Wei­te­re  In­fo­cen­ter-The­men : Ther­moakus­tik | Si­gnal­ver­ar­bei­tung | Vi­sua­li­sie­rung

Für den Ein­satz in ex­plo­si­ons­ge­fähr­de­ten Um­ge­bun­gen un­ter­lie­gen ATEX zer­ti­fi­zier­te Pro­duk­te stren­gen Qua­li­täts- und Si­cher­heits­an­for­de­run­gen.Der Be­griff ATEX steht für die Ab­kür­zung des fran­zö­si­schen Be­griffs „at­mo­s­phères ex­plo­si­bles“ und ist zu­gleich eine Kurz­be­zeich­nung für die eu­ro­päi­sche Richt­li­nie 2014/34/EU, die das Ziel ver­folgt, ein ein­heit­li­ches Si­cher­heits­le­vel auf dem Ge­biet des Ex­plo­si­ons­schut­zes zu ge­währ­leis­ten.

Den IfTA Char­geAm­pli­fier La­dungs­ver­stär­ker gibt es auch in einer ATEX Ver­si­on für die Ver­wen­dung in ex­plo­si­ons­ge­fähr­de­ten Be­rei­chen.

Dif­fe­ren­ti­el­les Mes­sen ist ein Ver­fah­ren das mög­lichst to­le­rant ge­gen­über Stör­ein­strah­lung ist. Dabei wird das Si­gnal statt auf einem Lei­ter, wie z.B. bei nor­ma­len BNC Ver­bin­dun­gen, auf zwei Lei­tern mit un­ter­schied­li­cher Po­la­ri­tät über­tra­gen. Es wird auch sym­me­tri­sche bzw. dif­fe­ren­ti­el­le Si­gnal­über­tra­gung ge­nannt. Der Emp­fän­ger er­mit­telt das Nutz­si­gnal durch Dif­fe­renz­bil­dung zwi­schen den bei­den Si­gnal­lei­tern wobei sich ein­ge­strahl­te Stö­run­gen ge­gen­sei­tig aus­lö­schen uns es hier­durch um eine Über­tra­gung han­delt die ro­bust gegen Stör­ein­strah­lung ist. Ins­be­son­de­re bei der La­dungs­mes­sung ist dies von Vor­teil, weil das Si­gnal hier im Ver­hält­nis zu mög­li­chen Stör­ein­strah­lun­gen sehr klein ist. Es wird des­halb zum Bei­spiel bei Hochtem­pe­ra­tur­sen­so­ren ein­ge­setzt.

Die Gal­va­ni­sche Tren­nung be­zieht sich in der Mess­tech­nik auf die po­ten­ti­al­freie Iso­lie­rung zwi­schen Mess­ket­te und Mess­sys­tems. Sie dient dem Schutz der Mess­ein­gän­ge und ver­hin­dert Brumm­schlei­fen. Ins be­son­de­re bei großen Ma­schi­nen kann an un­ter­schied­li­chen Mess­stel­len der Ma­schi­ne auch ein un­ter­schied­li­ches Po­ten­ti­al vor­lie­gen. Ohne eine Tren­nung würde hier ein Aus­gleichss­trom über das Mess­ge­rä­te flie­ßen an dem die Mess­ket­ten an­ge­schlos­sen sind.

Die Tren­nung kann ana­log oder di­gi­tal er­fol­gen. Ana­lo­ge Trenn­ver­stär­ker las­sen sich hier ein­fach zwi­schen den Ein­gang des Mess­ge­räts und der Mess­ket­te schal­ten füh­ren je­doch zu einem er­höh­tem Rau­schen. Bes­ser ist die Tren­nung nach der ana­log-di­gi­tal Wan­de­lung der Ein­gangs­si­gna­le. Ideal ist eine ei­ge­ne Tren­nung pro Ein­gangs­ka­nal. Bei preis­güns­ti­ger Mess­tech­nik fehlt die gal­va­ni­sche Tren­nung meist oder nicht ein­zeln pro Kanal aus­ge­führt.

Die IfTA Ein- & Aus­gang­mo­du­le haben eine Gal­va­ni­sche Tren­nung, bei den AD4 Mo­du­len sogar pro Kanal.

