Die Messwerterfassung: Definition, Anwendungsbereiche und Technik
Unter dem Begriff Messwerterfassung werden Methoden und Techniken zusammengefasst, mittels denen physikalische Größen wie Temperaturen, Drücke oder Schwingungen durch Sensoren und Messgeräte erfasst werden. Die Ermittlung von Messwerten, die Messmittel und deren Anwendung sowie die dazugehörigen Grundbegriffe der Messtechnik werden in der DIN 1319 definiert. Messwerte lassen sich sowohl analog als auch digital kommunizieren. Bei analogen Messverfahren wird der Messwert zumeist über eine Skalenanzeige, bei digitalen Messverfahren durch Ziffernanzeigen dargestellt. Auch die Kommunikation der Messwerte als elektronische Analog- oder Digitalsignale ist gängig, insbesondere für die Weiterverarbeitung in Steuerungs-, Regelungs- oder Datenverarbeitungssystemen. Delphin Technology ist der kompetente Partner, wenn es um messtechnische Anwendungen im industriellen Umfeld geht.
Das Messprinzip: Grundlage jeder Messwerterfassung
Für eine Messung wird eine physikalische Grundlage – das Messprinzip – benötigt. Gemäß DIN 1319 erlaubt es das Messprinzip, „anstelle der Messgröße eine andere Größe zu messen, um aus ihrem Wert eindeutig den der Messgröße zu ermitteln.“ Dieser Umweg ist notwendig, da der Mensch die meisten physikalischen Größen nicht mit seinen Sinnen erkennen kann.
Eine der wenigen physikalischen Größen, die in weiten Teilen durch den Einsatz von Maßstäben direkt von Menschen erfasst werden kann, ist die Länge. Für andere physikalische Größen, beispielsweise Temperaturen, elektrische Spannung oder Massen, wird im Sinne des Messprinzips ein Messverfahren und eine Messeinrichtung benötigt. So lässt sich die Messgröße in ein erfassbares Messsignal transferieren und für den Menschen „verständlich“ machen. Als einfaches Beispiel kann hier eine Temperaturmessung aufgeführt werden. Die Messgröße „Temperatur“ lässt sich auf eine einfache Längenmessung übertragen: Je höher die gemessene Temperatur ist, desto weiter bewegt sich ein Zeiger auf einer Skala. Aus der für den Menschen nicht genau bestimmbaren Messgröße Temperatur wird durch den Einsatz eines oder mehrerer nacheinander folgender Messprinzipien der auf einer Skala ablesbare Messwert „X Grad Celsius“.
Die analoge und digitale Messwerterfassung
Physikalische Größen lassen sich sowohl analog als auch digital erfassen. Bei der analogen Messwerterfassung wird ein analoger Messwert durch einen Sensor erfasst und analog weitergeleitet. Im weiteren Verlauf der Messung wird dem Signalparameter eines bestimmten Wertbereiches ein beliebiger Wert zugeordnet. Gerade bei hochohmigen analogen Signalen, beispielsweise bei der Messung von pH-Werten, können durch Feuchtigkeit oder elektromagnetische Einflüsse Fehler bei der Signalübertragung auftreten. Delphin Technology setzt daher konsequent auf eine galvanische Trennung der analogen Eingänge der Messgeräte, um eine unverfälschte analoge Signalübertragung sicherzustellen.
Bei der digitalen Messwerterfassung werden die Signale bei einer Messung digital erfasst und digital weitergeleitet. Im Gegensatz zur analogen Messung können die Signalparameter eines bestimmten Wertebereichs bei einer digitalen Messung nur vordefinierte Werte annehmen. Es wird also ein vollständiger Messwert, bestehend aus Zahlenwert und einer Maßeinheit, vom digitalen Sensor zum Messgerät übertragen.
Die Vorteile bei der analogen Messwerterfassung
- Auch kleinste Messgrößenveränderungen lassen sich überwachen.
- Schwankende Messgrößen lassen sich feststellen.
- Spannungszustände können überwacht werden.
Die Vorteile bei der digitalen Messwerterfassung
- Automatische Messbereichserkennung
- Hohe Genauigkeit
- Vergleichsweise unempfindlich
Welche Möglichkeiten der Messwerterfassung gibt es mit den Produkten von Delphin Technology?
Die Messtechnik von Delphin Technology ist speziell für höchste Anforderungen in der Industrie, an Prüfständen oder in Laboren konzipiert. Die Vielfältigkeit der Anforderungen spiegelt sich in der umfangreichen Produktpalette wider. Mit den Produkten von Delphin Technology lassen sich unter anderem folgende Messwerterfassungen durchführen.
Messwerterfassung mit dem PC
Im Labor, im Servicebereich oder auf dem Prüffeld sind Lösungen gefragt, um Messwerte wie Temperaturen, Strom oder Spannung schnell und unkompliziert mit dem PC zu erfassen. Mit den Expert Key-Geräten bietet Delphin Technology universelle Eingänge für den Anschluss beliebiger Sensoren, individuell einstellbare Messraten, die einfache Verbindung zum PC über USB oder LAN und schnellste Erfassungsgeschwindigkeiten.
