Was ist ein Analog-Digital Wandler?
Ohne den Analog-Digital Wandler würden unsere Kommunikationsgeräte und damit unsere vernetzte Welt nicht funktionieren. Als elementares Bauelement versteckt er sich beispielsweise in Mobiltelefonen, Digitalkameras oder digitalen Mikrofonen. Er übersetzt für uns analoge Signale, wie zum Beispiel Töne, in digitale Daten zur weiteren Verarbeitung und Übertragung. In der Industrie und Forschung bildet der Analog-Digital Wandler die Grundlage zur Digitalisierung, weil er hier analoge Messwerte in digitale Datenströme umwandelt. Die Umwandlung dieser analogen (umweltbedingten, physischen) Phänomene in digitale Formate sollte so präzise wie möglich erfolgen. Im Technik-Jargon wird auch die Abkürzung ADU oder A/D-Wandler sowie die englische Variante ADC (analog-to-digital converter) verwendet. Sein Gegenstück ist der Digital-Analog Wandler, der Digitaldaten in analoge Signale umwandelt. Ein Beispiel dafür ist die Umwandlung der Musikdaten im CD-Player in vernehmbare Töne.
Digitalisierung von Messwerten in der Industrie
Durch differentielle und galvanisch getrennte Analog-Eingänge an den Mess- und Prüfgeräten gewährleistet Delphin präzise, unverfälschte Messungen in der Industrie. In jedem DAQ-Produkt der Delphin Messtechnik ist ein Analog-Digital Wandler verbaut, sodass Nutzer auf zusätzliche Messwandler verzichten können. Die Anwendungspalette ist groß. Im Maschinenbau beispielsweise herrschen hohe Anforderungen für hochkomplexe Anlagen und Steuerungen. Die Fertigungsprozesse müssen mithilfe von Sensoren ständig überwacht und optimiert werden. Die individuell anpassbare und präzise Delphin Messtechnik kann die Effizienz ganzer Fertigungslinien optimieren. Mithilfe des Analog-Digital-Wandlers erfolgt die Störungsanalyse bei auffälligen Daten innerhalb kürzester Zeit. Messwerte wie Temperaturen, Schwingungsgrade und Druckverhältnisse setzt der A/D-Wandler in der Produktion auch für die Prozessablaufsteuerung oder die Arbeitssicherheit um.
Prüfstände digitalisieren
Bei der messtechnischen Ausrüstung von Prüfständen kommt der Analog-Digital-Wandler ebenfalls zum Einsatz. Die messtechnische Prüfung von Produkten und Geräteleistungen mithilfe der Delphin Messtechnik erstreckt sich über zahlreiche Branchen. Elektriker*innen prüfen mit ihr in Privathaushalten Heizgeräte, Heizungsanlagen und Haushaltsgeräte auf Sicherheit, Energieeffizienz und Qualität. Bei der Entwicklungs- und Serienprüfung von Antriebsmotoren erfolgt die Messung von Temperaturen, Druckwerte, Drehzahlen, elektrische Größen und Drehmomente zeitsynchron. Auch bei der Prüfung von elektrischen Energiespeichern, Batterien und Akkus laufen mehrere Prozesse unabhängig voneinander. Die analogen Ergebnisse der Pumpenprüfstände von Kleinstdosierpumpen, Vakuum- oder Großpumpen wandelt der Analog-Digital Wandler zuverlässig in verwertbare Datenbestände um. Die Messtechnik von Delphin Technology wird wegen ihrer Präzision zudem gerne bei Ventilprüfständen von Druck, Durchfluss und Leckagen eingesetzt.
Prozess-Monitoring analysieren können
Durch den Einsatz des Analog-Digital-Wandlers bei der Messtechnik von Delphin Technology können die analogen Ergebnisse eines Prozess-Monitorings digital analysiert werden. Eine detaillierte Störungsanalyse bei auffälligen Daten steigert die Produktionseffizienz und reduziert teure Ausfallzeiten in der Zukunft. Die Daten bieten Möglichkeiten zur Erkennung von Druckspitzen in Rohrleitungssystemen und Behältern oder zur Verschleißüberwachung und Störungsanalyse an Krananlagen. Die Umwandlung der Messdaten bei Reinräumen stellt darüber hinaus die Einhaltung der Regeln der FDA Part 11 sicher. Messwerte für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Partikelanzahl und Druck müssen laut diesen Regeln in Reinräumen erfasst, überwacht sowie zuverlässig und manipulationssicher archiviert werden. Alle eingesetzten Analog-Digital Wandler von Delphin Technology gewährleisten eine absolut präzise Umwandlung dieser sensiblen Daten durch eine besonders hohe Auflösung.
