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Digitale Flussmesser DFM 1 und DFM 2
Ein Flussmesser misst den magnetischen Fluss eines aufmagnetisierten Magneten durch Integration der in der Messspule durch Bewegung des Magneten induzierten Spannung.
Die digitalen Flussmesser ECKEL DFM 1 und DFM 2 repräsentieren eine neue Generation von integrierenden Flussmessern.
Im Gegensatz zu allen anderen »elektronisch« (d.h. analog) integrierenden Flussmessern mit digitaler Ausgabe der Integrationsspannung wird beim DFM die Eingangsspannung digital abgetastet und durch Software integriert. ECKEL produziert die einzigen digital per Software integrierenden Flussmesser der Welt!
- DFM
Der DFM enthält einen Microcontroller mit On-Board-Software, der sowohl die Gerätesteuerung wie auch die Integration und Auswertung durchführt.
Der Messeingang wird mit einem 14 Bit A/D-Wandler und einer Abtastperiode von 0,625 ms (1600 Messungen pro Sekunde) digitalisiert. Die hohe Abtastfrequenz garantiert hohe Genauigkeit auch bei schnellen Messungen. Die Auswertung und Aktualisierung der Anzeige geschieht ebenfalls in dieser Frequenz. Im Microcontroller wird die Eingangsspannung über eine Integrationsbreite von 32 Bit aufsummiert. Dadurch ist eine hohe Auflösung möglich.
Bei der Messung wird der Magnet aus dem Bereich der Messspule geschoben und die dabei in der Spule induzierte Spannung integriert, so dass man am Ende den magnetischen Gesamtfluss erhält.
Bei dieser Art der Messung sind der Nullabgleich und seine Langzeitstabilität von entscheidender Bedeutung. Ein Fehler im Nullabgleich macht sich als Drift des Integrationswertes bemerkbar. Bisher musste der Abgleich für jede Messspule neu durchgeführt werden, da der ohmsche Widerstand der Spule in die Messung einging. Die Langzeitstabilität hing von der Qualität der verwendeten Bauteile ab. Jeder analoge Integrierer muss aber über kurz oder lang einen neuen Driftabgleich erhalten. Besonders entscheidend ist die Langzeitstabilität beim Einsatz in einer automatischen Sortieranlage am Fließband.
DFM 1
Der DFM 1 Flussmesser führt ohne jeden Abgleich eine hochgenaue driftfreie Flussmessung aus, wobei der maximale Fehler unter 0,5 % liegt. Er ist optimiert für die Qualitätssicherung bei Herstellern und Verbrauchern von Permanentmagneten mit einem minimalen magnetischen Fluss von 100 µVs wie Magnetsegmente zur Kleinmotorenfertigung oder Lautsprechermagnete.
Der Messbereich geht bis 8191 µVs mit einer Auflösung von 1 µVs auf einem 4 Digit digital Display. Dieser Messbereich ist auf den Magnet bezogen. Er berücksichtigt schon die gewählte Windungszahl. 7 unterschiedliche Eingangsbereiche von maximal 93,75 mV bis 6 V sind wählbar. Dabei werden Übersteuerung und Unteraussteuerung angezeigt, um einen hohen Rauschabstand zu erreichen.
Der Eingang ist vor Überspannung geschützt. Trotzdem darf der DFM nicht direkt an Messspulen von Pulsmagnetisiergeräten angeschlossen werden, da bei Magnetisierzeiten von Millisekunden sehr hohe Spannungspulse in die Messspule induziert werden. In solch einem Fall muss der Flussmesser immer mit einem Relais während der Magnetisierung von der Spule getrennt werden.
Der DFM 1 kann sowohl als Labormessgerät wie auch am Fließband verwendet werden. Er verfügt über alle notwendigen Eigenschaften für vollautomatische Qualitätskontrolle und Aussortierung.
»Reset« und »Hold« sind fernsteuerbar. Das Ergebnis wird mit einstellbaren Ober- und Untergrenzen verglichen und setzt eines von drei Relais, mit denen die Sortiervorrichtung gesteuert wird.
Die untere und obere Grenze sind von 0 bis 8000 µVs einstellbar.
Als Windungszahlen der Messspule stehen 10, 20, 50 oder 100 zur Verfügung.
Um sich an Referenzmagnete anzupassen, kann eine relative Eichung zur internen Referenz von 0,500 bis 2,000 eingestellt werden.
Alle Parameter werden über Drucktasten bedient. Die Parameter können im EEPROM gespeichert werden und werden beim Einschalten automatisch geladen.
Der DFM 1 hat einen Analogausgang (1mV / µVs) für einen Standardplotter oder ein Oszilloskop und einen Druckeranschluss für einen Standarddrucker.
Der DFM 1 wurde in Zusammenarbeit mit der Robert Bosch GmbH entwickelt. Er wird dort zur Qualitätskontrolle verwendet.
