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Hochwertige E/A erzeugen hochqualitative Vibrationsmessung: So einfach ist es wirklich
Tips & Trends | 5 Minuten Lesezeit |

Hochwertige E/A erzeugen hochqualitative Vibrationsmessung: So einfach ist es wirklich

Ob es um Zustandsüberwachung, vorausschauende Instandhaltung, Structural Health Monitoring (SHM) oder effiziente Datenspeicherung und -analyse in verschiedenen Testanwendungen geht - ein komfortabler und einfach zu bedienender Schwingungsmessaufbau ist entscheidend.

Gantner Instruments bietet leistungsstarke I/O-Module für jede Art von Beschleunigungsaufnehmern mit Anschlüssen, die mit den meisten Standardsensoren kompatibel sind, oder Sie können sie an Ihre Bedürfnisse anpassen.

Erfassen Sie Daten von MEMS-Sensoren mit dem E/A-Modul der Q.series X A108-4M1 und A108-2M3

MEMS-Sensoren (Micro Electromechanical System) werden häufig für niederfrequente Schwingungsmessungen bis hin zu Gleichstrom eingesetzt. Diese MEMS, auch K-Beam-Sensoren genannt, benötigen zum Betrieb eine Versorgungsspannung. Das neue Modul der Q.series X A107 und A108 bietet die Sensorversorgung für einen komfortablen und unkomplizierten Aufbau. Es ist möglich, bis zu 4 einachsige MEMS-Sensoren an den A107-4M1 und A108-4M1 anzuschließen.

A108-4M1
MEMS, 4/6 Ch

Das Modul A107-4M1 wird mit 9-poligen Standard-DSUB-Buchsen geliefert, während das Modul A108-4M1 mit 1/4-28-Standardbuchsen (Typ Comtronic-Buchse, 4-polig) ausgestattet ist. Außerdem können zwei dreiachsige MEMS-Sensoren über die 9-poligen DSUB-Buchsen an das Modul A108-2M3 angeschlossen werden.

Der A107-4M1, A108-4M1 und der A108-2M3 bieten eine galvanisch getrennte Sensorversorgungsspannung von +15 VDC und eine Abtastrate von 20 kHz pro Kanal. Während die vier Eingänge des A107-4M1 differenziell sind, können die Sensoreingangstypen des A108-4M1/2M3 per Software zwischen differenziell und unsymmetrisch gewählt werden. Diese A108-Module bieten einen Single-Ended-Eingang pro Sensoreingang, der z.B. zur Temperaturkompensation verwendet werden kann. Mit dieser Funktion sind Messaufbauten von höchster Genauigkeit möglich.

A107-4M1
MEMS, 4 Kanäle

Anschluss von IEPE / ICP®-Sensoren an das I/O-Modul Q.series X A111

A111
IEPE, 4 Ch

Müssen Sie eine Messkette mit Sensoren auf Basis von IEPE (Integrated Electronics Piezo Electric), ICP®, ISOTRON®, DeltaTron, Piezotron oder PiezoStar (physikalische Einheit mv/g) einrichten? Unser vierkanaliges A111 bietet die richtige Signalaufbereitung mit Sensorversorgung nach IEPE- oder ICP®-Standard. Jeder Kanal tastet 100 kHz ab und ist galvanisch von anderen Kanälen, der Stromversorgung und der Bank isoliert, um eine leistungsstarke Filterung und Auswertung auf der E/A-Ebene und ein Maximum an Robustheit zu gewährleisten.

HINWEIS: A111 Modul mit höherer Bandbreite auf Anfrage erhältlich

Der Eingangsfrequenzbereich des A111 ist durch den eingebauten Anti-Aliasing-Filter auf 20 kHz begrenzt. Diese Bandbreite eignet sich hervorragend für die meisten IEPE-Sensoren und garantiert aliasingfreie Messsignale.
Wird jedoch ein höherfrequentes Signal benötigt, z. B. für die Wälzlageranalyse und -überwachung mit der Stoßimpulsmethode (SPM), ist das A111-HB auf Anfrage erhältlich. Bei der Stoßimpulsmethode wird ein spezieller Sensor bei seiner Resonanzfrequenz angeregt. Dies geschieht zum Beispiel in einem Kugel- oder Rollenlager, wenn eine Kugel auf den Innen- oder Außenring trifft. Die sehr schwache Druckwelle erzeugt dann im Sensor eine größere Amplitude im Bereich seiner Resonanzfrequenz. Typische Stoßimpulssensoren haben eine Resonanzfrequenz von 32 oder 36 kHz. Der A111-HB hat eine Bandbreite von bis zu 45 kHz und ist daher für Stoßimpulsgeber geeignet. Die HB-Version verfügt nicht über einen Anti-Aliasing-Filter.
Für eine weitere Anwendung mit hoher Bandbreite ist ein A111-HB-Modul mit erweitertem Messbereich erhältlich. Der A111-HB30 hat einen Eingangsbereich von ±30 V und keine IEPE-Unterstützung. Er ist daher ideal zum Auslesen des gepufferten Ausgangs von Maschinenschutzsystemen.

A141 Ladungsverstärker für piezoelektrische Sensoren

Wenn es um spezielle Anwendungen mit begrenztem Einbauraum oder hoher Oberflächen- oder Umgebungstemperatur geht, sind PE-Sensoren (Piezo Electric) die beste Wahl. Mit ihrem direkten Ladungsausgang (physikalische Einheit pC/g) haben diese Sensoren keine elektronischen Elemente im Sensorgehäuse, was sie klein und robust gegen hohe Temperaturen macht. Diese Sensoren benötigen jedoch eine externe Signalaufbereitung, um die Ladung in ein Standard-Spannungssignal umzuwandeln. In der Vergangenheit wurde diese Umwandlung mit externen Geräten, z. B. Inline-Ladungsverstärkern, durchgeführt, deren Ausgang mit einem Datenerfassungssystem verbunden war.

