Beitrag von Jürg M. Stettbacher

"Was macht ihr eigentlich?" Diese Frage hören wir öfter. Der Name 'Stettbacher Signal Processing AG' ist ja nicht wirklich selbstredend, aber nach bald 30 Jahren doch eine Art Konstante geworden. Also: Die Kunden von Stettbacher Signal Processing AG sind typische KMUs, in der Regel mit einer hohen Spezialisierung in einem schmalen Segment. Und sie benötigen für ihre Produkte elektronische Messsysteme, Regelungstechnik und Antriebssysteme, Maschinensteuerungen, und zunehmend auch KI-Lösungen, meistens zusammen mit Kameratechnik und Verfahren aus dem Bereich Computer Vision. Weil entsprechende Lösungen ab Stange, oder SPS-Systeme, den Anforderungen dieser Kunden selten gerecht werden, oder schlicht zu teuer sind, entwickeln wir derartige Systeme von Grund auf: Berechnungen, Simulationen, Schema und Layout von Leiterplatten, programmierbare Logik (FPGAs), Algorithmik, Software, Inbetriebnahme, Testing, Unterhalt, etc. Wir verfügen über das entsprechende Know-How und die Erfahrung, - 30 Jahre eben - um robuste und zuverlässige und vor allem für den Kunden optimierte Geräte zu entwickeln und bei Bedarf auch gleich für ihn in Serie zu produzieren. Bild: Testalize,me on Unsplash

Auf dem Prüfstand: Messtechnik und Sensorik Teil 2 🧐 Diese Woche dreht es sich um Aspekte der Messgenauigkeit am Prüfstand. Klar, niemand liest mehr Prüfstandswerte am Multimeter ab, um sie dann (wie noch in den 2000er Jahren gesehen) in EXCEL einzutragen. Aber lohnen sich messtechnische Investitionen nach dem Motto “höher, schneller, weiter” wirklich?   Tatsächlich stellen moderne Motorkonstruktionen und Reglerentwürfe hohe Anforderungen an die heutige Messtechnik. Weitaus häufiger jedoch, als eine zu geringe Abtastrate des Messsystems, sind in der Praxis Messfehler, die durch eine falsche mechanische Adaption des Prüflings auf dem Prüfstand verursacht werden. Wo also ansetzen? Zunächst sollte man sich überlegen, mit welcher Genauigkeit ein Motor gemessen werden soll (und warum). Wenn das klar ist, kann es losgehen.⚙️ 💡Bei komplexen Gebilden wie einem Prüfstand kann eine Messsystemanalyse (falls unbekannt, bitte googeln) gute Ergebnisse bezüglich der Genauigkeit liefern. Die systematische Messabweichung sowie die Wiederhol- bzw. Vergleichspräzision und die Langzeitstabilität können damit erfasst werden. Sogar Bedienungsfehler verschiedener Personen können identifiziert werden. Ein wirklich gutes Werkzeug, wenn man bedenkt, dass ein Motor kein “Normal-Meter” ist und eine 100%-ige Überlappung zweier Messungen am gleichen Motor eher einem Sechser im Lotto gleicht. Jeder Anwender sollte seinen Prüfstand auch gedanklich in seine Komponenten zerlegen und diese auf ihren Einfluss auf die Genauigkeit überprüfen. Dabei spielt auch die Messtechnik eine wichtige Rolle. ⚙️ Moderne Sensoren und Messsysteme erreichen sehr hohe Genauigkeiten. Fehler von 0,1% (vom Messbereichsendwert) sind heute eine Art Standard für die Messkette. Aber Vorsicht! Auch bei modernen Messsystemen sind die Fehler bandbreitenabhängig. So können sich die Messabweichungen bei Signalen von 0 Hz/DC (0,01%) gegenüber 200 kHz (1,0%) verhundertfachen! Höhere Frequenzanteile eines Signals werden also ungenauer gemessen. Moderne Controller arbeiten mit PWM-Frequenzen von 2kHz bis zu 20kHz (im Versuchsstadium teilweise darüber). Die digitale Abtastung der Messsignale sollte dem Rechnung tragen. Tatsächlich kann eine Unterabtastung dazu führen, dass das Messsystem höherfrequente Signalanteile nicht mehr “sieht” und dadurch ebenfalls Messfehler entstehen. Womit sich unser Kreis schließt. Wie genau muss ich einen Motor vermessen? Die Auswahl aller Prüfstandskomponenten inklusive der Messtechnik hängt von der Beantwortung dieser Frage ab. Durch eine fundierte Analyse und das richtige Verständnis der o.g. Aspekte können Sie sicherstellen, dass ein Prüfstand sowohl präzise als auch kosteneffizient arbeitet und Ihre Prüfstandslösung Ihren hohen Anforderungen gerecht wird. 🚀 #Messtechnik #Sensorik #Elektromotoren #Prüfstände #Genauigkeit

