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Flexible Messdatenerfassung für Entwicklung, Prüfstände und Condition Monitoring
Messdatenerfassung – häufig als DAQ (Data Acquisition) bezeichnet – umfasst die Erfassung, Digitalisierung, Übertragung und Auswertung physikalischer Messgrößen. DAQ-Systeme bilden dabei die Schnittstelle zwischen Sensor und Auswertesoftware: Sie bereiten analoge Sensorsignale auf, wandeln diese in digitale Messwerte um und übertragen die Daten zur Visualisierung, Speicherung und Analyse an einen PC oder ein übergeordnetes System.
Die DAQ-Lösungen von Althen ermöglichen die Erfassung unterschiedlichster Messgrößen und Sensortypen. Je nach Gerät können beispielsweise Spannung, Strom, Temperatur, Widerstand, Dehnung, Schwingung oder Beschleunigung gemessen werden. Neben multifunktionalen USB-Datenerfassungsgeräten stehen spezialisierte Module für DMS-, IEPE- und Vibrationssensoren sowie Beschleunigungsmessungen zur Verfügung.
Für größere oder räumlich verteilte Messsysteme bieten EtherCAT-basierte DAQ-Module eine besonders flexible Lösung. Mehrere Messmodule können über Standard-Netzwerkkabel miteinander verbunden und dezentral in der Nähe der jeweiligen Sensoren installiert werden. Dadurch lassen sich auch komplexe Messaufgaben mit vielen oder weit auseinanderliegenden Messstellen übersichtlich realisieren.
Die Anbindung an leistungsfähige Messsoftware ermöglicht die Konfiguration der Messkanäle sowie die Visualisierung, Aufzeichnung und Analyse der erfassten Daten.
Präzise, vielseitig und skalierbar messen
Die DAQ-Systeme von Althen verbinden flexible Sensoranbindung mit schneller Messdatenerfassung und leistungsfähiger digitaler Signalverarbeitung. Dadurch eignen sie sich sowohl für einzelne Messstellen als auch für umfangreiche verteilte Messsysteme.
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Vielseitige SignalerfassungSpannung, Strom, Temperatur, DMS, IEPE, Widerstand, Beschleunigung und weitere Sensorsignale können je nach DAQ-Modul direkt erfasst und digitalisiert werden.
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Präzise und dynamische MessungenHochauflösende A/D-Wandler mit bis zu 24 Bit sowie Abtastraten von bis zu 50 kS/s ermöglichen sowohl präzise statische als auch dynamische Messungen.
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Modular und skalierbarEtherCAT-basierte DAQ-Module lassen sich einfach miteinander vernetzen und dezentral installieren. Dadurch können Messsysteme flexibel erweitert und an veränderte Anforderungen angepasst werden.
Worauf Sie bei der Auswahl eines DAQ-Systems achten sollten
1. Messgröße und Sensortyp bestimmen
Entscheidend ist zunächst, welche physikalischen Größen gemessen werden sollen. Je nach Anwendung werden unterschiedliche Eingangsmodule für Spannung, Strom, Temperatur, DMS, IEPE-Sensoren, Beschleunigung oder andere Signale benötigt.
2. Signalart und Messbereich berücksichtigen
Sensoren liefern unterschiedliche elektrische Ausgangssignale. Das DAQ-System muss deshalb zum jeweiligen Signalpegel und Messbereich passen. Neben Spannungseingängen können beispielsweise Strom-, Thermoelement-, DMS- oder IEPE-Eingänge erforderlich sein.
3. Anzahl der Messkanäle festlegen
Für einzelne Sensoren genügt häufig ein kompaktes Einkanal- oder Multifunktionsgerät. Bei umfangreicheren Messaufgaben sollten modular erweiterbare Systeme gewählt werden, bei denen zusätzliche Messkanäle und Sensortypen ergänzt werden können.
4. Erforderliche Abtastrate bestimmen
Die notwendige Messgeschwindigkeit hängt stark von der Anwendung ab. Temperatur- oder Langzeitmessungen benötigen meist deutlich geringere Abtastraten als Schwingungs-, Beschleunigungs- oder dynamische Dehnungsmessungen. Für dynamische Anwendungen stehen Geräte mit Abtastraten von bis zu 40 beziehungsweise 50 kS/s zur Verfügung.
5. Auflösung und Messgenauigkeit berücksichtigen
Eine hohe A/D-Auflösung ermöglicht die Erkennung kleiner Signaländerungen. Je nach DAQ-System stehen 16- oder 24-Bit-A/D-Wandler zur Verfügung. Für besonders anspruchsvolle Messungen sollten zusätzlich Eingangsgenauigkeit, Rauschverhalten und Dynamik betrachtet werden.
6. Sensorversorgung und Signalaufbereitung prüfen
Viele Sensoren benötigen eine geeignete Versorgung oder Signalaufbereitung. DMS erfordern beispielsweise eine Brückenspeisung, IEPE-Sensoren eine Konstantstromversorgung. Spezialisierte DAQ-Module integrieren diese Funktionen bereits und reduzieren damit den zusätzlichen Hardwareaufwand.
