Ladungsverstärker. Elektronik & Software. Mehrkanal-Labor-Ladungsverstärker. Typ 5080A...

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1 Elektronik & Software Mehrkanal-Labor- Typ 5080A... Dieser universelle Labor- ist besonders geeignet für Kraft- und Drehmomentmessungen mit piezoelektrischen Dynamometern oder Messplattformen. Piezoelektrische Kraftsensoren geben eine elektrische Ladung ab, welche sich proportional zu der auf den Sensor einwirkenden Last verändert. Der wandelt dieses Ladungssignal in eine proportionale Spannung um. Mehrkanal- Piezotron -Eingang (optional) Steckplätze für bis zu 8 Module Analoger 6-Komponenten-Summierrechner Grosser Messbereich USB- und RS-232C-Schnittstelle für Fernbedienung Geeignet für Datenerfassungssoftware DynoWare Typ 2825A Beschreibung Der Mehrkanal- Typ 5080A ist Nachfolgemodell der Typ 507B und 509B. Dank seiner modularen Bauweise können bis zu acht -Module eingesetzt werden. Das -Modul Typ 5067A0 mit BNC-Anschluss ist Standard. Piezotron-Module Typ 5067A2 können optional eingebaut werden. Der im Lieferumfang enthaltene 6-Komponenten-Summierrechner Typ 5245 berechnet die resultierende Kraft sowie die drei Komponenten des resultierenden Momenten-Vektors in realtime. Dynamometerspezifische Werte, die für die Momentenberechnung benötigt werden, können direkt am Gerät eingestellt werden. Das LC-Display zeigt alle Einstellungen eines Messkanales. Mit dem Druck- und Drehknopf wird der Messkanal angewählt, angezeigt und eingestellt. Sämtliche Funktionen können auch extern über USB 2.0 oder RS-232C kontrolliert werden. Anwendungen Der Labor- eignet sich für allgemeine Kraftmessungen, speziell für Zerspankraftmessungen mit Kistler- Dynamometern und Radkraftmessungen an Reifenprüfständen, vor allem dann, wenn ein grosser Messbereich oder eine hohe Signalqualität gefordert ist. Der Typ 5080A kann in der Forschung und der Entwicklung verwendet werden. Anzeige Displayed Angezeigter Menü Menu channel Kanal Messbereich Measuring range Zustandsanzeige/ Status indication/ Remote Control remote control Sensorempfindlichkeit sensitivity Einstellsperre Key lock Messwert Measuring value Messmodus/ Measuring mode/ Tiefpassfilter Low filter Zeitkonstante time constant Kontrast Contrast Trigger-Status status Skalierfaktor Scale Technische Daten Ladungseingang BNC neg. Messbereich FS pc ± Messfehler (0 50 C) FS 2... <0 pc % <±2 FS 0... <00 pc % <±0,6 FS < pc % <±0,3 Drift, Messart DC (Long) bei 25 C, max. relative Luft- pc/s <±0,03 feuchtigkeit r.f. von 60 % bei 25 C, max. relative Luft- pc/s typ. <±0,05 feuchtigkeit r.f. von 70 % bei 50 C, max. relative Luft- pc/s <±0,3 feuchtigkeit r.f von 50 % Überlast (Overload) %FS ±0 Seite /9