Auf dem Prüfstand: Messtechnik und Sensorik (Teil I) 🧐 In den folgenden Beiträgen soll auf ein weiteres spannendes Thema beim Aufbau und dem Betrieb eines E-Motorenprüfstandes eingegangen werden - die messtechnische Ausstattung. ⬇️ Moderne Messsysteme ermöglichen die genaue und zuverlässige Erfassung aller Prüflings- und Prüfstandsparameter während eines Motorentests. Die so gewonnenen Daten und Informationen sind für Entwickler und Qualitätssicherer unverzichtbar. Die Beurteilung der Eigenschaften, die Optimierung des Designs und die Sicherstellung der Qualität und Effizienz eines Elektromotors sind nur mit einer adäquaten Datenbasis gewährleistet. 🧑💻💪🏻 Doch was sollte moderne Messtechnik mitbringen? Die wichtigsten Eigenschaften lassen sich wie folgt zusammenfassen: 💯 Hohe Genauigkeit: - Das Messsystem muss in der Lage sein, die Parameter des zu prüfenden E-Motors mit der gewünschten Präzision zu erfassen. Neben der Messung von Drehmoment, Drehzahl, Spannung, Strom und Temperatur sind oft weitere Signale einzubeziehen. 🌡️⚡ - Die zur Messkette gehörenden Sensoren und ggf. Verstärker sind in die Genauigkeitsbetrachtung zu integrieren. Ebenso die oft unterschiedlichen Genauigkeitsangaben in Abhängigkeit von Bandbreiten und Abtastraten (Details zur Messgenauigkeit im Teil II). - Idealerweise sollte das System die Messbereiche aller zu prüfenden E-Motoren abdecken. Nur gut ausgesteuerte Messverstärker garantieren eine optimale Fehlerminimierung! 🚀 Angepasste Dynamik: - Die Signale von DC-Motoren, mit Bandbreiten oft unterhalb von 2 kHz, unterscheiden sich wesentlich von denen moderner permanenterregter Synchronmotoren und ihren meist hochfrequent arbeitenden Motorcontrollern. Insbesondere die Bandbreiten der Phasenspannungen beeinflussen die Auswahl der Abtastraten wesentlich (Details zu Signalbandbreiten, Abtastraten im Teil II). 🔄 Die Synchronität  - Man mag es für banal halten, aber schon die Verwendung unterschiedlicher Verstärker für Spannungs- und Strommessungen kann bei gleicher Abtastrate zu unterschiedlichen Signallaufzeiten führen. Phasenverschiebungen sind die Folge. Phasensynchrone Verstärker sollten in neuen Messsystemen ebenso selbstverständlich sein wie eine synchrone Abtastrate. ⚙️ Gute Integrierbarkeit: - Das Messsystem sollte sich nahtlos in den Prüfstand integrieren lassen. Standardisierte Schnittstellen für die Interaktion mit der Prüfstandssteuerung, für die Datenübertragung und für die Datenverarbeitung sind wichtig. ❗️ - Das System muss in der Lage sein, bei Überschreitung von Parametern wie Drehzahl oder Strom und dem Erreichen kritischer Zustände Sicherheitsfunktionen auszulösen. Ein Zusammenspiel mit der Sicherheits-SPS des Prüfstandes wird ebenfalls empfohlen. Im Beitrag „Messtechnik und Sensorik (Teil II)“ werden wir auf die spannenden Themen Genauigkeit, Bandbreiten & Abtastraten eingehen. 🚀

💥 Den Schaden sehen 💥 🔥 Über Digital Twins wird viel und öfters gesprochen, was etwas unter geht sind die praktische Anwendungen 👉 Eine mögliche Anwendung ist die in echtzeit Überwachung der Schadens-Akkumulation in einer Struktur 🎯 So ist es zum Beispiel möglich bei einer beliebiger Struktur die beliebig belastet wird, durch die Verwendung einer Kraftmessdose und durch die Überlagerung mit einem Finite Elemente Model die Schädigung bei jeder Stelle zu beobachten ☝️ Dafür muss man einmalig eine Kraftmessdose installieren und die vorhandene Software mit dem richtigen Model kalibrieren ❗Danach kann man ohne Aufwand und bei jeder Verwendung beobachten wie fest die jeweilige Komponente in Mitleidenschaft gezogen worden ist. Das ist für mich ein Digital-Twin ❗ ❓Was sind deine lieblings Digital-Twin Anwendungen❓ Fragen und Anregungen an: 👋 Petros Mitropoulos ✉️ pm@arko-innovation.ch #innovation #arkoengineering #strukturberechnung #strukturtests #technischesoftware #BerEng