In­te­gra­ted Elec­tro­nic Piezo Elec­tric (IEPE) stellt einen In­dus­trie­stan­dard für hoch­emp­find­li­che pie­zo­elek­tro­ni­sche Sen­so­ren mit in­te­grier­ter Im­pe­dan­zwand­ler- Elek­tro­nik dar.  Mit­tels in­te­grier­tem La­dungs­ver­stär­ker wer­den hoch­im­pe­dan­te Si­gna­le des Sen­sors in nie­de­rim­pe­dan­te Span­nungs­si­gna­le um­wan­delt und las­sen sich fast ver­lust- und stö­rungs­frei über lange Lei­tun­gen über­tra­gen. Her­vor­zu­he­ben ist die Mög­lich­keit, Ver­sor­gungs­strom und Sen­sor­si­gnal in einem ein­zel­nen Koaxi­al Kabel zu in­te­grie­ren. Dies wird durch eine ein­fa­che Über­la­ge­rung von Gleich­strom, als Ver­sor­gungs­stroms und Wech­sel­strom, als Sen­sor­si­gnal er­reicht.

An­ge­wandt wird die­ser Stan­dard auf Sen­so­ren wie z.B. Be­schleu­ni­gungs-, Kraft- und Druck­sen­so­ren oder auch Mi­kro­fo­nen und un­ter­schei­det sich je nach Her­stel­ler in der Be­zeich­nung. ICP© (in­te­gra­ted cir­cuit pie­zo­elec­tric), CCLD© (con­stant-cur­rent line-drive), IsoTron© oder Del­taTron© sind hier ei­ni­ge Bei­spie­le.

Das IfTA AD4-IEPE & AD4-Pro Modul bie­ten eine op­tio­nal per Soft­wa­re zu­schalt­ba­re IEPE Spei­sung und kön­nen ent­spre­chen­de Sen­so­ren oder auch La­dungs­ver­stär­ker, wie den IfTA Char­geAm­pli­fier spei­sen.

Ein La­dungs­ver­stär­ker bzw. La­dungs-Span­nungs­wechs­ler, dient in der elek­tri­schen Mess­tech­nik dem Zweck, meist ge­rin­ge La­dun­gen in eine dazu pro­por­tio­na­le Span­nung um­zu­wan­deln. Vor allem fin­det die La­dungs­ver­stär­kung be­son­ders An­wen­dung in Be­rei­chen, in denen es gilt, ex­trem ge­rin­ge La­dungs­men­gen zu mes­sen, wie zum Bei­spiel bei pie­zo­elek­tro­ni­schen Hochtem­pe­ra­tur Sen­so­ren. 

Der IfTA Char­geAm­pli­fier La­dungs­ver­stär­ker er­laubt die Ver­stär­kung von dif­fe­ren­ti­el­len La­dungs­si­gna­len.

Sen­sor­knacker stel­len bei der La­dungs­ver­stär­kung von Hochtem­pe­ra­tur­sen­so­ren eine be­son­de­re Her­aus­for­de­rung dar. Sie ent­ste­hen, wenn ein sol­cher Sen­sor so schnell er­hitzt wird, dass sich ther­mi­sche Span­nun­gen im Pie­zo­ele­ment auf­bau­en. Bei einer plötz­li­chen Ent­span­nung des Ma­te­ri­als kön­nen dann schlag­ar­tig große La­dungs­men­gen frei­ge­setzt wer­den. In ein­fa­chen La­dungs­ver­stär­kern kann die­ser so­ge­nann­te Pop­korn-Ef­fekt neben dem py­ro­elek­tri­schen Ef­fekt die Elek­tro­nik se­kun­den­lang über­steu­ern und den Sen­sor ef­fek­tiv blind ma­chen.

Unter der Schir­mung elek­tro­ni­scher Gerä­te ver­steht man das Fern­hal­ten von elek­tri­schen und ma­gne­ti­schen Fel­dern von oder zu die­sen Gerä­ten, um eine stö­rungs­frei Si­gnal­über­tra­gung und -ver­ar­bei­tung zu ge­währ­leis­ten.

Un­se­re Ein- und Aus­gangsmo­du­le er­lau­ben das Auf­le­gen eines Schir­mes und er­mög­li­chen so das ge­eig­ne­te Er­dungs­kon­zept zu rea­li­sie­ren.