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Research Collection

Report

MessdatenerfassungssystemBedienungsanleitung

Author(s): Popper, Rudolf

Publication Date: 2003

Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-006107701

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Professur Holzwissenschaften Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zentrum CH-8092 Zürich

Int. Bericht ETHZ/HW-HP-LZfP Nr. 16

Messdatenerfassungssystem

Bedienungsanleitung

R. POPPER

Zürich, 11. Februar 2003

R. Popper: Bedienungsanleitung

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 3

2 Hardware-Konfiguration 3

2.1 Messprinzip ...................................................................................................................................... 3

2.2 Prüfeinrichtung und Messanordnung................................................................................................ 3

2.3 Computer .......................................................................................................................................... 4 2.3.1 Hardware-Konfiguration...................................................................................................... 4 2.3.2 Software-Konfiguration ....................................................................................................... 5

2.4 Schnittstelle GPIB 82350 PCI .......................................................................................................... 5

2.5 Analog/Digital-Wandler HP 34970A ............................................................................................... 6

2.6 Multiplexer ....................................................................................................................................... 7 2.6.1 Steckmodul HP 34901A: 20-Kanal-Multiplexer (2 Stk)...................................................... 7 2.6.2 Steckmultifunktionsmodul HP 34907A............................................................................. 10

2.7 Verteilerbox (ETH-Eigenbau) ........................................................................................................ 10

2.8 Kennwerte der verwendeten Sensoren............................................................................................ 12 2.8.1 Kennwerte der Wegaufnehmer (Precisor TK-5-E-2 und TK-10-E-2) ............................... 12 2.8.2 Kennwerte des Kraftaufnehmes (Wägezelle HBM PW2GC3) .......................................... 13 2.8.3 Kennwerte der Feuchte- / Temperatursonden (Rotronic HydroClip) ................................ 14

2.9 Eichwerte der verwendeten Sensoren............................................................................................. 15 2.9.1 Eichwerte der Wegaufnehmer............................................................................................ 15 2.9.2 Eichwerte des Kraftaufnehmers......................................................................................... 15 2.9.3 Eichwerte der Feuchte- / Temperatursonden ..................................................................... 15

3 Software-Konfiguration 16

3.1 Programm Start............................................................................................................................... 16

3.2 Scan settings ................................................................................................................................... 20

4 Literatur 21

1. Agilent-Firmenliteratur (1999): Agilent 34970A Messdatenerfassungs-/Schaltsystem. Benutzerhandbuch, Nr.E1199, Edition 2, 466 Seiten. .................................................................... 21 2. Dell-Firmenliteratur (2000): 1503FP Flat Panel Color Monitor Quick Setup Guide. 4 Seiten. ............................................................................................................................................. 21 3. HBM-Firmenliteratur (2000): Bedienungsanleitung für Clip-Elektronik (AE 301 Messverstärker), B 31. Clip.20 de. 67 Seiten ................................................................................. 21 4. Precisor-Firmenliteratur (2001): Induktive Wegaufnehmer, Baureihe TK. 3 Seiten................. 21 5. Siemens-Firmendatenblatt LOGO!Power: Betriebsanleitung Nr.: J32025-K0013-M005-A5-6429................................................................................................................................................ 21 6. Rotronic-Firmenliteratur (2000): MOK Operating Instruction, Technical Data, Nr.12070602. 1 Seite. ............................................................................................................................................ 21

Einleitung Messprinzip - 2


Einleitung

1 Einleitung

In dem vorliegenden Bericht wird die Hardware- sowie die Software-Konfiguration des mobilen Datenerfassungssystems beschrieben und an einem Beispiel die Inbetriebnahme des Systems, die Datenerfas-sung und die Datenübertragung in das MS-Excel-Programm dokumen-tiert.

2 Hardware-Konfiguration

2.1 Messprinzip Die Analogsignale der angeschlossenen Sensoren werden an die Ver-teilerbox geführt, mit dem Multiplexer (Steckmodul HP 34901A und HP 34907A) abgetastet, die Analog-Signale im internen Systemmultimeter (A/D-Wandler) in digitale Signale umgewandelt und über die IEEE.488 Schnittstelle an den Computer weitergeführt. Über die bidirektionale IEEE.488 Schnittstelle lässt sich das Messdatenerfassungssystem überwachen und steuern (Abtastfolge, Abtastrate, Alarm, Datenspei-cherung usw.). Das Messprinzip des Systems ist in Abbildung 2-1 schematisch dargestellt.

