EF 2018

Messtechnik
gigkeit vom Widerstand auch die
Spannung ändern. Der Widerstand
wiederum ist abhängig von der Temperatur.
Tatsächlich steigt der ohmsche
Widerstand einer Spule annähernd
linear mit der Temperatur. Das
L-Temp von SMART misst daher den
Spannungsabfall an der Spule bei
einem konstant eingeprägten Gleichstrom.
Ändert sich der Widerstand
aufgrund einer Temperaturänderung,
wirkt sich dies auch auf die Spannung
aus. Das Gerät liefert also ein
analoges Ausgangssignal, das direkt
proportional zur absoluten Spulentemperatur
ist. Ergänzend wird der
absolute Temperaturwert über eine
Digitalanzeige angezeigt.
Dank der kontinuierlichen Ausgabe
eignet sich das L-Temp auch
für die Dauererprobung von Magnetventilen,
bei denen die Temperaturwerte
laufend protokolliert werden
müssen.
Einfache Justierung
Um von der jeweils gemessenen
Spannung auf die absoluten Temperaturwerte
schließen zu können,
muss das Gerät zu Beginn der
Messungen bei bekannter Spulentemperatur
justiert werden. Am einfachsten
geht das, indem der Prüfling
– etwa ein Harnstoff-Dosierventil
– mehrere Stunden einer
bekannten Umgebungstemperatur
ausgesetzt wird, so dass sämtliche
Teile die gleiche Temperatur
haben. Auf diese Temperatur wird
dann auch das L-Temp eingestellt
und von da an kann aus der anliegenden
Spannung auf die Spulentemperatur
geschlossen werden.
Und das sehr genau: Der maximale
Gesamtfehler der der L-Temp-Messergebnisse
liegt bei ±2 °C bei einem
Messbereich von mehr als 250 °K.
Einfaches Prinzip –
komplexe Umsetzung
So einfach das Prinzip, so kompliziert
war die Umsetzung bei der
Entwicklung des L-Temp. So galt es
auszuschließen, dass die Widerstände
von Kabeln und Steckern
das Messergebnis verfälschen. Zur
Vermeidung von Messfehlern durch
Übergangswiderstände wird die an
der Spule abfallende Spannung im
L-Temp mittels Vierleiter technik ermittelt,
das heißt die Widerstandsmessung
erfolgt mit getrennten Anschlüssen
für Mess strom und Spannungseingang.
Außerdem kommt ein hoch
präziser Differenzverstärker zum
Einsatz, ein nachfolgender Integrator
filtert Rauschen und Störspitzen
heraus. Das Ergebnis ist ein normiertes,
zur absoluten Temperatur
direkt proportionales Signal. Dabei
entsprechen 10 mV einem Grad
Celsius, der Messbereich beträgt
Blockdiagramm des
L-Temp.
© SMART TESTSOLUTIONS
0 bis 2,5 V, beziehungsweise 0 bis
250 Grad.
Eine weitere Herausforderung für
die Entwickler bestand darin, dass
bei der Messung im Betrieb jeweils
nur dann gemessen werden darf,
wenn das jeweilige Ventil gerade
nicht angesteuert wird, beispielsweise
kurz nach einer Einspritzung.
Und auch dann muss gewartet
werden, bis die Wirbelströme im
Magnetventil abgeklungen sind, da
diese die Messung ebenfalls verfälschen
würden.
Der zeitliche Ablauf der Messung
wird digital mittels Quarz-Zeitbasis
und einem programmierbaren Logikbaustein
gesteuert. Ein Timer erzeugt
im regelmäßigen Abstand von zwei
Sekunden Triggerfreigabe-Anforderungen.
Nach einer Einspritzung
wird so lange gewartet, bis keine
Spannung mehr am Ventil anliegt.
Dann wird die Konstantstromquelle
eingeschaltet und erneut gewartet,
bis Quelle und Eingangsverstärker
eingeschwungen und die Wirbelströme
abgeklungen sind. Diese
Wartezeit kann der Benutzer im
Bereich von 2 bis 32 Millisekunden
einstellen. Erst dann beginnt
die eigentliche Messung.
Tritt während der Wartezeit eine
erneute Trigger-Bedingung auf,
beginnt die Wartezeit von neuem.
Die Messung wird nicht abgebrochen,
sondern es wird gewartet,
bis ein ausreichend großes Zeitfenster
zur Verfügung steht. Das
L-Temp kann also auch bei Mehrfachansteuerungen
des jeweiligen
Ventils – etwa bei Mehrfacheinspritzungen
– zum Einsatz kommen. Als
Trigger relevant ist dabei immer der
letzte Impuls einer Einspritzfolge.
Umschaltbarer Messbereich
Mit seinen Fähigkeiten ist das
L-Temp im Markt laut Hersteller einzigartig,
Verbesserungspotenzial
gab es aber trotzdem. Daher hat
SMART Testsolutions das Gerät
jetzt überarbeitet. Früher mussten
sich die Kunden vor Lieferung zwischen
zwei Bereichen für die Innenwiderstände
der zu messenden Spulen
entscheiden. Heute können sie
selbst zwischen den beiden Messbereichen
für den ohmschen Widerstand
an der Spule 0,1 bis 1 Ohm
und 0,3 bis 3 Ohm umschalten und
somit die Temperaturen unterschiedlichster
Magnetventile messen.
Darüber hinaus sind Individualanpassungen
auf einen bestimmten
Spulentyp möglich. ◄
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Einkaufsführer Messtechnik & Sensorik 2018
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