Schneller zum Ergebnis: So wird die mobile Messdatenerfassung effizienter, selbst unter rauen Einsatzbedingungen

Kürzere Entwicklungszeiten, bei gleichzeitig komplexer werdenden Testanforderungen an mechanische Komponenten: Diesen Spagat müssen Entwickler von Fahrzeugen und mobilen Maschinen derzeit meistern. Moderne Messverstärkersysteme helfen dabei, die Tests von Komponenten und ganzen Fahrzeugen schneller und effizienter durchzuführen – und das selbst unter den härtesten Einsatzbedingungen von mobilen Tests. Doch was macht ein Messverstärkersystem eigentlich „effizient“?

Die wichtigsten Faktoren, Messungen schneller und sicherer durchzuführen sind:

  • Schneller Zugriff auf die Testergebnisse

  • Technologien zur Reduzierung der Testeinrichtung

  • Einbindung externer Daten, wie z.B. GPS

  • Schutz von Hardware und Messdaten

  • Ein modularer Aufbau, sodass das System bei vielen verschiedenen Tests schnell einsatzfähig ist.

Schneller Zugriff auf die Testergebnisse

Entscheidend bei der mobilen Messdatenerfassung ist auch die schnelle Auswertung der Daten. Um den Weg von der Datenerfassung und -speicherung bis zur Analyse zu verkürzen, gibt es verschieden Möglichkeiten. Datenrekorder mit vorinstallierter Software ermöglichen die Datenanalyse vor Ort im Rahmen des interaktiven Testens. So kann der Testaufbau je nach Messergebnis unmittelbar angepasst werden bzw. sofort entschieden werden, ob ein Test wiederholt werden muss oder nicht. Benutzerfreundlichkeit, Visualisierungs- und Analyseoptionen sowie die Konvertierungsmöglichkeiten in andere Formate sind hier entscheidend.

Zudem gibt es Datenrekorder mit Web-Interface, was den ortsunabhängigen direkten Zugriff auf die Messdaten ermöglicht. Wenn das Messverstärkersystem per Web-Interface erreicht wird, lassen sich gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Denn zum einen gewinnt der Testingenieur an Zeit, da er nicht ständig beim Testgeschehen mit dabei sein muss. Zudem können ganze Teams gleichzeitig auf die Daten zugreifen und so gemeinsam an einem Testobjekt arbeiten. Dies ist insbesondere dann von Nutzen, wenn die Tests unter rauen Umgebungsbedingungen durchgeführt werden. Web-Interfaces bewähren sich zudem bei sehr langen Testläufen.

Das Web-Interface wird üblicherweise auf der Serverseite (also dem Messverstärkersystem) bereitgestellt. Es ermöglicht also den Zugriff via Internet, Intranet oder lokalem Netzwerk auf dem Web-Server im Messverstärker und damit den Zugang zu der dort installierten Messtechnik-Software – unabhängig vom installierten Betriebssystem. Zudem muss z.B. die hauseigene IT-Abteilung das System nicht integrieren, da es über jeden gängigen Webbrowser läuft.

Datenrekorder mit vorinstallierter Messtechniksoftware ermöglichen die Datenanalyse vor Ort im Rahmen des interaktiven Testens. Schnelle Testergebnisse sind garantiert.
Ob bei Fahrzeugtests oder dem Testen von Baumaschinen: Entscheidend bei der mobilen Messdatenerfassung ist die schnelle Datenauswertung.
Datenrekorder mit Web-Interface erlauben den ortsunabhängigen direkten Zugriff auf die Messdaten – eine ideale Lösung für Langzeittests.

Schnelles Anschließen der Sensoren

Auch eine einfache Einrichtung des Test-Setups hilft bei der Effizienzsteigerung. Hier können z.B. das elektronische Datenblatt im Aufnehmer (TEDS – Transducer Electronic Data Sheet), die Nutzung einer Sensordatenbank und die Möglichkeit zur Offline-Parametrisierung weiterhelfen. Alle diese Techniken dienen dazu, durch die Verkürzung der Einrichtungszeiten der Sensoranbindung möglichst wenig Zeit mit dem Aufbau der Messeinrichtung zu verbringen und damit die Rüstzeiten zu minimieren. Was bedeuten diese Methoden im Einzelnen?

TEDS (Transducer Eletronic Data Sheet):

Wenn Sie Sensoren und Aufnehmer nutzen, die mit einem TEDS-Chip ausgestattet sind, ist deren Anbindung an den Messverstärker innerhalb weniger Sekunden abgeschlossen. Alle Eigenschaften und Parametrierungen des Sensors sind im elektronischen Datenblatt abgespeichert, und der Messverstärker kann diese sofort auslesen. Nach einem Nullabgleich können die Messungen also sofort starten.

