DA010 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe

3 Prüfstände 24
ratur, Druck, Durchfluss, Drehmoment, Leistung, Spannung und Strom. Es stehen eine
Vielzahl von Messwertaufnehmern und Herstellern zur Auswahl. Um eine gewisse
Kompatibilität zu erreichen, haben sich die Hersteller auf so genannte Normsignale geeinigt.
Beispiele für Normsignale sind 0 - 10V, 0 - 20mA, 0 - 5V, 2 - 10V, 4 - 20mA. Dazu
wird ein auf dem Sensor vermerkter Eingangsbereich (z.B. 0 - 1000°C) in den ebenfalls
angegebenen Ausgangsbereich (z.B. 4 - 20mA) umgewandelt. Daher werden die
Sensoren oft auch als Messumformer bezeichnet. Für Anwendungen, die eine Drahtbruchüberwachung
benötigen, wählt man Ausgangsbereiche mit einem von Null verschiedenen
Anfangswert (z.B. 2 - 10V oder 4 - 20mA). Des weiteren muss bei Auswahl
der Sensoren auf den zu erwartenden Messwert geachtet werden. Das heißt, der
Messbereich muss groß genug (Range) sein, um alle auftretenden Werte erfassen zu
können. Die Messwerte sollten im oberen Drittel des Bereichs liegen, um ausreichende
Genauigkeit zu erreichen. Auch der angegebene Messfehler beeinflusst das Ergebnis,
er ist entsprechend den Anforderungen zu wählen.
Als Sensoren nach Abbildung 3-1 gelten auch solche, die eine Schwellwert- oder schaltende
Funktion erfüllen (z.B. Öldruckschalter, Meldung Pumpe EIN).
Einige Sensoren werden über separate Anschlüsse mit der notwendigen Betriebsspannung
versorgt, andere über die Stromschleife am Ausgang des Sensors.
3.3.4 Aktuatoren
Als Aktuatoren nach Abbildung 3-1 sind sowohl analog als auch digital ansteuerbare
Stellglieder anzusehen. Analog ansteuerbar sind unter anderem Aktuatoren wie Drosselklappenstellung
am Verbrennungsmotor oder Leistungshebel am Triebwerk. Dazu
wird ein Eingangsnormsignal, meist 2 - 10V oder 4 - 20mA, in eine entsprechende mechanische
Ausgangsgröße, zum Beispiel Winkelstellung, umgewandelt. Zu den digital
ansteuerbaren Stellgliedern zählen hier auch Schütze, Pumpen, Kontrollleuchten und
viele mehr. Hier erfolgt eine Umsetzung der digitalen Befehle in entsprechende Funktionen,
so entspricht zum Beispiel der Befehl Pumpe EIN = 5V dem Betrieb der Pumpe.
3.3.5 Signalanpassung
Eine Anpassung der Signale der Sensorik ist immer dann notwendig, wenn deren Ausgangssignale
nicht mit den Eingangssignalen der nachgeschalteten Baugruppen übereinstimmen.
Da der Aufstellungsort des Testbed oft räumlich von den Räumlichkeiten
zur Versuchsdurchführung getrennt ist, müssen die Signale meist über größere Distanzen
(20 - 100m) übertragen werden. Um Beeinflussungen der Messwerte durch elektromagnetische
bzw. elektrische Felder (z.B. von Handys oder Frequenzumrichtern) zu
vermeiden, wählt man meist ein Stromsignal für den „langen“ Weg. Die meisten EDV-
Systeme arbeiten jedoch mit Spannungssignalen, wodurch eine Signalanpassung in
direkter Nähe zur EDV notwendig wird. Für sehr spezielle Sensoren (z.B. Vibration)
stehen oftmals nicht alle Normsignale als Ausgangsvariante zur Verfügung, weshalb
auch dann Messumformer zur Signalanpassung erforderlich werden. Häufig verwendet
werden solche, die einen Strom von 4 - 20mA in eine Spannung von 2 - 10V umsetzen.
Im einfachsten Fall genügt dazu ein Widerstand entsprechender Größe (500 Ohm),
ausreichender Genauigkeit und guter Temperaturstabilität. Für höhere Anforderungen
wird, je nach Anwendungsfall, ein Filter vorgeschaltet oder eine Potenzialtrennung integriert.