7. Galvanische Isolation berücksichtigen
Bei industriellen Messungen können Potentialunterschiede und elektrische Störungen die Signalqualität beeinflussen. Galvanisch isolierte Eingänge beziehungsweise isolierte Front-Ends tragen dazu bei, Messsystem und PC voneinander zu entkoppeln und störungsarme Messungen zu ermöglichen.
8. Zentrale oder dezentrale Datenerfassung wählen
Bei räumlich verteilten Sensoren ist es häufig sinnvoll, die Messmodule möglichst nahe an den Messstellen zu platzieren. EtherCAT-basierte Systeme ermöglichen eine dezentrale Architektur und reduzieren dadurch lange analoge Sensorleitungen.
9. Vernetzung und Erweiterbarkeit berücksichtigen
Soll das Messsystem später erweitert werden, ist eine modulare Systemarchitektur besonders vorteilhaft. IOLITE-Module können beispielsweise über EtherCAT in Reihe verbunden werden. Zwischen einzelnen Geräten sind dabei Entfernungen von bis zu 50 Metern möglich.
10. Messsoftware und Datenanalyse einbeziehen
Neben der Hardware spielt die Software eine entscheidende Rolle. Die Messsoftware sollte eine einfache Kanalkonfiguration sowie Funktionen zur Visualisierung, Speicherung, Analyse und zum Export der Daten bereitstellen. Die MonoDAQ- und IOLITE-Geräte bieten hierfür Unterstützung durch Dewesoft.
Unser technisches Expertenteam unterstützt Sie gerne dabei, Sensoren, Signalaufbereitung, DAQ-Hardware und Software optimal auf Ihre Messaufgabe abzustimmen. Kontakt zum Vertrieb
Typische Anwendungen für DAQ-Systeme
DAQ-Systeme kommen überall dort zum Einsatz, wo Sensorsignale präzise erfasst, synchronisiert, gespeichert und analysiert werden müssen.
Typische Anwendungen sind:
- Prüfstände und Testsysteme
- Forschung und Entwicklung
- Maschinen- und Anlagenüberwachung
- Condition Monitoring
- Schwingungs- und Vibrationsmessungen
- Zustandsüberwachung von Lagern und Maschinen
- Dehnungs- und Belastungsmessungen mit DMS
- industrielle Qualitätskontrolle
- Struktur- und Modaltests
- Structural Health Monitoring
- Temperatur- und Klimamessungen
- Strom- und Spannungsmessungen
- Energie- und Leistungsanalysen
- Entwicklung elektronischer Systeme
- IoT- und IIoT-Anwendungen
- Langzeitüberwachung von Maschinen und Bauwerken
Durch die Kombination unterschiedlicher Eingangsmodule können bei komplexen Messaufgaben auch verschiedene physikalische Größen innerhalb eines Systems erfasst und gemeinsam ausgewertet werden.
Haben Sie Fragen?
Gerne unterstützen wir Sie bei der Auswahl des richtigen DAQ-Systems für Ihre Anwendung!
Unsere Services
Häufig gestellte Fragen zu Messdatenerfassungssystemen (DAQ)
Antworten auf die wichtigsten technischen Fragen
Was bedeutet DAQ?
DAQ ist die Abkürzung für „Data Acquisition“ beziehungsweise Datenerfassung. Darunter versteht man die Erfassung physikalischer Messgrößen mit Sensoren und die anschließende Digitalisierung, Übertragung, Speicherung und Auswertung der Messwerte.
Welche Vorteile bietet eine dezentrale Messdatenerfassung?
Bei einer dezentralen Architektur befindet sich das DAQ-Modul nahe am Sensor. Das analoge Sensorsignal muss dadurch nur über eine kurze Strecke übertragen werden. Die weitere Datenübertragung erfolgt digital über das Netzwerk. Dies vereinfacht insbesondere Messsysteme mit weit auseinanderliegenden Messstellen.
Was ist der Vorteil eines modularen DAQ-Systems?
Ein modulares System kann an die jeweilige Messaufgabe angepasst und später erweitert werden. Unterschiedliche Module können beispielsweise für DMS-, IEPE- oder andere Sensorsignale kombiniert werden. Damit muss nicht für jede neue Messaufgabe ein komplett neues Datenerfassungssystem aufgebaut werden.
Wie funktioniert ein DAQ-System?
Ein Sensor wandelt eine physikalische Größe wie Dehnung, Temperatur oder Beschleunigung zunächst in ein elektrisches Signal um. Das DAQ-System bereitet dieses Signal auf und digitalisiert es mit einem A/D-Wandler. Anschließend werden die digitalen Messwerte an einen PC oder ein anderes System übertragen, wo sie visualisiert, gespeichert und analysiert werden können.
Können mit einem DAQ-System auch verschiedene Messgrößen gleichzeitig erfasst werden?