Sensordatenbank

Viele Anwender arbeiten auch mit einer Sensordatenbank. Dies ist eine große Datenbank, die alle verwendeten Sensoren und deren Eigenschaften enthält. Mit dem Einlesen der Sensordatenbanken in die Messtechnik-Software wie z.B. HBM catman ist die Parametrierung ebenfalls schnell durchgeführt und Sie sind sofort „messbereit“.

Offline-Parametrierung

Wenn die Messverstärker noch in einem laufenden Test eingesetzt werden, ermöglicht die Offline-Parametrierung bereits die Vorbereitung des nächsten Test-Setups. So können Sie also Ihren nächsten Test schon einrichten, ohne Ihren Messverstärker überhaupt verfügbar zu haben. Hier gibt es wiederum verschiedene Möglichkeiten, die Offline-Parametrierung durchzuführen. Eine davon ist die Nutzung eines Emulators. In diesem Fall wird – bei Nutzung der Standard-Messtechnik-Software -  die Hardware “nachgebildet“. Eine alternative Vorgehensweise wäre die Nutzung eines speziellen Formates in Microsoft Excel. Dies ist besonders interessant, wenn vor allem mit Datenbanken gearbeitet wird. In diesem Fall werden alle Informationen über den Test von verschiedenen Datenbanken in die Excel-Datei geladen, die dann später zum Start der Messung einfach in das Messverstärkersystem importiert wird.

Einbettung externer Daten (z. B. GPS, Feldbusse)

Ein wichtiger Punkt ist auch die Möglichkeit, das Messverstärkersystem mit anderen Datenquellen wie z.B. GPS, Kameras (Video) und Fahrzeug-Busse zu verknüpfen. Dadurch können wichtige Zusatzinformationen z. B. für das Post-Processing und die Datenanalyse gleich mit aufgezeichnet werden. Bedeutende „externe“ Datenquellen sind derzeit:

GPS (Global Positioning System)

Hier wird nichts anderes als die Position und weitere Daten wie z.B. Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Test mitgeführt und in der Datenanalyse in einer Karte dargestellt. Dies ermöglicht die einfache Herstellung von Zusammenhängen – also bestimmten Testereignissen und der Position, in der sich das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt befand.

Video

Immer mehr Tests werden mit Videokameras durchgeführt. Die Nutzung von Videomaterial hilft insbesondere bei der Analyse von speziellen oder sogar extremen Testereignissen. Hier können ein Bild und Messpunkte sehr einfach zusammengeführt werden – und so können Sie beispielsweise sehen, ob das Fahrzeug gerade ein Schlagloch durchfahren hat.

Feldbusse

Moderne Fahrzeuge und mobile Maschinen verfügen standardmäßig über eine wachsende Zahl an Sensoren an Bord. Die Daten dieser Sensoren werden über standardmäßige Feldbusse übermittelt – und diese Daten können natürlich auch in den mechanischen Tests genutzt werden. Das bedeutet, dass nicht noch weitere Sensoren angeschlossen werden müssen, weil die Funktionalität ja bereits vorhanden ist. Eine häufige Herausforderung an Feldbusse ist jedoch, dass  man vor einem Test häufig gar nicht weiß, welche Datenarten später von Interesse sind. Hier ist die Lösung, dass alle Rohdaten einfach aufgezeichnet werden, und diese erst später in der Datenanalyse dekodiert werden.

Schutz von Hardware und Messdaten

Immer mehr Tests verlagern sich in die “reale” Welt mit harschen Umgebungsbedingungen. Dies gilt besonders für die Prototyp-Testphase, in der sichergestellt wird, dass die Fahrzeuge auch unter extremen Wetterbedingungen einsatzfähig sind. Um diese Tests durchführen zu können, müssen aber auch die Messverstärkersysteme den extremen Temperaturen standhalten können und eine außergewöhnliche Datensicherheit gewährleisten. Dies wird auch dadurch begründet, dass solche umfangreichen Tests aus Effizienz- und Kostengründen nicht wiederholbar sind. Die Messverstärkersysteme und Speicher müssen also Kälte, Schocks und Vibrationen standhalten.

