In luftiger Höhe fand vor kurzem die Fachveranstaltung Hightech mit Ausrichtung auf die Messtechnik-Industrie statt. Initiiert vom Messtechnikspezialist Meilhaus Electronic präsentierten diveres Aussteller auf dem Münchner Olympiaturm ein umfassendes Portfolio an technischen Lösungen für die unterschiedlichsten Prüf-, Überwachungs-, Visualisierungs-, und rechnergestützten Messaufgaben der Branche. Die Redaktion von elektronik Industrie war dabei und nahm einige Neuheiten im Bereich der modularen Messtechnik in Augenschein.

Eckdaten

  • Acromag: Per Bluetooth konfigurierbare Microblox-Steckmodule zur Signalanpassung
  • Meilhaus: Hauseigenes PCI-Signal-Konditionierungsmodul der Reihe ME-SC zur Messkartenerweiterung
  • Pico: Handliches Pico-Scope 2000 vereint sechs Geräte in einem
  • Pickering Interfaces: PXI-Schaltmatrizen und Multiplexer fürs Prüffeld
  • MCD: Central-Generator versorgt eine Fertigungslinie digital mit Infotainment-HF-Testsignalen

Innovative Signal-Anpassungsmodule

Im Bereich der industriellen Signalkonditionierung  werden häufig Interfaces zwischen Sensoren und Datenerfassungssystemen benötigt. Die innovativen Signal-Anpassungsmodule Microblox (µB) des US-Herstellers Acromag (Vertrieb über Meilhaus Electronic) eignen sich für Isolationsmessungen, Filterung, Umsetzung und Verstärkung verschiedener Arten von Sensor-Signalen und ermöglichen eine Anpassung an Test-, Mess- und Steuer-Systeme.

Per Bluetooth konfigurierbare Microblox-Steckmodule zur Signalanpassung von Acromag.

Per Bluetooth konfigurierbare Microblox-Steckmodule zur Signalanpassung von Acromag. Meilhaus

Die etwa 2-Euro-münzgroßen µB-Module werden einfach und in beliebiger Kombination auf ein 4-, 8- oder 16-Kanal Backpanel gesteckt. Je Kanal kommt ein Modul zum Einsatz, wodurch die Signalanpassung sehr flexibel und genau an die individuelle Applikation angepasst werden kann. Die Feld-zu-Host- und Kanal-zu-Kanal-Isolation bis 1500 VAC sorgt für optimale Störsicherheit und Schutz vor Überspannungen durch Masseschleifen, Spikes und hohe Gleichtaktspannungen.

Die Serie umfasst Modelle mit festen oder konfigurierbaren Bereichen, wobei sich die I/O-Bereiche über Bluetooth per App mit Smartphone oder Tablet (Android, iOS) einstellen lassen. Die App unterstützt zudem Input-Polling mit Trend-Darstellung.

Die kleinen Messeinheiten können auch für die Alarmierung mit Sollwert und Totzone/Deadband genutzt werden. Die Genauigkeit beträgt bis zu 0,05 % und 130 dB CMR. Die Eingangsbereiche der Module decken unter anderem diese Signaltypen ab: Spannungen ±10 bis ±100 mV, ±1 V bis ±60 V, Ströme 0…20 mA oder 4…20 mA DC, RTDs, Thermoelemente, 2-Draht Transmitter (0…20 mA), 0…50 kHz mit Ausgängen im Bereich 0…5 V / ±5 V. Zum Ansteuern von Aktoren sind außerdem Ausgangsmodule erhältlich mit 0…20 mA / 4…20 mA DC Feld-Output und ±5 V Host-Input oder 0…10 V / ±10 V Feld-Output und ±10 V Host-Input.

Meilhaus-Messkarte mit erweitertem Messbereich

Für die eigene Messkarten-Serie ME-4000 und anschlusskompatible Messvorrichtungen bietet Meilhaus Electronic ein neues Signal-Konditionierungsmodul der Reihe ME-SC. Die vier Modulvarianten sind über 78-polige Sub-D Steckverbinder anschließbar und können einer Messkarte vorgeschaltet werden. Die kompakte Bauform erlaubt auch eine Anordnung mehrerer Karten in nebeneinanderliegenden PCI-, PCI-Express- oder 3-HE-CompactPCI-Slots. Bei Platzmangel lassen sich die Module über ein 78-poliges Kabel anschließen.