2 Low-Impedance (Piezotron ) / Spannungseingang an Dual-Mode- Modul Typ 5067A2 BNC neg. Messbereich FS mv ±20 ± ) Messfehler ( C) FS <00 mv % <±3 FS 00 mv... < V % <± FS V % <±0,5 Drift, Messart DC 00 V FS (Gain = 0,) bei 25 C, max. relative Luft- mv/s <±0,03 feuchtigkeit r.f. von 60 % bei 25 C, max. relative Luft- mv/s typ. <±0,05 feuchtigkeit r.f. von 70 % bei 50 C, max. relative Luft- mv/s <±0,3 feuchtigkeit r.f. von 50 % Max. Gleichtaktspannung zwischen V <±25 Ein- und Ausgangsmasse Modus Piezotron Stromversorgung (einstellbar) ma/% /±25 ma/% /±0 Eingangsspannungshub V ) ) Abhängig von der Piezotronstromversorgung; min. 24 V 2) max. erlaubte Eingangsspannung Spannungsausgang an / Dual-Mode-Modul Typ 5067 BNC neg. Ausgangsspannung V ±0/ Ausgangsstrom ma 0... ±2 Ausgangsimpedanz Ω 0 Mess-Sprung Mess-Sprung (Long) kompensiert Korrekturzeit, inklusive Verzögerungszeit ms <5 Nullpunktfehler (Reset) mv <±2 Ausgangsstörsignal (0, Hz... MHz), Charge-Modus, Bereich FS, TP-Filter aus (200 khz) 2... <0 pc mvpp typ./max. 30/ <00 pc mvpp typ./max. 8/ pc mvpp typ./max. 4/8 Ausgangsstörsignal (0, Hz... MHz), Piezotron- und Spannungs- Modus, Bereich FS, TP-Filter aus (200 khz) Gain (Bereich FS 0 V) mvpp typ./max. 4/8 Gain 2 (Bereich FS 5 V) mvpp typ./max. 6/2 Gain 0 (Bereich FS V) mvpp typ./max. 0/20 Frequenzgang des / Dual-Mode-Moduls Typ 5067 DC (Long), TP-Filter aus Frequenzbereich ( 3 db) khz 0... >200 Gruppenlaufzeit μs 2 Spannungsausgang an Summierkarte Typ 5245 ohne Piezotron - Option D-Sub 5f Analogausgänge 8 -Ausgänge (analog) 6 Ausgangsspannung V 0... ±0 Ausgangsstrom ma 0 ±2 Ausgangswiderstand Ω 0 Nullpunktfehler (RESET) mv <±4,5 Messfehler (0 50 C) FS <0 pc % typ./max. <±,/<±2, FS <00 pc % typ./max. <±0,4/<±0,7 FS 00 pc % typ./max. <±0,2/<±0,4 Ausgangsstörsignal (0, Hz MHz) auf Analogausgang 2 pc... <0 pc mvpp typ./max. 35/55 0 pc... <00 pc mvpp typ./max. 9/7 00 pc pc mvpp typ./max. 5/9 auf -Ausgang (analog) 2 pc... <0 pc mvpp typ./max. 50/70 0 pc... <00 pc mvpp typ./max. 24/32 00 pc pc mvpp typ./max. 20/28 Frequenzbereich ( 3 db) Analogausgang khz 0 >80 -Ausgang (analog) khz 0... >80 Spannungsausgang an Summierkarte Typ 5245 mit Piezotron - Option D-Sub 5f Analogausgänge 8 -Ausgänge (analog) 6 Ausgangsspannung V 0... ±0 Ausgangsstrom ma 0 ±2 Ausgangswiderstand Ω 0 Nullpunktfehler (RESET) mv <±4,5 Messfehler (0 50 C) Modus Ladung FS <0 pc % typ./max. <±,3/<±2, FS <00 pc % typ./max. <±0,5/<±0,7 FS 00 pc % typ./max. <±0,3/<±0,4 Modus Spannung / Piezotron FS <00 mv % typ./max. <±2/<±4 FS < V % typ./max. <±/<±2 FS V % typ./max. <±0,8/<±,5 Ausgangsstörsignal (0, Hz MHz), Modus Ladung / Spannung auf Analogausgang 2 pc... <0 pc mvpp typ./max. 35/55 0 pc... <00 pc mvpp typ./max. 3/7 00 pc pc mvpp typ./max. 9/3 auf -Ausgang (analog) 2 pc... <0 pc mvpp typ./max. 50/70 0 pc... <00 pc mvpp typ./max. 24/32 00 pc pc mvpp typ./max. 20/28 Seite 2/9