Im DFM 1 ist die relative Eichung mit Eichpolgehäusen nach Bosch-Norm integriert. In einem durchgängigen Kalibriersystem wird der ECKEL Robograph 2 zur Herstellung von Eichpolgehäusen für die Flussmessung von fertigen Polgehäusen verwendet.
- DFM 1
Weiterhin bietet der DFM 1 eine Absolutfunktion. Diese Funktion zeigt den absoluten Spitzenwert zwischen zwei Extremwerten an. Sie wird verwendet, um den Fluss an sich drehenden Rotoren zu messen.
Hierzu muss der Rotor soweit gedreht werden, dass an jeder Spule ein vollständiger Polaritätswechsel stattgefunden hat. Der angezeigte Wert entspricht dann der Differenz zwischen dem größten negativen und dem größten positiven Fluss während einer Umdrehung.
Ebenso ist der DFM 1 in der Lage von 2- bis 8-poligen Motoren den Flussmittelwert aller Pole zu berechnen. Dazu werden bei der Drehung des Motors die Pole automatisch detektiert und gezählt. Nach einem vollen Umlauf wird der Mittelwert angezeigt.
Durch die Kombination von Microcontroller und interner Spannungsreferenz arbeitet der DFM vollkommen wartungsfrei. Geeignete Algorithmen ermöglichen automatische interne Eichung und vollautomatische interne absolute Driftkompensation durch ständige Nachführung der Driftparameter, was auch mit den besten analogen Integrierern unmöglich ist.
Die Messung ist unabhängig von dem Widerstand der Messspule, da der differentielle Eingangswiderstand 10 GOhm beträgt.
Jede Art von Messspule kann verwendet werden. Verwenden Sie Ihre vorhandene Messeinrichtung mit dem DFM! Die Messung mit dem Magnet angepassten Spulen ist zu empfehlen. Die Messung von kleinen Magneten mit großen Helmholtz-Spulen kann wegen der starken Einstreuung Probleme bereiten.
DFM 2
Das hochauflösende Modell DFM 2 ist für die Messung auch wesentlich kleinerer Magnete entwickelt worden. Die Grundausstattung ist identisch zum DFM 1. Relative Eichung sowie Messung von Absolutwert und Mittelwert sind mit dem DFM 2 nicht möglich.
Der DFM 2 verfügt über folgende Messbereiche:
- 9999 µVs mit einer Auflösung von 1 µVs bei 4 Eingangsbereichen
von maximal 750 mV bis 6 V - 999,9 µVs mit einer Auflösung von 100 nVs bei 4 Eingangsbereichen
von maximal 75 mV bis 600 mV - 99,99 µVs mit einer Auflösung von 10 nVs bei 4 Eingangsbereichen
von maximal 7,5 mV bis 60 mV - 9,999 µVs mit einer Auflösung von 1 nVs bei 4 Eingangsbereichen
von maximal 0,75 mV bis 6 mV
Sämtliche Messbereiche sind unter Verwendung einer Messspule mit 10, 20, 50 oder 100 Windungen auf den Magnet bezogen.
Die untere und obere Grenze sind jeweils über den vollen Messbereich einstellbar.
Beim DFM 2 erhöht sich der maximale Fehler mit steigender Eingangsverstärkung in Abhängigkeit vom externen Störpegel. Für genaue Messungen im Bereich von nVs ist - wie bei allen Flussmessern - unbedingt ein elektromagnetisch störungsarmer Messplatz erforderlich. Die maximale Eingangsverstärkung bei einer Auflösung von 1 nVs beträgt 4000!
Der DFM 2 benutzt einen veränderten Algorithmus zur Driftkompensation. Der DFM 2 zeigt den externen Störpegel an, um die Positionierung zu erleichtern.
Wenn bei hohen Auflösungen sehr genau gemessen werden soll, empfiehlt sich, eine Eichung mit einem Referenzmagnet vorzunehmen. Dadurch werden Unterschiede im Ergebnis kompensiert, die durch unterschiedlich starke externe Störungen an unterschiedlichen Messplätzen hervorgerufen werden. Beim DFM 2 kann bei drastischer Änderung des externen Störpegels in hohen Auflösungen ein Neustart der Driftbewertung per Tastendruck nötig sein.
Der Einsatz am Fließband in der Nähe starker Störquellen ist in hohen Auflösungen nicht zu empfehlen bzw. nicht möglich.
- DFM 2
Der Einsatz von intelligenter Software statt teurer Hardware schlägt sich in der geringen Größe von 180*185*65 mm und dem günstigen Preis nieder.
Der DFM ist mit deutscher oder englischer Anleitung lieferbar.
Die Geräte haben 2 Jahre Garantie und 10 Jahre Servicegarantie.