SomatXR von HBM ist ein Messverstärkersystem, das nicht nur den Effizienzanforderungen moderner Test-Setups entspricht (inklusive Web-Interface), sondern auch ein hohes Maß an Robustheit aufweist. Doch was bedeutet Robustheit nun ganz konkret? Zunächst gelten hier die mechanischen Charakteristika: Die Module sind ausgelegt für einen Temperaturbereich von -40°C bis +80°C. Auch Messungen über die Taupunkte hinweg sind möglich, weil die Module komplett versiegelt sind und sich somit in ihrem Inneren kein Kondenswasser bilden kann. Die SomatXR-Module verfügen über die Schutzklassen IP65/67, und sind schockfest bis 75 g (folgend dem Military Standard 202G). Dies sind nur (einige) der mechanischen Standards. Mindestens ebenso wichtig ist die Robustheit in Sachen Software und Datensicherheit.

SomatXR CX23-R für unbeaufsichtigtes Testen

Der Datenrekorder SomatXR CX23-R arbeitet mit einem stabilen Linux-Betriebssystem. Auch das verwendete Datenformat selbst ist sehr robust, da es keine Sequenzen beim Speichern benötigt. Auch wenn noch Daten auf den Rekorder geschrieben werden, könnte so  z.B. der erste Teil der Messung bereits ausgelesen werden. Und letztendlich ist auch das verwendete Web-Interface ein Punkt in Sachen Sicherheit: Die Daten sind von überall her erreichbar, egal, wie viele Nutzer auf sie zugreifen oder welches Betriebssystem verwendet wird.

SomatXR CX22B-R für interaktive Fahrzeugtests

Der Datenrekorder SomatXR CX22B-R hingegen wurde speziell für interaktive Fahrzeugtests entwickelt. Auf dem Rekorder ist die Messtechnik-Software catman vorinstalliert, die Daten werden im .bin-Format gespeichert. Auch die  Konvertierung in weitere Formate ist problemlos möglich. CX22B-R erfasst per Ethernet-Verbindung die Daten der SomatXR-Module. Gleichzeitig kann der Datenrekorder via FireWire als Gateway für die direkte Datenübertragung auf den PC genutzt werden. Somit sind zentrale und verteilte Messsysteme realisierbar.

Der Datenrekorder SomatXR CX23-R mit Web-Interface ermöglicht absolut zuverlässige Datenerfassung in rauer Umgebung dank seines robusten Designs und entsprechender Langzeitstabilität.
Der robuste Datenrekorder SomatXR CX22B-R erfasst zuverlässig Messdaten mit der vorinstallierten Messtechnik-Software catman. Die ideale Lösung für Anwendungen wie z. B. interaktive Fahrzeugtests.

Wechselnde Testanforderungen meistern

Im Zusammenspiel mit der Software ermöglichen moderne Messverstärkersysteme also deutliche Effizienzsprünge in der Durchführung von mechanischen Tests an  Fahrzeugen und mobile Maschinen – dies selbst unter extremen Einsatzbedingungen, wie SomatXR zeigt. Noch ein weiterer Punkt ist wichtig: Die Modularität bzw. Flexibilität des Systems. Denn ein flexibles und effizientes Messverstärkersystem soll möglichst in einer Vielzahl unterschiedlicher Tests einsetzbar sein: Also sowohl für kleinere Komponententests während der Entwicklungsphase mit eher geringen Kanalzahlen,  wie auch für große Testrunden kompletter Systeme. Das bedeutet, dass das Messverstärkersystem in der Lage sein muss, zu wachsen und sich auch an wachsende Anforderungen anzupassen.

Diesem Anspruch kommt SomatXR mit seinem modularen Aufbau entgegen. Jedes einzelne Messverstärkermodul kann an einzeln an einen PC angeschlossen werden und dann mit HBM catman oder anderen Messverstärker-Software betrieben werden. Oder aber es kann mit mehreren SomatXR-Modulen als komplettes System verknüpft werden und dann per PC oder Datenrekorder die Daten übermitteln. Darüber hinaus können SomatXR-Module in das Universalmessverstärker-System QuantumX integriert werden. Zusätzliche Datenquellen wie GPS, Kameras und Fieldbusse lassen sich problemlos einbinden, wie auch Test-Automatisierungen über analoge Ausgänge oder Ether-CAT ansteuern.

Fazit: Worauf es beim mobilen Testen ankommt

Tests von Komponenten und Fahrzeugen nehmen eine Schlüsselstellung ein – und sollen dennoch nicht den Entwicklungsprozess aufhalten, sondern in dessen beschleunigtem Takt mithalten können. Ein Schlüssel besteht hier in der Auswahl des passenden Messverstärker-Systems und der dazugehörigen Software, die diesen Effizienzsprung meistert. Mit Web-Interface, integrierter Analyse-Software, einfacher Einbettung externer Datenquellen, Unterstützung von Sensordatenbanken, TEDS und Offline-Parametrierung sowie seinem modularen Konzept bildet das ultra-robuste Datenerfassungssystem SomatXR das Rückgrat moderner Testaufbauten.

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