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Messdatenerfassung Schnelle Übertragung via USB

Autor / Redakteur: Harald Lang* / Hendrik Härter

Die Datenübertragung via USB-Port ist dank der Version 2 als High Speed Variante mit bis zu 480 MBit/s schnell. Und ihre Plug-and-play-Funktion erleichtert den unkomplizierten Einsatz solcher Messlösungen.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Bei der Messwerterfassung und -auswertung nicht mehr an fest installierte Messorte gebunden zu sein, hat mit der USB-Messtechnik einen idealen Weg der Umsetzung gefunden. Sie bildet eine echte Alternative zu traditionellen PCI-Einsteckkarten. Mit einem USB-Messgerät lassen sich die Messwerte unkompliziert erfassen und über den USB-Port des PC einlesen und auswerten. Der Anschluss an den PC ist Dank Plug and Play einfach und Anforderungen an Genauigkeit, Abtastrate und Geschwindigkeit sind gut umsetzbar.

Die Multifunktionsmodule PersonalDaq/3000 und PersonalDaq /3005 arbeiten mit einer maximalen Abtastrate von 1 MHz und einem 16 Bit A/D-Wandler. Eine Eigenschaft der Systeme ist die Möglichkeit, analoge Eingänge zeitgleich und synchron mit den Zählereingängen und digitalen Eingängen abzufragen und das mit einer Maximalgeschwindigkeit von 1 MHz. Das ist beispielsweise bei Messungen im Rahmen von Anfahr- oder Abfahrvorgängen bei Turbinen, Getrieben, Pumpen oder anderen rotierenden Systemen ein Vorteil. Es stellt sicher, dass die Messwerte von den angeschlossenen Sensoren zeitgleich mit den begleitenden digitalen Messwerten erfasst werden.

Schnelle Triggerung erfolgt vom System

Dem Anwender stehen umfangreiche Triggermöglichkeiten zur Verfügung. So lassen sich digitale Eingänge oder Grenzwertüberschreitungen bei analogen Eingängen, Bitmuster bei Digitaleingängen oder das Erreichen bestimmter Werte bei den Zählereingängen zur Auslösung der A/D-Wandlung verwenden. Hervorzuheben ist hierbei, dass die Auswertung der Eingänge und die daraus resultierende Triggerung oder das Setzen von Ausgängen vom System selbstständig vorgenommen wird und nicht von der Leistungsfähigkeit des PCs abhängig ist. Dies führt zu extrem schnellen und reproduzierbaren Responsezeiten von 2 μs. Ein Wert der ungefähr 1.000-mal schneller ist, als bei der Triggerung durch den PC.

Ein-/Ausgaberaten bis 1 MHz

Die USB-Serie verfügt über acht Differenz- oder 16 massebezogene analoge Eingänge mit 16 Bit Auflösung bei einer maximalen Abtastrate von 1 MHz. Der Eingangsbereich jedes Eingangskanals lässt sich individuell programmieren. Die sieben möglichen Eingangsbereiche reichen von ±100 mV bis ±10 V. Weiterhin bieten sie vier 32 Bit Zählereingänge für Frequenz- und Puls-Breitenmessung und Quadratur-Encoder Fähigkeit, vier 16-Bit-Analogausgänge mit maximal 1 MHz Ausgaberate, zwei Timer Ausgänge und 24 digital E/A-Kanäle. Die Eingabekanäle lassen sich mit externen Erweiterungsmodulen auf 32 Differenz- oder 64 massebezogene Eingänge erweitern.

Zum Softwareumfang gehören das Programmpaket DaqView2000. Es bietet dem Anwender eine einfache zu bedienende Komplettlösung für Messungen, Speichern von Daten und Online-Grafik. Damit lassen sich zahlreiche Aufgabenstellungen ohne eigene Programmierleistung erledigen. Weiter gehört zum Lieferumfang eine umfangreiche API-Bibliothek für den Selbstprogrammierer in C oder Visual Basic sowie komfortable Treiber für LabVIEW und Dasylab.

Die PCI-Einsteckkarte DaqBoard/3000 bietet die gleiche Funktionalität wie die USB-Versionen. Dieses Produkt, das in einem PC fest installiert wird, ist besonders für Anwendungen im stationären Bereich interessant, beispielsweise bei Prüfstandsanwendungen an rotierenden Komponenten.

Übersicht über den Personal DAQ 3000

Die Module der Personal Daq/3000-Serie verwenden die in den meisten PCs zur Verfügung stehende USB2.0- Schnittstelle. Mit dem portablen 16 Bit-Mess-System, mit einer Summenabtastrate von 1 MHz lassen sich gleichzeitig Spannungen und Temperaturen messen. Synchron lassen sich mit ihnen Spannungen oder Spannungskurven ausgeben und Pulse, Frequenzen und digitale E/As verarbeiten. Aufgrund ihrer modularen Erweiterbarkeit lassen sich die Module bis auf 64 Kanäle erweitern. Neben Treiber für Visual Studio, Visual Studio.NET, Visual Basic, Visual Basic.NET, und C++, DasyLab und LabView gehört das Erfassungs- und Visualisierungsprogramm DaqView zum Lieferumfang.

Merkmale:

  • universelles USB2.0-Modul,
  • keine zusätzliche Spannungsversorgung durch LowPower Technologie,
  • Entfernung zum PC bis zu 5 m,
  • hochauflösender 16 Bit A/D-Wandler mit 1 MHz Summenabtastrate,
  • integrierte Kompensation für Messungen mit Thermoelementen,
  • zusätzliche Frequenz-/Pulsmessung,
  • analoger Ausgang für Spannungen und abgespeicherte Spannungsverläufe,
  • programmierbare Spannungseingänge von ±100 mV bis ±10 V,
  • erweiterbar durch zusätzliches Modul oder USB-Hub und
  • inkl. DaqView Erfassungs- und Visualisierungs-Software

*Dipl.-Ing. Harald Lang ist Geschäftsführer bei Spectra Computersysteme

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