2.2 Prüfeinrichtung und Messanordnung Die Prüfeinrichtung setzt sich aus Sensoren, Multiplexer, A/D-Wandler (System Multimeter) und Computer zusammen. Schema der Messan-ordnung ist aus Abbildung 2-1 ersichtlich. Die genaue Beschreibung

Messprinzip - 3


der einzelnen Bausteine des Messsystems sowie die Kenn- und die Eichwerte der verwendeten Sensoren findet man in den nachfolgenden Kapiteln.

Weg Druck Temp. Feuchte

A/D Wandler

Multiplexer

Abbildung 2-1: Das Messprinzip des Datenerfassungssystems

2.3 Computer

2.3.1 Hardware-Konfiguration DELL Optiplex:

• PC Pentium III, 128 RAM, 20 GB Harddisk, IEEE.488 Schnitt-stelle (GPIB 82350 PCI), 2 USB, Parallelport, Seriellport, Ether-net-Karte, Flachbildschirm 15”, Tastatur (Schweiz, Deutsch), FD. CD, CD-RW

Hardware-Konfiguration Computer - 4


2.3.2 Software-Konfiguration • Betriebssystem: MS-Windows 98, Second Edition, Deutsch

• MS-Office 2000 d (MS-Word, MS-Excel, MS-PowerPoint, MS-Outlook)

• HP-BenchLink, HP-JetAdmin-Dienstprogramme, Agilent IO Libraries

• Micrografx .

2.4 Schnittstelle GPIB 82350 PCI Die Kommunikation zwischen dem Windows PC und dem Datenerfas-sungssystem geschieht über die GPIB 82350 PCI, wobei das Datener-fassungssystem auch über eine GPIB-Schnittstelle verfügt.

Tabelle 2-1: Konfiguration der 82350 GPIB PCI Karte

Eigenschaft Wert

SICL Schnittstelle-Name Hpib7

VISA Schnittstelle-Name GPIB0

Logische Einheit 7

Bus-Adresse 21

MS-Windows 98 Treiberdateien Hpbxlb.drv Version 3.30.1.2 Hpbxlb1.dll Hpbxlb2.dll Hpbxlb3.dll Hpbxla.cnt

Hardware-Konfiguration Schnittstelle GPIB 82350 PCI - 5


2.5 Analog/Digital-Wandler HP 34970A

Abbildung 2-2: Frontpanel des HP 34970A (Ser.-Nr.: MY41002688)

Hardware-Konfiguration Analog/Digital-Wandler HP 34970A - 6


Abbildung 2-3: Anschlüsse an der Rückwand des HP 34970A

2.6 Multiplexer

2.6.1 Steckmodul HP 34901A: 20-Kanal-Multiplexer (2 Stk) Diese Module sind für maximal 300 V, 1 A (max. 50 W) ausgelegt. Die 22 Kanäle jedes Moduls dienen zum Schalten von HI- und LO-Eingän-gen. Sie sind in zwei Bänke mit jeweils 10 Zwei-Draht-Kanälen unter-teilt. Jedes Modul verfügt über zwei zusätzliche mit Sicherungen verse-hene Kanäle (insgesamt 22 Kanäle), um kalibrierte Gleich- (DC) oder Wechselstrommessungen (AC) mit dem internen Digitalmultimeter vor-nehmen zu können. Dadurch werden vollständig isolierte Eingänge für das interne Multimeter bereitgestellt. Die Module besetzen die Steck-plätze 1 und 2 des HP-34970A Gerätes. Über die Arbeitskontakte, Ru-hekontakte und die gemeinsamen Kontakte (COM=Common) lässt sich auf jeden einzelnen der 20 Schalter zugreifen. Die 20 Kontakte des ersten Moduls (Steckplatz 1, Kanal 01 bis 20) sind auf die Verteilerbox ausgeführt (siehe Absatz 2.7) und sind für Weg-, Temperatur-, rel. Luftfeuchte- und Gewichtsmessungen (siehe Sensoren im Absatz 2.8)

Hardware-Konfiguration Multiplexer - 7


vorgesehen. Schaltschema des Moduls stellt die Abbildung 2.4 dar. Die Kontaktbelegung ist aus Abbildung 2.5 ersichtlich.

Abbildung 2-4: Schaltschema des HP 34901A Moduls



Abbildung 2-5: Kontaktbelegung des HP 34901A Moduls



2.6.2 Steckmultifunktionsmodul HP 34907A Das Modul besitzt:

• Zwei 8-bit-Digitaleingangs-/-Analogausgangsanschlüsse ±12 V, 400 mA Stromstärke, offener Kollektor mit 42 V.