Modulare Messwerterfassung
In räumlich verteilen Anwendungen werden modulare Messsysteme eingesetzt. Auch bei Anwendungen die eine Erweiterung der Ein- und Ausgänge benötigt werden modulare Messsysteme benötigt. Mit dem ProfiMessage D System bietet Delphin eine frei skalierbare Möglichkeit der Messwerterfassung, die von wenigen bis hin zu 1.000 Kanälen in nur einem System perfekt auf die jeweilige Anwendung anpassbar ist. Mit internen Datenspeichern für Messwerte, umfangreichen Funktionen zur Signalverarbeitung und unterschiedlichen I/O-Modulen eignet sich das ProfiMessage D System ideal für Aufgaben in Feldversuchen oder komplexen Industrieanlagen.
Messwerterfassung im Labor
Im Labor spielen Flexibilität und die einfache Bedienbarkeit der eingesetzten Messgeräte eine zentrale Rolle. Das LoggitoLab sowie das Expert Key-Gerät sind auf den Einsatz in Laboren oder an Hochschulen konzipiert. Das Gerät erlaubt den Einsatz beliebiger Sensoren, kann Daten von Laborequipment über serielle Schnittstellen erfassen und erlaubt die Ankopplung an ein Labor-Informations-Management-System. Als Komplettlösung aus Hardware und bedienerfreundlicher Software wird das Expert Key-Gerät für Reihenversuche, Laborautomatisierungen oder Dosierungsanwendungen eingesetzt.
Mobile Messwerterfassung
Ob weltweite Inbetriebnahme oder Serviceeinsätze: Im Maschinen- und Anlagenbau sind mobile, flexible und einfach bedienbare Messlösungen gefordert. Mit den mobilen Einzelgeräten und individuell konfigurierbaren Messkoffern von Delphin wird die mobile Messwerterfassung mit hoher Auflösung möglich. Die autark arbeitenden, mobilen Einheiten können je nach gewählten Komponenten alle gängigen analogen oder digitalen Signale verarbeiten und bieten schnellste Analysemöglichkeiten dank intuitiv bedienbarer Software.
Transiente Messwerterfassung
Ob Schallverteilungsmessung, Störungssuche oder Druckimpulsmessung: in vielen Anwendungsbereichen wird eine langfristige und lückenlose Aufzeichnung der Messwerte verlangt. Mit dem Expert Transient-Gerät von Delphin können 8 oder 16 Analogspuren parallel und zeitsynchron mit bis zu 50 kHz Abtastrate pro Kanal erfasst werden. Hinter der Technik von Expert Transient verbirgt sich kein PC, was die Lösung besonders stabil und zuverlässig in der Aufzeichnung macht. Mit Sniffing-Funktionen von Messwerten am PROFIBUS und einer Erweiterbarkeit des Systems auf bis zu 64 Analog-Eingängen bietet Expert Transient die Antwort auf höchste Zuverlässigkeit in anspruchsvollsten Aufgabengebieten.
Messwerterfassung mit galvanischer Trennung
Erdstromschleifen, Potentialverschiebungen oder elektromagnetische Störungen können Messwerte verfälschen und somit ganze Messreihen unbrauchbar machen. Durch eine galvanische Trennung wird die elektrische Leitung zwischen zwei Stromkreisen unterbrochen oder zwei leitfähige Gegenstände voneinander entkoppelt. Die galvanische Trennung der Eingänge ist bei den Geräten von Delphin Technology Standard, was die Lösungen besonders für Anwendungen mit langen Leitungsstrecken, in EMV-belasteten Umgebungen oder bei verketteten Messkreisen geeignet macht.
Messwerterfassung von Temperaturen
In fast allen Anwendungsbereichen der Messtechnik werden Temperaturen gemessen. Ob mit Thermoelementen oder Widerstandsfühlern: die Delphin Produkte sind für eine hochgenaue Temperaturmessung optimiert. In jahrzehntelanger Erfahrung wurde die Delphin Hardware für die besonderen Herausforderungen angepasst. Mit universell für jedes beliebige Thermoelement oder Widerstandsfühler konfigurierbaren Analog-Eingängen, hochgenauen und galvanisch getrennten 24 Bit AD-Wandlern und präzisen internen Stromquellen für die Referenzstromspeisung ist die Messung von Temperaturen bis zu +/- 0,05K mit den Delphin Geräten möglich – und das ohne zusätzliche Messwandler.
Messwerterfassung über Feldbus
Im industriellen Umfeld, insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau, sind Steuerung, Sensorik und Aktorik in der Regel über Feldbusse vernetzt. Die ProfiMessage-, Expert Transient- und Expert Vibro-Geräte von Delphin können über PROFIBUS, Modbus, TCP oder CAN Schnittstellen Messwerte übertragen. Ein bidirektionaler Datenaustausch ist dabei genauso möglich wie die Übergabe von Steuerbefehlen von der SPS an die Delphin Geräte.