3 Ausgangsstörsignal (0, Hz MHz), Modus Piezotron auf Analogausgang Gain (Range FS 0 V) mvpp typ./max. 0/5 Gain 2 (Range FS 5 V) mvpp typ./max. /7 Gain 0 (Range FS V) mvpp typ./max. 5/25 auf -Ausgang (analog) Gain (Range FS 0 V) mvpp typ./max. 25/30 Gain 2 (Range FS 5 V) mvpp typ./max. 26/32 Gain 0 (Range FS V) mvpp typ./max. 30/40 Frequenzbereich ( 3 db) Analogausgang khz 0 >80 -Ausgang (analog) khz 0... >80 Eingangspegel High (Reset, Stopp-Trigger) V >3,5 oder Eingang offen Low (Messen, Start-Trigger) V/mA < / <4 Max. Eingangsspannung V ±30 Speisung (Ausgang) VDC Ausgangsstrom (kurzschlussfest) ma <200 Steckerbelegung Pin VDC Pin 2 EGND Pin 5 /Measure Pin 6 DGND Zeitkonstanten Zeitkonstante für Short-/Medium- Bereich FS Ladung, (Spannung) Ž Ž2 pc... <27 pc s 0,033/3,3 ( Ž20 mv... <2 70 mv) Ž Ž27 pc... <4 77 pc s 0,42/42 ( Ž2 70 mv... < mv) Ž4 77 pc... < pc s 0/ 000 Ž Ž pc pc s 220/ Zeitkonstante für Long- Bereich FS Ladung, (Spannung) Ž<27 pc (<Ž2 70 mv) s pc pc s ( 2 70 mv mv) Driftkompensation (DrCo) für Motorensignale Arbeitsbereich (4-Takt) /min Kompensationsbereich pc/s ±8... ±280 Arbeitsbereich pc ±50... ± Tiefpassfilter (zuschaltbare Tiefpassfilter-Funktionen) Filtertyp Butterworth Ordnung 2. Grenzfrequenzen ( 3 db) Hz 0, 20, 30, 00, 300, 600 khz, 2, 3, 6, 0, 22, 30, 60, 00, (off) Toleranz ( 3 db) % <±0* * (6 khz Filter ±5 % Toleranz) Messwerterneuerung auf LCD Momentanwert s 0,3 Fernsteuerung "Remote Control" (Digitaler Eingang und 24 V Speisung), Remote-/Measure-Eingang und Triggerfunktion mit 0 kω pull-up auf +5 V Typ D-Sub 9f RS-232C-Schnittstelle (galvanisch getrennt) EIA/TIA Standard RS-232C (V.24) D-Sub 9f Steckerbelegung Pin 2 RxD Pin 3 TxD Pin 5 GND RS Max. Kabellänge bei bps m < bps m <5 Max. Eingangsspannung, dauernd V <±20 Max. Spannung zwischen Signalmasse und Schutzerde V RMS <20 Baud-Raten bps 200/9 600/ 9 200/38 400/ /5 200 Data-Bit 8 Stop-Bit Parität Keine SW-Handshake Kein USB-2.0-Full-Speed-Schnittstelle USB Typ B Max. Kabellänge m 5 Treiber FTDI VCP (Virtual COM Port) Netzanschluss Netzsteckertyp (2P+E, Schutzklasse I) Typ IEC 320C4 Spannung VAC Spannungstoleranz % ±0 Netzfrequenz Hz Leistungsaufnahme VA 95 Spannung zwischen Signalmasse und Schutzerde V RMS max. 40 DC-Speisung (Option) Eingangsbereich VDC Stromaufnahme A <8 Einschaltstrom A 5 Seite 3/9

4 Weitere technische Daten Schutzart (DIN40050) IP 40 (IEC 60529) Betriebstemperatur C Min./Max. Temperatur C 0/50 Vibrationsfestigkeit (20 Hz... 2 khz, Dauer 6 min, Zyklus 2 min) gp <0 Stossfestigkeit ( ms) gp <200 Gehäuseabmessungen mit Rahmen (WxHxD) mm 497x4x300 ohne Rahmen (WxHxD) mm 482x32,5x 236,25 Gewicht kg 0 Bild : Abmessungen Typ 5080A... Seite 4/9

