Регистрация и запись данных напряжения

Напряжение — это один из наиболее часто регистрируемых сигналов. Напряжение имеет две основные формы: напряжение переменного тока (AC) и напряжение постоянного тока (DC). Кроме того, иногда требуется измерить очень малые напряжения (несколько микровольт), а иногда — очень большие (несколько тысяч вольт).

Регистраторы данных напряжения Dewesoft подойдут для абсолютно любых измерений напряжения: от давления до крутящего момента, нагрузки и силы. Датчики преобразовывают такие механические величины в напряжение, а регистраторы фиксируют нужные сведения, причем делают это как в одном, так и множестве каналов, как с высокой, так и низкой частотой дискретизации — то есть в полном соответствии с требованиями.

Для преобразования столь различных уровней сигнала в нормализованный выходной сигнал с возможностью оцифровки необходим предусилитель напряжения с несколькими входными диапазонами. Иногда очень маленькое напряжение накладывается на большое смещение постоянного тока, и с этой проблемой сталкиваются многие измерительные системы.

Виды напряжения

Существует несколько различных параметров напряжения: например, амплитудное, размах, среднее, среднеквадратичное, а также напряжение переменного и постоянного токов. Разница между ними показана на рисунке.

Среднее напряжение — это среднее значение за определенный период времени. Среднее значение напряжения чистых синусоидальных сигналов равно нулю.

Среднеквадратичное напряжение — это квадратный корень среднего арифметического значения квадрата, определяющего непрерывную форму сигнала. Чаще всего среднеквадратичное напряжение используется для определения значения переменного тока в заданной точке. При активной нагрузке такое напряжение производит такое же количество энергии, как и напряжение постоянного тока.

Амплитудное напряжение соответствует максимальному значению напряжения за определенный отрезок времени. В листах технических данных указывается амплитудное напряжение или напряжение постоянного тока входа, значения которых равноценны. Для вычисления среднеквадратичного значения синусоид амплитудное значение необходимо разделить на квадратный корень из двух.

Размах напряжения — это разница между положительной и отрицательной амплитудами за определенный период времени.

Коэффициент амплитуды — это максимальная амплитуда, разделенная на среднеквадратичное значение сигнала.

Перегрузка/перемодуляция сигнала

Уровни сигналов выше ожидаемых обрезаются АЦП (аналого-цифровым преобразователем). Это приводит к снижению точности измерений, из-за чего требуется проводить повторное испытание.

Уникальная технология DualCoreADC® Dewesoft устраняет эту проблему: на каждом усилителе канала установлены два АЦП, которые постоянно измеряют сигналы с высоким и низким усилением. Это обеспечивает полный диапазон измерения датчика и предотвращает обрезку сигнала.

Технология DualCoreADC® Dewesoft обеспечивает соотношение сигнала и шума более 130 дБ и динамический диапазон более 160 дБ. Это в 20 раз больше, чем у 24-битных систем. Иными словами, вы получаете в 20 раз меньше шума.

Искажение сигналов

Искажение — это эффект, из-за которого различные сигналы невозможно распознать при дискретизации во времени. Также им описывают разницу между сигналом, восстановленным из выборок, и исходным непрерывным сигналом при слишком низком разрешении.

Например, если напряжение представляет собой синусоидальную волну 10 кГц, а частота выборки равно одной секунде, становится очевидно, что полученная запись будет неправильной. 

Между двумя соседними выборками пройдет 10 000 синусоидальных волн. Полученный «сигнал» будет иметь форму волны, но будет совершенно неправильным — возникнет «искажение» фактического сигнала. То, что выглядит как сигнал, на самом деле будет представлять собой неправильные данные.

Технология быстрого сигма-дельта АЦП от Dewesoft — лучший способ предотвратить такое искажение сигнала.

Подробнее об искажении сигналов.

Регистраторы данных высокого напряжения

Регистраторы данных высокого напряжения Dewesoft используются для прямого измерения и мониторинга сигналов высокого напряжения.

Наши усилители и преобразователи сигналов высокого напряжения могут измерять прямое линейное напряжение до ±2000 В с классом защиты КАТ III 600 В и КАТ II 1000 В.

Запись напряжения в неблагоприятных условиях окружающей среды

Dewesoft поставляет ряд защищённых регистраторов напряжения для записи данных в экстремальных и неблагоприятных условиях.

KRYPTON и SIRIUS Waterproof — две серии, в которых входят регистраторы данных переменного и постоянного токов. Корпус этих систем водо- и пыленепроницаем, а также устойчив к ударам. Регистраторы имеют степень защиты IP67 и могут работать в диапазоне температур от −40 °C до +85 °C.

Ознакомьтесь с техническими характеристиками усилителя KRYPTON.

Ознакомьтесь с техническими характеристиками усилителя SIRIUS Waterproof.

ПО для записи данных и обработки сигналов в комплекте

В комплект поставки всех регистраторов данных напряжение входит отмеченное наградами ПО DewesoftX. Оно имеет интуитивно понятный интерфейс и очень удобно в использовании.

В ПО представлены различные варианты хранения данных, триггеры и предупреждения. Также можно задать неограниченное количество математических каналов (с формулами, статистикой, фильтрами и многим другим) и воспользоваться набором стандартных дисплеев для визуализации данных: рекордерами, цифровыми и аналоговыми дисплеями, а также таблицами.

Наконец, в ПО DewesoftX представлены встроенные средства создания отчетов в форматах PDF и Word, а также инструмент экспорта данных в стандартных форматах.

Долгосрочный и непрерывный мониторинг напряжения

Для долгосрочного или постоянного мониторинга напряжения доступны регистраторы с возможностью хранения данных в локальной или облачной базе данных на основе стандартного протокола OPC UA.

Пакет программного обеспечения Historian предоставляет базу данных временных рядов для долгосрочной или постоянной записи данных. Базу данных можно разместить локально, на удаленном сервере или в облаке. Решение основано на проекте базы данных временных рядов InfluxDB с открытым исходным кодом.  

Historian содержит ряд полезных функций для ваших архивных данных:

• необработанные и сжатые данные: необработанные данные всегда сохраняются на измерительном приборе для последующего анализа, а Historian выполняет роль долгосрочного облачного хранилища сжатых данных;

• ретрансляция и безопасность данных: при потере соединения между измерительным оборудованием и базой данных данные будут сохранены локально, а после возобновления подключения переданы в базу данных;

• тенденции и аналитика: архивные данные можно в любой момент загрузить из базы Historian и использовать для определения тенденций, глубокого анализа и выявления основных причин неисправностей;

• веб-клиент: веб-клиент можно открыть в любом браузере, что делает решение максимально универсальным. Оператор получает обзор наиболее важных данных о состоянии оборудования и его изменении с течением времени;

• уровни оповещений и сигнализации: уровни оповещений и сигнализации можно задать для каждого экрана, а также привязать их к уведомлениям, отправляемым через электронную почту или по SMS.