Mit intelligenten  Anschlusssteckern bleibt die Messkette flexibel.

Mit intelligenten Anschlusssteckern bleibt die Messkette flexibel. (Bild: Ahlborn)

  • Das Messgerät erkennt den Sensor über den Stecker automatisch nach dem Anstecken.
  • Bei der Kalibrierung muss das Gerät selbst nicht mehr berücksichtigt werden.
  • Tauscht der Anwender die digitalen Sensoren aus, gehen die Kalibrierdaten nicht verloren.

In vielen Bereichen der Automatisierung, der Prozess­industrie oder bei Forschungs- und Entwicklungsaufgaben nehmen vielfältige und komplexe Messaufgaben zu. Die dabei wachsenden Datenmengen zu interpretieren und zu bewerten wird immer schwieriger. Zusätzlich steigen in fast allen Bereichen die Qualitätsstandards, und der Bedarf an Zertifizierungen und Kalibrierungen wird mehr. Daneben stehen Faktoren wie Kosten und Zeit. Die analoge Sensortechnologie stößt hier an ihre Grenzen.

Um erforderliche Messwerte in Datenverarbeitungssysteme zu integrieren, müssen die Messwerte zunächst digitalisiert werden. Wenn analoge, physikalische, chemische oder elektrische Werte schon im Anschlussstecker in digitale Formate umgewandelt werden, bleibt die Messkette am flexibelsten.


Messgerät erkennt Sensor automatisch

Ahlborn entwickelte das Almemo Steckersystem, indem der Hersteller einen Speicherbaustein in den Anschlussstecker und eine programmierte Fühlererkennung einband. Dieser Messtechnikaufbau bedeutet bis heute, dass ein einziges Messgerät oder ein Datenlogger für die Messung fast aller physikalischer, elektrischer oder chemischer Größen passt, nur der Sensor muss getauscht werden.

Das Messgerät erkennt den Sensor über vorkonfigurierte oder frei programmierbare Stecker nach dem Anstecken automatisch. Nach dem Wechsel der Sensoren muss der Anwender am Gerät keine Einstellung vornehmen, sondern er bekommt den Messwert sofort angezeigt. Die Technik ist für einfache Messaufgaben bis hin zur autarken Messdatenerfassung mit individuellem Messaufbau geeignet. Neben messtechnischen Standardaufgaben können Anwender auch komplexe Sonderlösungen realisieren.

Electronic manometers. Modern instruments for measuring pressure.
Stetig wachsende Messdatenmengen müssen zum Auswerten zunächst digitalisiert werden. (Bild: nordroden – stock.adobe.com)

Die Intelligenz sitzt im Anschlussstecker

Die Fortentwicklung des intelligenten Anschlusssteckers führte zu digitalen Lösungen im Bereich der Sensortechnik. Durch leistungsfähigere Mikroprozessoren konnten völlig autarke digitale Fühler geschaffen werden, die selbst wie ein Messgerät funktionieren. Die Intelligenz der digitalen Sensoren sitzt dabei im Anschlussstecker.

Im intelligenten Anschlussstecker Typ Almemo D7 und D6 können Anwender auch individuelle Sensorparameter speichern. Dazu zählen Linearisierungen, Skalierung, Dämpfung, Mittelwertbildung, Messrate oder längere Kommentare, durch die die Sensoren übersichtlich Messplätzen zugeordnet werden können. Über den intelligenten Stecker können Anwender Sensoren völlig unterschiedlicher Anbieter digitalisieren und Messsysteme anbinden.

 

Fühler unabhängig vom Messsystem kalibrieren

Die Digitalisierung von Sensoren ermöglicht es, Messgerät und Sensor bei einer rückführbaren Erst- oder Rekalibrierung getrennt zu betrachten. Bei der Kalibrierung muss das Gerät selbst nicht mehr berücksichtigt werden. Jeder digitale Sensor mit dem intelligenten Anschlussstecker bildet eine abgeschlossene, kalibrierfähige Messkette. Das bedeutet, Anwender können die Fühler zeit- und geldsparend unabhängig vom Messsystem kalibrieren, wobei das Messgerät keinen Unsicherheitsfaktor mehr darstellt. Um eventuelle Prozessstillstände oder hohen Installationsaufwand zu vermeiden, ist lediglich ein weiterer Sensor als Ersatz notwendig.

Außerdem können Anwender mehrere Kalibrierungen gleichzeitig an verschiedenen Fühlern eines Systems durchführen, was die Gesamtkalibrierzeit verringert. Im hauseigenen, akkreditierten Kalibrierlabor ermittelt der Hersteller während der Kalibrierung von Temperatur- und Drucksensoren an jedem Kalibrierpunkt die Fühlerabweichung. Auf Kundenwunsch speichert der Hersteller diese Abweichung für jeden Kalibrierpunkt als Korrekturwert im intelligenten Anschlussstecker. Im Kalibrierzertifikat sind dann die Messwerte für den somit mehrpunktjustierten Fühler eingetragen. Die ausgewiesenen Fühlerabweichungen gehen gegen Null. Messungen innerhalb des kalibrierten Intervalls können dann in kleineren Unsicherheiten durchgeführt werden.

Measuring digital flowmeter.
Neben Sensoren können auch Geräte wie Waagen und Zentrifugen an die Datenlogger angebunden werden. (Bild: nordroden – stock.adobe.com)

Flexible messtechnische Alltagshelfer

Die Digitaltechnologie des Herstellers bietet die Möglichkeit, Geräte wie Waagen, Zentrifugen, Partikelzähler oder eben zahlreiche Sensoren mit analoger oder digitaler Schnittstelle unterschiedlicher Anbieter und auch andere Kommunikationsprotokolle an die Datenlogger anzubinden. Nach erfolgter Anpassung müssen Anwender den Stecker nur in das Messgerät stecken, damit alle Daten und Sensorparameter automatisch erkannt, sofort visualisiert und zentral oder dezentral erfasst werden. Aus bisher schwer zu implementierenden Messgeräten werden flexible messtechnische Alltagshelfer, ohne Programmieraufwand, Parameterumstellung oder Softwareabgleich.


Kalibrierdaten gehen nicht verloren

Durch die digitale Signalübertragung sind am digitalen Sensor beliebige Kabellängen möglich. Elektromagnetische Störungen sind ausgeschlossen, und Messsignale werden störsicher über weite Strecken übertragen. Tauscht der Anwender die digitalen Sensoren aus, gehen die Kalibrierdaten nicht verloren. Überdies haben digitale Sensoren eine hohe Messgeschwindigkeit sowie Auflösung, sind präzise und liefern stabile Messwerte.

Die elektronische Wandlung analoger in digitale Signale vom Sensor zu trennen und die Digitaltechnologie im Anschlussstecker unterzubringen, eröffnet weitere messtechnische Vorteile. So bietet ein digitaler Anschlussstecker Platz für zehn Mess- und Rechenkanäle. Die Darstellungsbereiche im Messgerät können bei Verwendung dieser Stecker auf 200.000 Digits erweitert werden. Die geräteunabhängige Darstellung der Sensorparameter und auch die Konfiguration des Sensors erfolgen über das Sensormenü. Durch die nun mögliche Anbindung von Fremdsensoren aller Anbieter kann die bestehende Messtechnik immer wieder beliebig erweitert werden.

Achema 2024, Halle 11.1 – B64

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Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH

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