5 3-Komponenten-Kraftmessung F x, F y, F z mit 3-Kanal- Dynamometer Typ 99AAx, 929AA, 9253B, 9255C, 9257B, 9265B Kabel Typ 5080Axx3x00 X Typ 687B5 Typ 688B5 Z Y neg. Typ 689B5 3 Ausgangssignale von Schnittstelle Typ 5245 Bild 2: Beispiel einer Messkette mit Standard-Dynamometer Messwertverarbeitung Zur Datenerfassung eignet sich DynoWare Typ 2825A... Σ 6 Σ 5 Σ 4 Σ 3 Σ 2 Σ GND 9 Ch 8 Ch 7 Ch 6 Ch 5 Ch 4 Ch 3 F z Ch 2 F y Ch F x 4-Komponenten-Kraft- und Momentmessung M z, F z, F y, F x mit 4-Kanal- Dynamometer Typ 9272 Kabel Typ 5080Axx4x002 Typ 677A5 Typ 678A5/A0 neg. neg. Typ 679A5 Bild 3: Beispiel einer Messkette mit Dynamometer Typ 9272 Messwertverarbeitung Zur Datenerfassung eignet sich DynoWare Typ 2825A... 4 Ausgangssignale von Schnittstelle Typ 5245 Σ 6 Σ 5 Σ 4 Σ 3 Σ 2 Σ GND 9 Ch 8 Ch 7 Ch 6 Ch 5 Ch 4 F x Ch 3 F y Ch 2 F z Ch M z Seite 5/9

6 6-Komponenten-Kraft- und Momentmessung F x, F y, F z, M x, M y, M z mit 8-Kanal- Sobald alle 8 Messkanäle belegt sind, ist es möglich F x, F y, F z, M x, M y, M z über die Schnittstelle Typ 5245 zu berechnen. Die errechneten Signale können über den 5-poligen D-Sub- Stecker abgenommen werden. Dynamometer Typ 99AAx, 929AA, 9253B, 9255C, 9257B, 9265B Kabel Typ 5080Axx80004 Mx a a 4 Fx 3 Fz Mz Fy 2 My Typ 677A5 neg. Typ 679A5 Typ 678A5/A0 neg. b b 8 Ausgangssignale und 6 berechnete Ausgangssignale von Schnittstelle Typ 5245 M z Σ 6 Ch 8 F z4 M y Σ 5 Ch 7 F z3 M x Σ 4 Ch 6 F z2 F z Σ 3 Ch 5 F z F y Σ 2 Ch 4 F y2+3 Bild 4: Beispiel einer Messkette mit Standard-Dynamometer F x Σ GND Ch 3 F y+4 Ch 2 F x3+4 9 Ch F x+2 Messwertverarbeitung Die sechs Komponenten F x, F y, F z, M x, M y, M z werden vom Summierrechner analog und im Realtime-Modus berechnet. Zur Datenerfassung eignet sich DynoWare Typ 2825A. Mit DynoWare können aber auch die sechs Komponenten aus den acht Ausgangssignalen vom berechnet werden. Berechnungsformel F x = F x+2 + F x3+4 F y = F y+4 + F y2+3 F z = F z + F z2 + F z3 + F z4 M x = [b (F z + F z2 F z3 F z4)] km x M y = [a ( F z + F z2 + F z3 F z4)] km y M z = [b ( F x+2 + F x3+4) + a (F y+4 F y2+3)] km z Eingabewerte Typ 5080A a = Abstand der Sensorachse von der y-achse b = Abstand der Sensorachse von der x-achse km x, km y, km z = Korrekturfaktor von Momentenkalibrierung (nur sofern verfügbar) Werte a, b von Standard Dynamometer Typ a b mm mm 99AA 28,5 24,5 99AA2 28,5 32,5 929AA 33 50,5 9253B C B 30 57,5 9265B 30,5 58,5 Seite 6/9

7 5-/(6-)Komponenten-Kraft- und Momentmessung F x, F y, F z, M x, (M y), M z mit 8-Kanal- RoaDyn Messnabe Typ Kabel Typ 5080Axx80004 Typ 677A5 Typ 678A0 neg. 8 Ausgangssignale und 5 (6) berechnete Ausgangssignale von der Schnittstelle Typ 5245 Bild 5: Beispiel einer Messkette mit RoaDyn Messnabe Typ (M y) Σ 6 M x Σ 5 M z Σ 4 F y Σ 3 F z Σ 2 F x Σ GND 9 Ch 8 F y4 Ch 7 F y3 Ch 6 F y2 Ch 5 F y Ch 4 F z3+4 Ch 3 F z+2 Ch 2 F x2+3 Ch F x+4 Messwertverarbeitung Die fünf (sechs) Komponenten F x, F y, F z, M x, M z, (M y) werden vom Summierrechner analog und im Realtime-Modus berechnet. Berechnungsformel F x = F x+4 + F x2+3 F z = F z+2 + F z3+4 F y = F y + F y2 + F y3 + F y4 M z = [a (F y + F y2 F y3 F y4)] km z M x = [b ( F y + F y2 + F y3 F y4)] km x (M y) = [b ( F x+4 + F x2+3) + a (F z+2 F z3+4)] km y Werte a, b von Dynamometer Typ a b mm mm Eingabewerte für Typ 5080A a = Abstand der Sensorachse von der y-achse b = Abstand der Sensorachse von der x-achse km x, km z, (km y) = Korrekturfaktor von Momentenkalibrierung (nur sofern verfügbar) Seite 7/9