PCI-Signal-Konditionierungsmodul der Reihe ME-SC von Meilhaus zur Messkartenerweiterung.

PCI-Signal-Konditionierungsmodul der Reihe ME-SC von Meilhaus zur Messkartenerweiterung. Meilhaus

Gegenüber Ethernet- und USB-Messboxen haben die klassischen PC-Einsteckkarten für industrielle Anwendungen nach wie vor einen enormen Vorteil: Werden mehrere Karten in einen PC gesteckt, ist eine große Kanaldichte auf engem Raum realisierbar. Durch Austausch der PC-Hardware bleibt das System zukunftssicher auf dem aktuellen Stand der Technik. Andererseits erlaubt der Austausch oder Einbau weiterer Messkarten eine große Flexibilität und Offenheit in der Kanalzahl. Allerdings haben die meisten Messkarten einen Eingangsbereich von ±2,5 oder 0…2,5 V, ±5 oder 0…5 V, ±10 oder 0…10 V, wie im Fall der ME-4000.

In industriellen Anlagen müssen jedoch oft Messgrößen von unterschiedlichen Sensoren erfasst werden, die nicht immer zu diesen Bereichen passen. Eine sehr flexible Lösung sind Messumformer (Transducer, Messverstärker) im modularen Anreihgehäuse für die Schnapp-Montage auf DIN-Hutschiene. Hier benötigt jedoch jedes Signal ein individuelles Modul, sodass Aufbau und Verdrahtung vielen Kanälen dementsprechend komplex sind. Wenn jedoch mehrfach der gleiche Signalbereich angepasst werden muss, ist die Lösung mit dem ME-SC viel einfacher, übersichtlicher und preisgünstiger.

Das Spannungs-Konditionierungsmodul hat 16 oder 32 Kanäle im Bereich ±60 V (Ausgangsbereich ±6 V) mit Eingangswiderstand 10 MΩ und Überspannungsschutz bis weit über 100 V. Die Versorgung erfolgt hier über einen USB-Anschluss. Es sind verschiedene Verstärkungs-Optionen möglich, Standard ist 0,1. In der Strom-Ausführung bietet das Modul 8 oder 16 Kanäle (differenziell) für den gängigen Stromschleifenbereich von  0 bis 20 mA (Ausgangsbereich +2,4 V) mit Überspannungsschutz ±40 V und Gain 120 mV / mA. Die Grenzfrequenz (3 dB-Punkt) beträgt beim Spannungsmodell 100 kHz (optional mehr), beim Strom-Modell mindestens 10 kHz.

Handliches Pico-Scope 2000 vereint sechs Geräte in einem

Klein, leicht, portabel, vielseitig und kostengünstig. Die Zwei-/Vierkanal- und Mixed-Signal-Modelle von Pico-Scope bieten nicht nur die Funktionen eines Oszilloskop, sondern können standardmäßig auch als Logikanalysator (bei MSO-Modellen), Spektrumanalysator, Funktionsgenerator, Generator für anwenderdefinierte Wellenformen sowie als Analysator für serielle Busse mit Unterstützung für 15 Protokolle (siehe Abschnittende) eingesetzt werden. Diese Modelle verfügen über eine USB-Stromversorgung, sind äußerst handlich und können problemlos in einer Laptoptasche transportiert werden.

Die Serie Pico-Scope 2000A erfasst Signalen mit bis zu 25 MHz. Das 2205A MSO (Mixed-Signal-Oszilloskop) hat 2 analoge sowie 16 digitale Kanäle für die Anzeige sowie für Messungen bei digitaler oder gemischter Technik.

Das handliches Pico-Scope 2000 vereint sechs Geräte in einem.