• 100 kHz Ereigniszähler-Eingang. Mit diesem Modul lassen sich der Status abfragen und externe Geräte steuern. Die Digitaleingänge und der Zählwert des Ereigniszählers las-sen sich während eines Scan-Prozesses lesen.

2.7 Verteilerbox (ETH-Eigenbau) Die Verteilerbox besteht aus einem Gehäuse (ELMA Typ 15A 100) in dem das Speisespannungsgerät, die Sensorverstärker, die Ausgangs-buchsen für alle Sensoren sowie die Eingangsbuchse für den Netzan-schluss und den Multiplexer untergebracht sind. Die Speisespannung für die Sensoren wird an die Buchsen der Verteilerbox angelegt. Das System sieht für alle Sensoren die gleiche Speisespannung von 24±5% DCV/2.5 A (Speisespannungsgerät Siemens Logo!Power Nr.6EP1332-1SH41) vor. Falls dies nicht zutreffen sollte, so muss die Speisespan-nung nicht an die Verteilerbox, sondern direkt an den betreffenden Sensor gelegt werden.

Tabelle 2-2: Kennwerte des Speisespannungsgeräts Siemens LOGO!Power 24V / 2.5A

Eigenschaft Wert

Bestellnummer 6EP1332-1SH41

Eingangsstrom IE 0.85-0.5 A

Einschaltstromstoss ≤ 30 A

Wirkungsgrad η ≤ 80%

Ausgangsnennspannug UA DC 24 V

Ausliefertoleranz ± 5%

Restwelligkeit / Schaltspitzen < 200 mVss / < 300 mVss

Einstellbereich UA 22.2 bis 25.8 V

Ausgangsnennstrom IA 2.5 A

Überlastschutz typisch bei: 3.1 A

Die Kontaktbelegung der Verteilerbox/Multiplexer sowie der Farbcode der Anschlüsse sind in Abbildung 2.6 dargestellt.

Hardware-Konfiguration Verteilerbox (ETH-Eigenbau) - 10


Abbildung 2-6: Farbcode der Anschlüsse Verteilerbox/Multiplexer

Hardware-Konfiguration Verteilerbox (ETH-Eigenbau) - 11


2.8 Kennwerte der verwendeten Sensoren

2.8.1 Kennwerte der Wegaufnehmer (Precisor TK-5-E-2 und TK-10-E-2)

Tabelle 2-3: Kenwerte der induktiver TK-5 und TK-10 Wegaufnehmer

Typ Gehäuse Länge (mm)

Kern in Endstellung

(mm)

Nennweg(mm)

Wider-stand(Ohm)

Induktivi-tät

(mH)

Empfindlich-keit

mV/V

Gew. Kern (g)

Gew. gesamt

(g)

TK-5 55 15 10 300 46 345 5.6 25.2

TK-10 95 15 20 135 22 350 8.5 42

Tabelle 2-4: Anschlussplan

Anschlussart Anschluss-Nr. Typ -E-

Kabel

Betriebsspannung +Ub =10-28 V

4 Rot

Betriebsspannung 0 V

1 Blau

Signalausgang +Ua

2 Gelb

Signalausgang -Ua

3 Transparent

Abschirmung Gehäuse blank

14

23

36.5 mm

Abbildung 2-7: Conector Typ E mit Buchse LEMO F0S304PAG, Stecker LEMO FFA.0S.304.CLAC44

Hardware-Konfiguration Kennwerte der verwendeten Sensoren - 12


2.8.2 Kennwerte des Kraftaufnehmers (Wägezelle HBM PW2GC3)

Abbildung 2-8: Technische Daten des Kraftaufnehmers HBM PW2GC3



2.8.3 Kennwerte der Feuchte- / Temperatursonde (Rotronic Hydro-Clip)

Abbildung 2-9: Anschlussschema und technische Daten der Temperatur/Feuchte-Sonde



2.9 Eichwerte der verwendeten Sensoren

2.9.1 Eichwerte der Wegaufnehmer

Tabelle 2-5: Kanal, Sensor-Typ, Ausgangssignal, Label, Eichwerte

Kanal Nr.

Sensor Typ/SN Output-Signal Label Eichkurve Mx+B

101 Precisor TK-10-E-2/119098 VDC, 41/2 Digit MM MM=4.78503*VDC+9.3646




105 Precisor TK-5-E-2 / 602429 VDC, 41/2 Digit MM MM=2.28630*VDC+5.00582





2.9.2 Eichwerte des Kraftaufnehmers


Kanal Nr.