8 Mitgeliefertes Zubehör Typ 5080A mit länderspezifischem Netzkabel USB-Anschlusskabel Typ A auf B; Länge,8 m Typ Bedienungsanleitung CD-ROM mit USB-Treiber und Flash loader Kalibrierschein D-Sub 9-pol. 5 m Bild 6: RS-232C Schnittstellenkabel Typ 200A27 D-Sub neg. 9-pol. Zubehör (optional) RS-232C-Schnittstellenkabel, l = 5 m, Null-Modem DB-9P/DB-9S, USB-Kabel (USB-A/USB-B) l = 2 m, verriegelbar USB-Kabel (USB-A/USB-B) l = 5 m, verriegelbar Verbindungskabel für Signalausgänge von Einschub Typ 5245 zur Datenerfassung * ) Induktiver Näherungsschalter, generiert ein externes Triggersignal zum Start der Messung mit DynoWare Typ 2825A-02 Verteilerkasten Eingang: Fischer 9-pol. neg. Ausgang: 3 x BNC neg. Verteilerkasten Eingang: Fischer 9-pol. neg. Ausgang: 8 x BNC neg. Verbindungskabel BNC BNC Typ/Art. Nr. 200A27 200A27AL2 200A27AL5 700AA2 2233B 5407A 5405A 60B Bild 7: Bild 8: Verbindungskabel Typ 700AA2 5 m Induktiver Näherungsschalter Typ 2233B * ) Verbindungskabel für Ausgangssignal vom (BNC neg.) zur Datenerfassung. Für mehr Informationen siehe Datenblatt DynoWare Typ 2825A (2825A_000-37) Seite 8/9

9 Bestellschlüssel Typ 5080A 0 0 Gehäuse Ausführung als 9"-Rack-Einschub 0 nach DIN 4494; Breite 84 TE und Höhe 3 HE Desktop Version mit Rahmen Stromversorgung VAC +/ 0 % VDC Zu beachten: Summierrechner-Interface Typ 5245 ist im Lieferumfang enthalten Module sollten idealerweise von links nach rechts ohne Unterbrechung ins Gehäuse gesteckt werden Es können -Module und Dual-Module auf den acht Einschubplätzen gemischt werden Die Frontplatte mit dem 9-poligen Fischer-Stecker (Kabeladapter) muss direkt links vom LC-Display eingebaut werden Anzahl - Module mit BNC* Keine Module 0 Kanal 2 Kanäle 2 3 Kanäle 3 4 Kanäle 4 5 Kanäle 5 6 Kanäle 6 7 Kanäle 7 8 Kanäle 8 Bild 9: -Modul Type 5067A0 Dual-Mode-Modul mit Ladungseingang (BNC) und Spannungseingang (BNC) für Sensoren mit eingebauter Piezotron -Elektronik* Keine Module 0 Kanal 2 Kanäle 2 3 Kanäle 3 4 Kanäle 4 5 Kanäle 5 6 Kanäle 6 7 Kanäle 7 8 Kanäle 8 Bild 0: Dual-Mode Verstärker-Modul (Piezotron ) Typ 5067A2 Adapterplatte mit Ladungseingang Fischer 9-polig neg. (verbunden auf BNC) Blindplatte (ohne Fischer-Stecker) 0 3-Kanal 4-Kanal 2 6-Kanal 3 8-Kanal 4 * Anzahl der Module: max. 8; nicht benutzte Modul-Slots werden mit Blindplatten versehen. Bild : Adapterplatte Typ 5435Ax für Kabel, Eingang Fischer 9-pole neg. und Ausgang BNC Seite 9/9