Das handliches Pico-Scope 2000 vereint sechs Geräte in einem. Pico

Die Modelle der Serie PicoScope 2000B sind mit einem großen Pufferspeicher mit einer Kapazität von 32 bis 128 Megasample ausgestattet und bieten Bandbreiten von 50, 70 oder 100 MHz bei Abtastgeschwindigkeiten von bis zu 1 GS/s. Die Hardwarebeschleunigung ermöglicht Aktualisierungsraten von über 80.000 Wellenformen pro Sekunde. Wie auch die Modelle der A-Serie sind sie als Zwei- und Vierkanalmodelle sowie als MSO-Version mit 2+16 Kanälen erhältlich. Die Modelle der B-Serie verfügen über die gleiche handliche Gehäusegröße wie die A-Serie und sind somit ideal für die Verwendung im Labor oder unterwegs und können schnell und kostengünstig überallhin transportiert werden, wo sie erforderlich sind.

Die Modelle der 2000-Serie lassen sich an einen Host-PC oder an ein Tablet anschließen, und die Stromversorgung erfolgt über die USB-Schnittstelle. Die Geräte werden über die mitgelieferte Pico-Scope-6-Software gesteuert und betrieben, welche die Verarbeitungsleistung des PCs sowie Display-, Touchscreen- und traditionelle Steuerungsfunktionen nutzt. Erweiterte Features wie segmentierter Speicher, Maskengrenzprüfungen, erweiterte Wellenformberechnungen und Decoder für die gängigen seriellen Busse sind standardmäßig inbegriffen. Die Entschlüsselung serieller Busse mit Farbschlüssel, bei der einzelne Feldtypen in einem Nachrichtenrahmen mit unterschiedlichen Farben hervorgehoben werden, ermöglicht ein einfaches Interpretieren der Messergebnisse. Die neuen Pico-Scope-Modelle der Serien 2000A und 2000B kosten zwischen 129 und 1235 US-Dollar.

Folgende serielle Protokolle sind integriert: 1-Wire, ARINC 429, CAN, DCC, DMX512, Ethernet 10Base-T, FlexRay, I2C, I2S, LIN, PS/2, UART, (RS-232, RS-422, RS-485), SENT (FAST/SLOW), SPI, USB 1.1

Neue Schaltmodule und Chassis für das Prüffeld

Wo im Prüffeld zwischen vielen Messstellen und -signalen hin und her geschaltet werden muss, bieten sich Schaltmodule und Chassis von Pickering Interfaces an. Häufig sind die Schaltelemente durch Reed-Relais realisiert, welche mechanisch und potenzialfrei bis in den Kiloherzbereich schalten, bei offenem Kontakt galvanisch trennen und keine Leckstromprobleme aufweisen.

Pickering Interfaces bietet diverse PXI-fähige Schaltmatrizen und Multiplexer basierend auf Reed-Relais an.

Pickering Interfaces bietet diverse PXI-fähige Schaltmatrizen und Multiplexer basierend auf Reed-Relais an. Pickering

Beim Testen von Elektrofahrzeugen, Kfz-Steuergeräten, beim Schalten von Netzspannungen, Hoch-Stromversorgungen sowie Lastschalten elektrischer Antriebe können PXI-16A-Power-Multiplexer bis zu 16 Kanäle auf jedem Schaltpfad gleichzeitig führen. Sie sind zudem in der Lage 300 VDC oder 250 VAC zu schalten.

Geht es um Fehlersimulation von CAN- und Flexray-Schnittstellen mit bis zu 50MHz Bandbreite, ist hier der Differential-PXI-Fault-Insertion-Switch ein geeignetes Mittel. Typische Fehlerzustände wie „offen“,  „kurzgeschlossen“ oder „gegen externes Signal verschaltet“, sind damit einfach zu realisieren.

Mit den BRICs von Pickering sind große Matrizen und Multiplexer in höchster Packungsdichte und mit integrierter Backplane realisiert. Eine zusätzliche Anwenderkonfiguration oder die Verwendung von Erweiterungs-Kits ist nicht erforderlich.  Alle Module verwenden bedrahtete  Relais (keine SMD-Reed-Relais) und können mit Standard Lötwerkzeugen einfach gewartet werden; dies reduziert Ausfallzeiten.

