreliert und „übereinandergelegt“ werden können, wie man das von einem Scope gewohnt ist. Außerdem können mittels einstellbarer Pre- und Post-Triggerintervalle die hochaufgelösten und damit speicherintensiven Datenmengen auf die relevanten Bereiche des Prozesses beschränkt werden.

Gegenüber einer Stand-Alone-Lösung bietet imc EOS den Vorteil, dass sich das Gesamtsystem flexibel erweitern lässt, wenn viele schnelle Messkanäle benötigt werden. Dann können mehrere imc EOS-Geräte kaskadiert und via Ethernet vernetzt werden. In gleicher Weise lassen sich auch alle anderen Messsysteme aus dem imc Programm mit imc EOS gemeinsam betreiben. Alle „Familienmitglieder“ der bewährten Geräte-Plattform wie imc Cronos, Spartan, imc C-Serie oder imc Busdaq sind im Verbund synchron und vernetzt einsetzbar. So können alle Signal- und Kanaltypen, vom klassischen DMS über Feld- und Fahrzeugbusse (CAN-FD, XCPoE, ARINC etc.) bis hin zu Telemetriesystemen gemeinsam in der Messtechniksoftware imc Studio synchron und uniform zusammengeführt werden. Darüber hinaus ist damit dann auch eine Live-Signalanalyse mit imc Inline FAMOS möglich.

Diese Flexibilität in der Systemzusammenstellung ist dadurch erleichtert, dass das Gehäuse von imc EOS zum Messsystem imc Cronosflex mechanisch kompatibel ist. imc EOS lässt sich mit Komplett-Geräten und Zubehör aus der imc Cronosflex Serie über den bewährten werkzeuglosen Klick-Verschluss zu Blöcken kombinieren. So steht beispielsweise ein ebenfalls anklickbarer 5-Port GBit-Netzwerkswitch (imc NET-Switch) zur Verfügung, der die synchrone Vernetzung der Systeme unterstützt. So ist auch die Erweiterung eines bestehenden imc Messdatenerfassungssystems, wie beispielsweise in einem Komponentenprüfstand, im Labor oder einem mobilen Test, um zusätzliche High-Speed-Kanäle sehr einfach möglich.

Im Betrieb lassen sich die von imc EOS aufgenommenen Daten sowohl zum PC streamen, zur Darstellung und/oder Analyse, zwecks Archivierung direkt auf einem Netzlaufwerk (NAS) ablegen oder aber unmittelbar auf Onboard-Flash Speicher (bis 1 TB) sichern. Diese interne Speicher-Option vermeidet eine Abhängigkeit von sicheren und breitbandigen Transfer-Kapazitäten am Netzwerk und erlaubt auch einen PC-losen autarken Betrieb des Geräts.

Von Martin Riedel, imc Test & Measurement

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