Sensor Typ Signal Label Eichkurve Mx+B

120 HBM PW2GC3 VDC, 41/2 Digit KG KG=6.26240*VDC+0.296113

2.9.3 Eichwerte der Feuchte- / Temperatursonde


Kanal Nr.

Sensor Typ Signal Label Eichkurve Mx+B

116 Rotronic HydroClip VDC, 41/2 Digit TP1 Temp°C=10*VDC-40

117 Rotronic HydroClip VDC, 41/2 Digit RH1 RH%=10*VDC+0

118 Rotronic HydroClip VDC, 41/2 Digit TP2 Temp°C=10*VDC-40

119 Rotronic HydroClip VDC, 41/2 Digit RH2 RH%=10*VDC+0

Hardware-Konfiguration Eichwerte der verwendeten Sensoren - 15


Software-Konfiguration

3 Software-Konfiguration

Die BenchLink Data Logger Software stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Computer und dem HP-34970A Messdatenerfassungs- / Schaltsystem zur Verfügung.

3.1 Programm Start • In der Programmleiste die Ikone HP-LOGGER mit der linken Maus-

taste anklicken

Am Bildschirm erscheint folgende Box.

• In dieser <OPEN EXISTING SETUP> mit der linken Maustaste markieren und OK drücken.

In nachstehender Bildschirm Darstellung:

• <ETH Setup> markieren und OPEN drücken.

Programm Start - 16


Software-Konfiguration Programm Start - 17


Es erscheint folgende Bildschirmdarstellung.

• Die durch den Pfeil markierte Ikone anklicken.

Am Bildschirm erscheint das Fenster <Start Scanning>. Falls man den Abtastvor-gang ändern möchte, drückt man mit der linken Maustaste das Feld <Settings...>. Es erscheint ein weiteres Fenster <Scan Settings>, in dem man das Abtastintervall, Start- und Stopbedingungen einstellen kann. Anderenfalls kann das Programm direkt durch Betätigung des Feldes <START> gestartet werden.

• In folgender Bildschirmdarstellung <START> drücken. Der Abtastvorgang wird gestartet. Die aktuellen Werte der einzelnen Sensoren wer-den laufend angezeigt und graphisch dargestellt. Falls bei einem Sensor die obere Grenze überschritten wird, wird der Sensor in der Tabelle rot markiert. Beim Unterschreiten des Grenzwerts ändert die Markierung auf blau. Am Ende des Scanvorgangs erscheint folgende Bildschirmdarstellung. Der vorgegebene Datenname kann geändert werden und durch Anklicken von OK gespeichert werden.





• <FILE> ,<EXPORT DATA> anwählen

• <BROWSE...> drücken. Folgende Bildschirmdarstellung zeigt als Beispiel den Export der Messdaten in eine Microsoft Excel Tabelle. Der Dateiname kann frei gewählt werden. In diesem Beispiel werden alle Messdaten inklusive der Zeit für jeden abgetasteten Sensor in Excel Daten umgewandelt und auf der Harddisk in folgende Partition gespeichert c:\bench\dlogger\data32\Ruedi-Data

3.2 Scan settings Im nachstehenden Bild ist ein Beispiel der Scan-Einstellung dargestellt. Allfällige Änderungen des Scan-Vorgangs können direkt in dieser Bildschirmdarstellung vorgenommen werden.

Software-Konfiguration Scan settings - 20


Literatur

4 Literatur

1. Agilent-Firmenliteratur (1999): Agilent 34970A Messdatenerfassungs-/Schaltsystem. Benutzerhandbuch, Nr.E1199, Edition 2, 466 Seiten.

2. Dell-Firmenliteratur (2000): 1503FP Flat Panel Color Monitor Quick Setup Guide. 4 Seiten.

3. HBM-Firmenliteratur (2000): Bedienungsanleitung für Clip-Elektronik (AE 301 Messverstärker), B 31. Clip.20 de. 67 Seiten

4. Precisor-Firmenliteratur (2001): Induktive Wegaufnehmer, Baureihe TK. 3 Seiten.

5. Siemens-Firmendatenblatt LOGO!Power: Betriebsanleitung Nr.: J32025-K0013-M005-A5-6429.

6. Rotronic-Firmenliteratur (2000): MOK Operating Instruction, Technical Data, Nr.12070602. 1 Seite.

Scan settings - 21

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