Mit dem Ladungsverstärker Q.series X A141 bieten wir ein vierkanaliges Signalkonditionierungs-E/A-Modul, das den Bedarf an externen Geräten deckt.
Je nach dem zu messenden Ladungssignal können Sie zwischen zwei Modi wählen, entweder für schnelle transiente und pulsierende Signale oder für nahezu statische Signale. Immer dann, wenn Sie mit einem breiten Messbereich konfrontiert sind, könnte das A141 die perfekte Wahl sein. Verwenden Sie es für Messaufgaben mit Beschleunigungs-, Kraft- oder Drucksensoren.

A141
Piezo, 4 Kanäle

Für ein detailliertes Verständnis und einen Vergleich der verschiedenen Sensoren und Signalkonditionierungstechnologien werfen Sie einen kurzen Blick in unsere einseitige Übersicht.

Blog-Schwingungsmessungs-Auswertung-Download.001
Klicken Sie auf das Bild, um die PDF-Datei zu öffnen

Sie können alle diese E/A-Module an unseren leistungsstarken Datenerfassungs-Controller und das intelligente edge device Q.station X anschließen. Die Q.station X kann die Schwingungsdaten für Sie auswerten, um die Anzahl der gespeicherten Datenpunkte zu reduzieren und um unabhängig von einem angeschlossenen Computer Warnungen oder Alarme zu melden.

Die folgenden Parameter können im Zeitbereich berechnet werden:

  • Rms
  • Peak
  • Peak-to-Peak
  • Wappen
  • Kurtosis

Diese Parameter werden im Frequenzbereich bewertet:

  • RMS (Spektralband, Breitband)
  • Schwingungsgeschwindigkeit
  • Vibration Verschiebung
  • Maximale Amplitude @ Frequenz
  • FFT-Spektren
  • und viele andere Trendparameter
Einstellung der FFT-Parameter in GI.bench

Die Konfiguration der Parameter erfolgt einfach über arithmetische Variablen oder die FFT-Einstellungen in GI.bench.

Alle diese Parameter können verwendet werden, um die Speicherung der Rohdaten mit Pre- und Post-Trigger-Bedingungen auszulösen, was dazu beiträgt, das Datenvolumen gering zu halten, da Rohwerte nur dann gespeichert werden, wenn etwas Bedeutendes passiert.

Konfiguration der statistischen Funktionen für die langfristige Trendanalyse

Für langfristige Trendanalysen stehen zusätzliche statistische Funktionen wie Maximum, Minimum, Durchschnitt und Standardabweichung zur Verfügung. Mit Hilfe dieser Funktionen können aus Parametern wie RMS, Spitzenwert oder effektiver Schwinggeschwindigkeit Trends gebildet werden. Die Dauer für die Berechnung der Statistikfunktion kann individuell eingestellt werden, z.B. das Maximum des RMS-Wertes über eine Minute.

Für die Datenspeicherung und Visualisierung auf Computerebene bieten wir unsere Software GI.bench. Diese leistungsstarke und gut durchdachte Software ist mehr als nur ein Werkzeug zur Konfiguration der Messkette. Es bietet Funktionen zur Datenspeicherung, einschließlich der Zusammenführung von Datenströmen von verschiedenen Controllern oder einer redundanten und skalierbaren Speicherplattform unabhängig von einer Windows-basierten Benutzeroberfläche.

Aber wenn es darum geht, eine große Anzahl von Datenpunkten zu visualisieren und übersichtliche Dashboards zu erstellen, GI.bench seine Stärken ausspielen. Einfach zu bedienende Drag & Drop-Grafikelemente wie YT / XY-Diagramme, Messgeräte, Balkendiagramme, Böden und Schieberegler ermöglichen es, jedes Dashboard in Sekunden zu konfigurieren. Auch Kanäle aus dem Messsystem oder bereits ausgewertete Variablen können per Drag & Drop auf Grafikelemente angewendet werden, und sogar Bilder oder Videostreams von IP-Kameras können in Dashboards integriert werden, um einen perfekten Überblick über den Messaufbau zu geben. Und wenn Sie Messdaten mit Ihrem Team austauschen möchten oder mehrere Bildschirme benötigen, um alle Daten gleichzeitig zu visualisieren, können Sie einfach jeden Standard-Webbrowser verwenden, um eine Verbindung zum DAQ herzustellen und Ihre Dashboards anzuzeigen.

GI.bench Dashboard mit FFT
GI.bench Dashboard mit FFT und verschiedenen grafischen Elementen

Dieses Handbuch bietet einen detaillierten Überblick über die Datenerfassungssysteme von Gantner Instruments

Die Schwingungen eines Objekts, einer Maschine oder einer Struktur können mit verschiedenen Sensortypen gemessen werden, z. B. mit Beschleunigungssensoren, und je nach verwendetem Sensor erfolgt die Signalaufbereitung entweder durch den Sensor oder durch das Datenerfassungssysteme.

Die Erfassung hochwertiger Schwingungsdaten erfordert also nicht nur den richtigen Sensor für die jeweilige Aufgabe, sondern auch ein hochwertiges, entsprechend konfiguriertes Datenerfassungssysteme.

Laden Sie unsere Schritt-für-Schritt-Anleitung herunter und bewahren Sie sie als hilfreiche Referenz für die Konfiguration jedes Beschleunigungssensorelements auf.

Kostenlose Fallstudie

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