Lückenlose Auto-Range-Technologie für hochdynamische Leistungsanalyse
Leistungsanalysatoren bieten in der Regel eine breite Palette an Messbereichen, von denen jeder auf die Verbesserung der Genauigkeit in seinem spezifischen Bereich zugeschnitten ist. Im Allgemeinen wird für die Auswahl des optimalen Bereichs ein Auto-Range-Algorithmus verwendet. Die Umschaltung zwischen verschiedenen Bereichen erfolgt jedoch nicht sofort und führt zu Messlücken. Mit dem SUB-XV Modul präsentiert DEWETRON eine Lösung für dieses Problem. Das Sub-Modul ermöglich lückenlose Messungen über mehrere Messbereiche für dynamische Lastanalysen.
Bevor wir uns jedoch mit dieser spannenden Technologie befassen, wollen wir uns mit der Bedeutung der Messbereiche und dem aktuellen Stand der Technik beschäftigen.
Abb. 1: DEWETRON SUB-XV Modul
Was ist ein Messbereich?
Dieser bezeichnet einen Wertebereich, in welchem das Messgerät genau und präzise messen kann. Der Messbereich wird in der Regel vom Hersteller des Messgeräts angegeben und ist ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl des geeigneten Geräts für eine bestimmte Anwendung. Er definiert die Mindest- und Höchstwerte, die das Messgerät innerhalb seiner spezifizierten Genauigkeitsgrenzen erfassen kann. Ein Voltmeter mit einem Messbereich von 0-10 Volt misst beispielsweise genau die Spannungen innerhalb dieses Bereichs. Alle Messwerte, die außerhalb dieses Bereichs liegen, führen zu ungenauen Messungen oder direkten Fehlermeldungen am Messgerät.
Warum ist die Wahl des richtigen Messbereichs wichtig?
Die Wahl des richtigen Messbereichs ist entscheidend, um genaue und zuverlässige Messungen zu gewährleisten. Ein zu breiter Messbereich beinträchtig die Genauigkeit der Messwerte und führt zu weniger präzisen Ergebnissen. Andererseits kann ein zu eng begrenzter Messbereich mögliche Signale nicht vollständig erfassen, was wiederum zu fehlerhaften Messergebnissen führen kann. Darüber hinaus beeinflusst die Wahl des Messbereichs die Auflösung des Messgeräts. Ein engerer Bereich bietet in der Regel eine höhere Auflösung und ermöglicht die Erkennung feinerer Änderungen der Messgröße. Dies ist besonders wichtig für die genaue Messung subtiler Signalveränderungen.
Aktueller Stand der Technik
Die heutigen Power Analyzer bieten in der Regel eine breite Palette von Messbereichen. Diese sind jeweils darauf zugeschnitten, die Genauigkeit und Auflösung innerhalb ihres spezifischen Bereichs zu verbessern. In der Regel wird ein Auto-Ranging-Algorithmus verwendet, um automatisch den optimalen Bereich für den aktuellen Messwert zu wählen. Dies birgt jedoch Einschränkungen, da die Umschaltung zwischen den Bereichen nicht instantan erfolgt. Dieser Umschaltvorgang dauert einige 10ms und führt daher zu Datenlücken während der Messung. Folglich eignet sich diese Methode am besten für quasi-statische Tests.
Um den Anforderungen der heutigen dynamischen Leistungsanalyse gerecht zu werden, ist ein alternativer Ansatz erforderlich. Ebensolcher wurde von DEWETRON vor ein paar Jahren eingeführt: der Single Range Input. Dieser Ansatz basiert auf der Nutzung eines einzigen breiten Messbereichs. Dadurch werden Messlücken eliminiert und kontinuierliche Messungen über einen großen Bereich ermöglicht. Aber auch diese Methode hat ihre Grenzen. Sollte es den Messbereich überschreiten wird es abgeschnitten und führt zu fehlerhaften Messergebnissen. Aber auch Geräten mi einem breiten Messbereich mangelt es Präzision. Jedoch ist genau diese für genaue Ablesungen kleiner Eingangssignale erforderlich. Wie man sieht, sind beide Ansätze nicht völlig zufriedenstellend.
| Vorteile | Nachteile | |
|---|---|---|
| Auto Ranging-Algorithmen |
|
|
| Single Range-Input |
|
|
Tab. 1: Vor- und Nachteile von Single Range Input und Auto-Ranging-Algorithmen
DIE LÖSUNG: DEWETRONs lückenlose Auto-Range-Technologie
Eine Lösung für die oben genannten Probleme bietet DEWETRONs lückenlose Auto-Range-Technologie. Das Ergebnis ist ein Multi-Range-Ansatz ohne Multiplexing oder physikalische Umschaltung. Dies bedeutet, dass es die Vorteile der klassischen Auto-Ranging-Methode und der Single-Range-Methode kombiniert.
Die lückenlose Auto-Range-Technologie erfasst je nach Eingangstyp gleichzeitig zwei bis vier physikalische Messbereiche pro Eingangskanal. . Diese Datenströme werden dann durch Überlagerung der abgetasteten Daten des aktiven Kanals von einem Bereich in den nächsten Bereich zusammengeführt. Dies alles geschieht im integrierten DSP mit Mega-Sample-Geschwindigkeit. Darüber hinaus ermöglicht diese Methode, die automatische Kompensation aller DC-Offsets und übertrifft die herkömmliche Auto-Zero-Funktion bei Bereichsumschaltung. Dies ist vor allem in den höheren Messbereichen vorteilhaft. Insgesamt ermöglicht diese Technologie lückenlose Spannungsmessungen in einem Eingangsbereich von 1 bis 1000 V.
Abb. 2: Oben: Spannungsmessungen mit klassischem Instrument mit Lücken durch Bereichsumschaltung. Unten: Lückenlose Spannungsmessung mit SUB-XV-Gerät.
Angesichts zunehmender technischer Herausforderungen und des Bedarfs an Anpassungsfähigkeit für neue Anwendungen ist das SUB-XV-Modul mit seiner implementierten lückenlosen Auto-Range-Technologie die perfekte Lösung. Es kombiniert die Stärken des ursprünglichen Auto-Range-Ansatzes mit lückenlosem, kontinuierlichem Messen und garantiert höchste Flexibilität bei sich ständig ändernden Anforderungen. Besonders nützlich ist dies bei Anwendungen mit schaltenden Lasten und Spannungen sowie bei Leerlauf- und Kurzschlusstests.
DEWETRON überwindet somit die Grenzen beider vorherrschenden Ansätze und bietet eine lückenlose Auto-Range-Technologie. Integriert in das SUB-XV Modul ermöglicht diese Innovation unterbrechungsfreie Spannungsmessungen über mehrere Messbereiche. Durch die Kombination der Vorteile der traditionellen Mehrbereichsanalyse mit dem Single-Range-Ansatz wird eine lückenlose Signalerfassung ohne Einbußen bei der Auflösung gewährleistet. Mit Messbereichen von 1 bis 1000 V bietet DEWETRON eine unvergleichliche Genauigkeit und Zuverlässigkeit.