Labormessungen mittels A/D-Wandler digitalisieren
Bei der Labormessung ist der Einsatz eines Analog-Digital-Wandlers ebenso unverzichtbar. Laborant*innen sollten Reihenversuche, Laborautomatisierungen oder Dosierungsanwendungen kurzfristig und präzise auswerten können. Labore in der Chemiebranche oder der Hochschullehre benötigen hauptsächlich Daten über Strom-/Spannungs- und Temperatursignale. Pharmazeutische Labore messen zudem häufig Durchflüsse, Leitfähigkeit und pH-Wert in Versuchen. Die Digitalisierung dieser analogen Laborwerte erfolgt durch die enorm starke Auflösung der von Delphin eingesetzten Analog-Digital-Wandler hochgenau und sicher.
Hochpräzise Analog-Digital Wandler mit 24 bit Auflösung
Die Anforderungen an Präzision des eingesetzten A/D-Wandlers richten sich nach der Anwendung. Bei der Messung statischer und quasi-statischer (langsamer) Signale brauchen Anwender kein Höchstgeschwindigkeitssystem, dagegen aber eine möglichst hohe Auflösung der Amplitudenachse. Die von Delphin verwendeten Analog-Digital-Wandler zeichnen sich durch eine besonders hohe Genauigkeit aus. Sie erfassen auch sehr kleine Messwertänderungen, wodurch Stufeneffekte bei den Messwerten vermieden werden. Temperaturmessungen sollten in besonderem Maße präzise erfolgen. Die Mess- und Prüfgeräte von Delphin ermöglichen dies durch den Einsatz von A/D-Wandlern mit einer Auflösung von 24 bit und präziser interner Stromquellen für die Referenzstromspeisung. Die Analog-Eingänge können für jedes beliebige Thermoelement oder einen Widerstandsfühler in 4-Leiter-Schaltung konfiguriert werden.
Analog-Digital Wandler mit galvanischer Trennung
Einen großen Vorteil der Analog-Digital Wandler der Messgeräte von Delphin bietet die galvanische Trennung. Die Analog-Eingänge sind bei Delphin grundsätzlich differentiell und galvanisch getrennt – gegeneinander und gegenüber der Versorgungsspannung. Die galvanische Trennung vermeidet die elektrische Leitung zwischen zwei Stromkreisen. Verhindert werden soll dadurch zum Beispiel die fehlerhafte Signalauswertung durch Erdstromschleifen. Diese entstehen, wenn bestimmte Teile von Signalen mit Massebezug nicht über die Analogstrecke, sondern über die Erde übertragen werden. Die galvanische Trennung verhindert das. Galvanisch getrennte Messeingänge lösen auch das Problem möglicher Potentialverschiebungen. Die Bezugspotentiale können sich unerwünscht verschieben, wenn mehrere Messkreise verkettet sind. Die Messkreise können insbesondere bei langen Leitungsstrecken zudem elektromagnetische Störungen erleiden. Zusammen mit einer geeigneten Signalfilterung sichert die galvanische Trennung dann eine ungestörte Übertragung des Nutzsignals. Anwender genießen somit an mehreren Stellen eine gesteigerte Zuverlässigkeit der Messwerte. Da die Messgeräte von Delphin Technology bereits einen eingebauten, galvanisch getrennten Analog-Digital Wandler besitzen, können Anwender auf zusätzliche Trennwandler verzichten und somit Geld sparen.
Fazit: Analog-Digital Wandler, der weit verbreitete Kommunikationsgehilfe
Der Analog-Digital Wandler übersetzt analoge Signale in digitale Daten und sorgt mithilfe der galvanischen Trennung für besonders zuverlässige Messwerte. In der Industrie und Forschung ist er die Grundlage der Digitalisierung – präzise, weit verbreitet und vielseitig einsetzbar. Delphin setzt Maßstäbe durch den Einsatz von Analog-Digital-Wandlern mit höchsten Auflösungsraten von 24 bit.