Messwerterfassung über GPS
Die Positionsbestimmung über GPS-Signale ist eine der neuesten Erweiterungen der Delphin Datenlogger. Ein GPS-Sensor zeichnet GPS-Daten nach NEMA-Protokoll auf, wodurch die Geräte autark und online Längen- und Breitengrade sowie die Geschwindigkeit bestimmen können. Die GPS-Daten stehen als Softwarekanäle zur Verfügung und können mit beliebigen Messdaten zusammengeführt werden. Dies ermöglicht die Herstellung von Zusammenhängen zwischen Messdaten und Positionsdaten, was die Lösung besonders für Messungen in Flurversuchen, bei der Felderprobung oder zur Diagnose von Effekten mit positionsveränderlichen Maschinen interessant macht.
Messwerterfassung und Remote Monitoring
Durch Messwerterfassung mit Remote Monitoring können dezentral erfasste Messdaten zentral oder dezentral online überwacht und analysiert werden. Mit Hardware und Software Produkten von Delphin Technology lässt sich ein Remote Monitoring inkl. Messwerterfassung einfach umsetzen.
Prozess- und Energiedatenerfassung
Der Bedarf den Energieverbrauch zu optimieren ist in der heutigen Zeit eins der höchsten Ziele. Im industriellen Bereich ist zudem durch die EEG-Verordnung vorgegeben, dass bestimme Betriebe ihren Energieverbrauch optimieren müssen.Delphin Technology bietet für die Energiedatenerfassung vom Messwert bis zum Monitoring Hardware und Softwarelösungen.
Druckimpulsmessung und Analyse
In Rohrleitungssystemen und Behältern werden Flüssigkeiten und Gase gelagert oder bewegt. Aufgrund von unerlaubten Zuständen kann es zu Druckspitzen kommen. Schlagartig abgebremste Medien (Flüssigkeiten oder Gase) setzt hohe Impulsenergien frei. Diese Impulsenergie kann große Schäden am Leitungssystem mit Ventilen und Klappen verursachen. Für einen sicheren Betrieb bietet Delphin hierfür Lösung sowohl zur Messwerterfassung als auch zur Analyse von zeitsynchronen Messungen.
Kombinierte Leistungsmessung
Im Bereich der kombinierten Leistungsmessung bietet Delphin mit seinen Produkten wie dem ProfiMessage D die Möglichkeit Leistungs-, als auch Prozessdaten synchron zu erfassen.
Passende Software für Ihre mess- und prüftechnische Lösung
Messwerterfassung und Analyse
Mit ProfiSignal Go stellen Sie Onlinedaten der Message- und Expert-Hardware in Diagrammform dar. Zahlreiche Analysefunktionen, wie Zoom, Cursor, verschiebbare Achsen, Merker, ASCII-Export und Rechenkanäle, ermöglichen die schnelle Messwertdarstellung und Nachbearbeitung.
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Bedienen und Beobachten
ProfiSignal Basic kombiniert die Funktionen von ProfiSignal Go mit Bedien- und Beobachtungselementen von Prozessvisualisierungen, z. B. Digital- und Analoganzeigen, Schaltern, Tastern und Signalleuchten. Mit Basic erstellen Sie einfache Visualisierungsschaubilder bis bin zu komplexen Visualisierungssystemen.
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Automatisieren und Steuern
ProfiSignal Klicks ergänzt ProfiSignal Basic um Funktionen zur Prozessautomatisierung. Strukturschaubilder zur Abbildung des Prozesses sowie eine Scriptsprache (komplett mit der Maus bedienbar) ermöglichen auch dem Nichtinformatiker die Erstellung von komplexen Prüfstands- und Automatisierungsapplikationen mit automatischer Reportgenerierung.
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Visualisierung und Bedienung
Mit ProfiSignal 20 Basic können Sie anhand einer großen Palette von Bedien- und Beobachtungselementen individuelle Schaubilder erstellen. Sowohl kontinuierliche Prozesse (z. B. Betriebsdatenerfassung) als auch diskontinuierliche Messaufgaben (z. B. Versuchsmessungen) können ohne jeglichen Programmieraufwand visualisiert, bedient und überwacht werden. Die Erstellung der Bedien- und Beobachtungsschaubilder können Sie hierbei durch Zusammenstellen und Konfigurieren der vorgefertigten Elemente realisieren.
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Schnelle Projektierung und Analyse von Messdaten
Mit ProfiSignal 20 Go können Sie Ihre Messdaten in nur wenigen Schritten, sowohl online als auch offline, in verschiedenen Diagrammtypen visualisieren, überwachen, analysieren, als Messdatei archivieren oder direkt im passenden Dateiformat exportieren.
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Zentrales Messdatenmanagement
Das Delphin Data Center ist die Lösung, die zur weltweiten messtechnischen Vernetzung und Steuerung von Anlagen, Maschinen und Prüfständen dient.
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