n der Industrie ist es essenziell, Messwerte zuverlässig zu erfassen und diese verzögerungs- und störungsfrei zu übermitteln. DMS-Messverstärker sorgen als ein Kernelement der Kraftmesskette für hohe Präzision – auch bei hochdynamischen Test- und Prüfstandsanwendungen. 

In der Wissenschaft und Technik sind Messketten fester Bestandteil von Prüf- und Testverfahren. Dabei ist die Produktion der benötigten Sensoren eine Seite, die andere ist die Entwicklung von Messverfahren und Messeinrichtungen, um Sensoren für konstant präzise Ergebnisse regelmäßig zu kalibrieren. Beide Seiten sind die Kernkompetenz von GTM. Mit einem Entwicklungs- und Produktionsstandort sowie dem angeschlossenen akkreditierten Kalibrierlabor für Kräfte, Momente und Spannungsverhältnisse inmitten Europas verfügt GTM über ein großes Kompetenz-Setup. 

Aufnehmer, Mehrkomponentensysteme, Messeinrichtungen und von GTM entwickelte Verfahren zum Messen und Kalibrieren kommen in Prüfstandsanwendungen in den verschiedenen Branchen zum Einsatz. Sie finden sich zum einen im Bereich der Erforschung und Entwicklung neuer Materialien und Werkstoffe bis hin zu neuen Bauteilen und Strukturen, zum anderen überall dort, wo anspruchsvolle Aufgaben in der Qualitäts- und Prozesskontrolle zu lösen sind. 

Bei den Aufnehmern von GTM sind vor allem die Kraftaufnehmer der Serie K eine etablierte Größe. Sie zeichnen sich durch das integrierende Biegeringprinzip, die hohe Präzision und eine lange Lebensdauer bei konstanten und zuverlässigen Messergebnissen aus. Zudem sind 13.000 Varianten verfügbar. Das jeweils exakt passende Modell lässt sich mittels eines neu entwickelten Online-Konfigurators individualisiert zusammenstellen. 

DMS-Messverstärker digitalisiert Signale analoger Sensoren 

Der DMS-Messverstärker der Serie ILA ist seit 2021 im Programm. Der Inline-Amplifier digitalisiert die Signale analoger DMS-Sensoren wie zum Beispiel Kraftaufnehmer, Drehmomentsensoren oder Wägezellen. Dabei ist er mit einer echten Messrate von 40 kS/s und einer Bandbreite von 2 kHz auch für hochdynamische Test- und Prüfanwendungen sowie anspruchsvolle industrielle automatisierte Anwendungen und Prozesse die perfekte Lösung. Die technischen Schlüsselmerkmale der ILA-Messverstärker im Überblick:

• Ultra-kompakter dezentraler Inline-DMS-Messverstärker,
• Schnittstelle: Ethercat,
• Messeingang: DMS-Vollbrücke 
• 80 Ω–5 k Ω,
• Messrate: 40 kS/s,
• Bandbreite: 2 kHz,
• Genauigkeitsklasse: 0,01,
• IP67 für alle Verstärkeranschlüsse,
• Industrial Power over Ethernet (PoE),
• Distributed Clocks (1 µS).

Ideale Einsatzgebiete für ILA-Messverstärker sind Prüfstände für Material- und Werkstoffprüfung, Komponententests sowie die industrielle Qualitäts- und Prozesskontrolle, und das sowohl für die Neuausstattung als auch für das Retrofitting von Bestandsanlagen.

DMS-Messverstärker und Präzisions-Messdatenerfassung (DAQ) verschmelzen 

Mit seinen vielfältigen Einsatzmöglichkeiten hat der ILA-Messverstärker das Potenzial, die klassische Kraftmesstechnik auf ein neues Level zu heben, so Marcel Richter, Director Product Management & Marketing von GTM. „Mehr und mehr sehen wir, dass zum einen der klassische Schaltschrank weniger im Fokus steht beziehungsweise signifikante Kostenreduktionen möglich sind, wenn man den Schaltschrank obsolet machen würde. Zum anderen wandert die hoch performante Messdatenerfassung (DAQ) ebenfalls in Richtung des dezentralen Ansatzes, in Richtung Aufnehmer. Das bedeutet konkret, dass die beiden etablierten Welten – klassische DMS-Messverstärker im Schaltschrank und Präzisions-Messdatenerfassung (DAQ) – immer mehr miteinander verschmelzen und viele Kunden bereits heute schon neue Lösungen fordern, um den Weg zu smarteren Lösungen aktiv in Angriff zu nehmen.“