Mit einem neuen Technologie-Ansatz basierend auf einer digitalen Signalverarbeitung hat Kübler Group bereits sein Portfolio mit inkrementalen Systemen aus Sensorkopf und Magnetring aktualisiert. Parallel zu den bereits existierenden inkrementalen Versionen basierend auf einem Magnetring wird nun auch für absolute Single- und Multiturn Messungen eine neue magnetische Technologie angeboten. Basis ist hier eine kleine Magnetscheibe, die auf der Stirnseite der Applikations-Welle angebracht ist sowie ein zylinderförmiger Sensor. Mit 35mm Durchmesser und eine Bautiefe von 20mm ist das System noch kompakter. Energy Harvesting macht zudem den Einsatz einer Batterie für die Multiturn-Funktion überflüssig. Eine weitere Option der Single- und Multiturnerfassung ist die induktive Signalerfassung, die vom Aufbauprinzip aus zwei Scheiben besteht. Eine davon enthält Erreger- und Empfängerspulen sowie die Sensor-Elektronik. Sie wird z.B. im Motor fest verbaut und ist von der Größe und Form flexibel anpassbar. Auf der zweiten Scheibe, die auf der Applikationswelle aufgebracht wird, befinden sich lediglich Kupferbahnen. Das System ist unempfindlich gegenüber magnetischen Einflüssen.

⏲ Mit einer möglichst geringen Anzahl an Daten in möglichst kurzer Zeit möglichst viele Maschinenparameter und Kennfelder mit höchstmöglicher Genauigkeit identifizieren - klingt nach Magie? 🔮 Wir machen es möglich! ✅ Unser neues Projekt zielt darauf ab, innovative Algorithmen zu entwickeln, zu implementieren und zu validieren. Diese sollen eine schnelle, präzise und einfache, aber dennoch automatisierte Identifikation von elektrischen Maschinen ermöglichen, um beispielsweise eine schnelle Selbstinbetriebnahme von elektrischen Antrieben zu gewährleisten. 📖 Lesen Sie mehr dazu auf der Projektseite!

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|| Der Faktor „Integration“ ist bei technischen Projekten... 👇 In einem kürzlich durchgeführten Projekt stand ich vor einer spannenden Herausforderung: Die Drehmomentmessung in einer schnell drehenden Welle mit Unwucht. Es ging darum, präzise Messdaten zu erfassen – in einem extrem beengten Bauraum und unter anspruchsvollen Bedingungen. Die Lösung? Eine Telemetrie, die nicht nur das Drehmoment misst, sondern auch Biegemomente und Axialkräfte erfassen kann. Dieses System haben wir erfolgreich in das bestehende EtherCAT-System der Maschine integriert und dadurch die volle Kontrolle über die Messergebnisse ermöglicht. 💡 Der Clou: Wir haben nicht nur die Technik geliefert sondern auch einen auf den Kunden ausgerichteten Workshop veranstaltet, und somit das nötige Know-how vermittelt, um die Anlage selbstständig zu betreiben und auch adaptieren zu können. Die Lösung ist skalierbar und kann sowohl in der Erprobung Messungen als auch im Dauerlauf eingesetzt werden. 👉 Ergebnis: Die Messungen laufen zuverlässig, das System ist nahtlos integriert, und der Kunde profitiert von hochdynamischen Messdaten die äquidistant mit den Maschinendaten aufgenommen werden. Was mir das Projekt gezeigt hat? Technologie allein reicht nicht aus. Es kommt darauf an, die Lösung so zu gestalten, dass sie zum Kunden passt – technisch und operativ. Das Gesamtbild zählt! #produktivmessen #Maschinenbau

Es ist faszinierend zu sehen, wie sich die Methoden im Laufe der Zeit weiterentwickelt haben. Die Art und Weise, wie wir z.B. Bauteile zählen, hat sich enorm weiterentwickelt. Früher haben wir noch von Hand gezählt, dann manuell mit einem Rolle-zu-Rolle-Zähler oder einem Gewichtsmesssystem. Heute nutzen wir moderne Röntgentechnologie! 🚀 Ein Beispiel hierfür: Die manuelle Zählung von 200 Bauteilrollen dauert in etwa 17 Stunden, während unser neuer Röntgenbauteilzähler das in nur 35 Minuten schafft. Er druckt auch gleich die Etiketten und aktualisiert schnell und sicher unsere Systeme. 🕒🔢🏭 Nicht nur das, er verfügt auch über intelligente Algorithmen sowie eine selbst lernende Datenbank. Seine Genauigkeit bei der Zählung beträgt beeindruckende 99,9 %. #Effizienz #Röntgenzähler #Bauteilzählung #Röntgentechnologie #Produktivität #Qualität #elektronik #oelsnitz #kabel #oelsnitzerzgebirge #mittelstand #whelektronik

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