Ja, sofern die eingesetzte Hardware die entsprechenden Eingangssignale unterstützt. Multifunktionale Geräte wie das MonoDAQ-U-X können beispielsweise Spannung, Strom, Temperatur, Dehnung und Widerstand messen. Modulare Systeme ermöglichen darüber hinaus die Kombination verschiedener spezialisierter Eingangsmodule.
Was bedeutet die Auflösung eines DAQ-Systems?
Die Auflösung des A/D-Wandlers bestimmt, wie fein das analoge Eingangssignal digital unterteilt werden kann. Eine höhere Bitzahl ermöglicht grundsätzlich eine feinere Differenzierung kleiner Signaländerungen. Je nach Gerät stehen bei den DAQ-Lösungen von Althen A/D-Wandler mit 16 oder 24 Bit zur Verfügung.
Welche Sensoren können an ein DAQ-System angeschlossen werden?
Das hängt vom jeweiligen Eingangsmodul ab. Die DAQ-Systeme von Althen ermöglichen unter anderem Messungen mit DMS, IEPE-Sensoren und Thermoelementen sowie die Erfassung von Spannung, Strom, Widerstand und Beschleunigung. Multifunktionale Geräte können mehrere Signalarten mit einem einzigen System erfassen.
Können DMS direkt an die DAQ-Systeme angeschlossen werden?
Ja. Spezielle DMS-Module sind für den direkten Anschluss von Dehnungsmessstreifen ausgelegt. Der IOLITEI-1XSTG unterstützt beispielsweise Viertel-, Halb- und Vollbrückenschaltungen und verfügt über eine interne Brückenergänzung für 120- und 350-Ω-DMS. Auch das multifunktionale MonoDAQ-U-X ermöglicht Dehnungsmessungen und den Anschluss von bis zu zwei Vollbrücken.
Wie weit können die Messmodule voneinander entfernt installiert werden?
Bei verschiedenen IOLITE-Geräten können die Module über EtherCAT mit einem Abstand von bis zu 50 Metern zwischen zwei Geräten miteinander verbunden werden. Dadurch können die Datenerfassungsmodule nahe an den jeweiligen Sensoren installiert werden.
Welche Abtastrate benötige ich?
Die erforderliche Abtastrate richtet sich nach der Geschwindigkeit des zu messenden Vorgangs. Langsam veränderliche Größen wie Temperaturen können mit vergleichsweise niedrigen Abtastraten erfasst werden. Für Schwingungen, Beschleunigungen oder andere dynamische Vorgänge sind deutlich höhere Abtastraten erforderlich. Die DAQ-Geräte dieser Produktgruppe erreichen je nach Ausführung bis zu 40 oder 50 kS/s.
Warum eignet sich EtherCAT für die Messdatenerfassung?
EtherCAT ermöglicht die schnelle digitale Übertragung von Messdaten zwischen mehreren miteinander vernetzten Geräten. Bei den IOLITE-Systemen können mehrere DAQ-Module über Standard-Netzwerkkabel hintereinander geschaltet werden. Dadurch lassen sich auch verteilte Messsysteme mit größeren Entfernungen zwischen den einzelnen Messstellen realisieren.
Was ist der Unterschied zwischen einem DAQ-System und einem Datenlogger?
Die Grenzen sind fließend. Ein Datenlogger ist häufig für die eigenständige und teilweise langfristige Speicherung von Messwerten ausgelegt. Bei einem DAQ-System stehen häufig die direkte PC-Anbindung, schnelle Datenerfassung, Signalaufbereitung, Synchronisierung verschiedener Messkanäle und umfangreiche Softwareanalyse im Vordergrund.
Welche Lösung geeigneter ist, hängt daher unter anderem von Messgeschwindigkeit, Kanalzahl, Sensortyp, gewünschter Datenanalyse und der erforderlichen Systemarchitektur ab.
Welche Software wird für die Datenerfassung verwendet?
Die MonoDAQ- und IOLITE-Produkte unterstützen die Dewesoft-Messsoftware. Damit können Messkanäle konfiguriert und Messwerte visualisiert, aufgezeichnet und ausgewertet werden. EtherCAT-basierte IOLITE-Geräte können je nach Ausführung außerdem mit Standard-EtherCAT-Mastern verwendet werden.
Welche DAQ-Lösung eignet sich für Condition Monitoring?
Für die Maschinen- und Zustandsüberwachung sind insbesondere Module für IEPE- und Vibrationssensoren sowie Beschleunigungsmessungen geeignet. Damit können beispielsweise Maschinenschwingungen überwacht, Lagerfehler erkannt oder strukturelle Schwingungen analysiert werden.
Für welche Anwendungen eignet sich das MonoDAQ-U-X?
Das kompakte USB-DAQ eignet sich besonders für vielseitige Messaufgaben mit unterschiedlichen Eingangssignalen. Typische Anwendungen sind industrielle Prüf- und Messaufgaben, Dehnungsmessungen in der Qualitätskontrolle, Condition Monitoring sowie Spannungs-, Strom- und Temperaturmessungen.