Betrachtet man es aus dieser Perspektive, handelt es sich bei dem DMS-Messverstärker der Serie ILA um eine komplett neue Produkt- und Gerätekategorie, die beide Welten vereint. Noch dazu mit einem ausgewogenen Preis-/Leistungsverhältnis – ein wichtiges Argument, insbesondere für neue Prüfanlagen und anspruchsvolle Applikationen, die neben technischen Innovationen den Kostenaspekt nicht aus dem Fokus verlieren dürfen.
Mit einem dezentralen Aufbau der Kraft-Messkette lassen sich klassische Messleitungen einsparen. Alle Mess- und Regeltechniker wissen genau, welche Herausforderung zum Beispiel Frequenzumrichter in Bezug auf EMV-Störungen sein können. Zwar ist der ILA-Verstärker noch immer per analoger Messleitung mit dem jeweiligen Aufnehmer beziehungsweise Sensor verbunden, doch nicht länger als ein bis maximal zehn Meter – dezentral in der Maschine, nah an der Messstelle. Hinter dem Messverstärker geht es dann einfach und effizient mit handelsüblichen Ethernet-Leitungen (CAT5 und aufwärts) zum Netzwerkswitch oder direkt in die Steuerung weiter. Der große Kundenvorteil dieses Ansatzes: Messverstärker und DMS-Aufnehmer bilden keine untrennbare Einheit, sodass Kunden damit maximal flexibel sind, sollte ein Tausch der einzelnen Komponenten (Aufnehmer oder Messverstärker) im Lauf des gesamten Lebenszyklus der gesamten Messkette notwendig sein.

Messleitung wird überflüssig 

Damit dieser Ansatz auch in rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig funktioniert, besitzt der ILA-Messverstärker IP67-Anschlüsse – sowohl für den M12-Aufnehmer-, als auch für den RJ45-Anschluss für die Steuerung und die Versorgung. Alle Anschlüsse sind auf Plug & Play ausgelegt, sodass zum Beispiel Verdrahtungsfehler über den gesamten Lebenszyklus vermieden werden können und die Installationszeit im Feld signifikant reduziert wird. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, dass der Messverstärker mittels industriellem Power-over-Ethernet (PoE) gespeist wird. Aus GTM-Sicht ebenfalls unverzichtbar, um einen dezentralen Ansatz nah am Sensor zu realisieren. Hierbei wird die Ethercat-Kommunikation und -Versorgung bis zum ILA über handelsübliche Ethernet-Leitungen (CAT5 und aufwärts) realisiert. 

Als Teil einer Messkette lassen sich die ILA-Messverstärker von GTM auch mit mehreren DMS-Sensoren beziehungsweise Messketten kombinieren – pro DMS-Sensor ein Verstärker – und per Plug & Play als Daisy-Chain verbinden. Selbst DMS-Aufnehmer anderer Hersteller sind hier nicht ausgenommen. Die klassische lange Messleitung vom Schaltschrank zu jedem Aufnehmer entfällt somit. Mit der Unterstützung der Ethercat-Schnittstelle, die inzwischen in dem Test & Measurement-Marktumfeld ein gesetzter Quasi-Standard ist, ist der ILA-Messverstärker zukunftssicher – und das auch für anspruchsvolle Anwendungen der Qualitäts- und Prozesskontrolle. Integrierte Filterfunktionen sowie die Möglichkeit, hochdynamische Messungen per Distributed Clocks (1 µS) auch bei dezentraler Netzwerkstruktur synchron in der Steuerung weiter zu verarbeiten, runden das Gesamtpaket ab. 

Autorin
Martina Orasmaa, Marketing & Communication Manager