Alle Pickering PXI-Module können in jedem PXI-konformen Chassis betrieben werden.  In PXIe Chassis ist der Einsatz in PXI-Hybrid-Slots gewährleistet. Darüber hinaus sind die PXI-Schaltmodule über Ethernet steuerbar, sobald der Einsatz in einem Pickering LXI-Modular-Chassis erfolgt.

Die LXI-Dual-24×8-Video-Matrix ist für Frequenzen bis zu 25 MHz geeignet. Sie weist eine charakteristische Impedanz von 75 Ohm auf und ist optional mit  SMB- oder MCX-Steckern, oder  bei  Verwendung eines größeren Chassis, auch mit BNC-Anschlüssen ausgestattet.  Die skalierbare, bidirektionale Matrix ist für das Schalten von Videosignalen bestens geeignet.

Die Familie der PCI-Widerstandskarten ist mit zwei Kanälen 16-Bit- oder mit zwei Kanälen  12-Bit- oder mit vier Kanälen 8-Bit-Widerstandsketten auf  einer einzigen Karte verfügbar. Alle  Module eignen sich gut für Sensorsimulationen  und finden Ihre Anwendung in der Designverifikation oder im Produktionstest.

Pickerings Signal Routing Software vereinfacht das Signalrouting in Schaltsystemen und beschleunigt die Entwicklung von Systemsoftware. Sie  unterstützt die gesamte Palette der  Pickering Schaltprodukte. Das Testwerkzeug eBIRST für Schaltsysteme ermöglicht einfaches Testen der Pickering Schaltprodukte und ermittelt fehlerhafte Relais, die im Fehlerfall  auf einer graphischen Abbildung der Leiterplatte hervorgehoben aufgezeigt werden. Alle von Pickering Interfaces gefertigten Produkte werden mit einer 3-jährigen Garantie und einer Langzeitverfügbarkeit ausgeliefert.

Infotainment-Testsignale über HF-Verteilernetz

Der MCD-Central-Generator arbeitet Hand in Hand mit dem automatischen Funktionstester (AFT)  und dem manuellen Funktionstester (MFT).

Der MCD-Central-Generator arbeitet Hand in Hand mit dem automatischen Funktionstester (AFT) und dem manuellen Funktionstester (MFT). MCD

MCD Elektronik hat einen neuen Central-Generator für eine Vielzahl von Signalen und Frequenzen entwickelt. Die Sendestation ist speziell auf Tests und Messungen an Infotainment-Systemen, Head-Units, ausgerichtet. Mit Hilfe von Hochfrequenzverteilern versorgt die zentrale Sendeanlage eine ganze Fertigungslinie verlustfrei mit verschiedenen Signalen. Neben dem digitalen Übertragungsstandard für den Empfang von Digitalradios (Digital Audio Broadcasting, DAB), erzeugt der Central-Generator auch Signale satellitengestützter Navigationssysteme, wie das weitverbreitete Global Positioning System (GPS). Internationale Anwender unterstützt der Central Generator bei ihren Tests mit Signalen für das russische Glonass sowie das chinesische Beidou Satellitennavigationssystem. Für den Test von Satellitenradios werden konfigurierbare XM-Multibeam-Signale zur Verfügung gestellt. Durch den Einsatz der Sendestation entfallen die Anschaffungs- und Betriebskosten für mehrere Signal-Generatoren. Das System gewährleistet auch eine präzise Steuerung, Überwachung und HF- Pegelkontrolle.

Dazu gehören Funktionstests von USB-, WLAN- und Bluetooth-Komponenten sowie analoge und digitale Messungen von Tuner, AM-, FM-, DAB- und Satellitenempfang wie auch GPS-Tests. Das Prüfsystem liefert normierte Signale, die unter anderem folgende Messungen ermöglichen:

  • Empfindlichkeit der HF Empfänger des Prüflings,
  • Auswertung der Zusatzinformationen in den HF Signalen (Sendererkennung),
  • Auswählen der besten Signale und Feldstärken (Antennendiversity),
  • Auswählen von Alternativsendern mit besserer Qualität (Senderdiversity),
  • Auswertung der decodierten Signale: Audiomessungen an den Lautsprecherausgängen