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        Auflösung von Messverstärkern / Sensoren

        Unter "Auflösung" eines Messsystems wird der kleinste ablesbare "Anzeigeschritt" eines Messsystems verstanden. Bei Messverstärkern mit digitaler Schnittstelle versteht man zunächst die "Auflösung des Analog/Digitalwandlers. So hat ein 16 Bit A/D Umformer eine Auflösung von 1/ 216 digits = 1/ 65536 digits oder ein 24 Bit A/D Umformer eine Auflösung von 1/ 224 digits = 1/ 16.777.216 digits.

        Tatsächlich wird die für den Anwender eines Messsystems nutzbare Auflösung durch das Rauschen der Sensors und durch das Rauschen der elektronischen Bauteile begrenzt. Die Rauschamplitude der analogen Schaltkreise vor der Analog Digital Umformung ist um mehrere Größenordnungen höher als das Rauschen durch Quantisierungsabweichung bei der A/D Umsetzung mit 16 oder 24 Bit. Bei einem 10 Bit oder 12 Bit würde das Quantisierungsrauschen das analoge Rauschen der Elektronik übertreffen

         

        Erreichbare Auflösung mit Dehnungsmessstreifen-Technik

        Ein guter Messverstärker sollte den Messbereich von 0...+2 mV/V in wenigstens 10.000 ablesbaren Anzeigeschritten auflösen ("Resolution in Steps"). Das bedeutet, die Rauschamplitude ist kleiner als 2mV/V / 10000 = 200 nV/V.

        Bei einem Sensor mit Nennkraft 100N und 2 mV/V Ausgangssignal kann man also 0,01N gerade noch ablesen, erst die dritte Nachkommastelle wird schwanken

        Auflösung heißt aber nicht Genauigkeit: Durch temperaturbedingte Drift oder durch Nullpunktrückkehrfehler oder Kriechfehler kann die Anzeige nach einigen Sekunden oder nach einem Belastungszyklus um mehr als 0,01 N abweichen.

         

        Auflösung als Funktion der Bandbreite
        Auflösung verschiedener Messverstärker

        Auflösung und Bandbreite

        Die Auflösung des Messverstärkers ist eine Funktion der Datenfrequenz (Bandbreite), und somit abhängig von der Filterung der Messdaten. Mit höherer Datenfrequenz erhöht sich die Rauschamplitude. Näherungsweise bedingt die 10-fache Datenfrequenz eine 3-fache Rauschamplitude. Das ist der gleiche Effekt wie bei analogen Tiefpassfiltern.

        Ebenso wird die Rauschamplitude durch die Kabelverlegung und die Einstreuung von Störsignalen in Kabel und Zuleitungen beeinflusst.

        Ein wichtiges Hilfsmittel bei der Datenerfassung ist die Funktion "Rauschamplitude anzeigen" der Software GSVmulti.

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        Schirmung, Massekonzept und Erdung
        Massek, Erde, Schirmung

        Schirmung

        Die erreichbare Auflösung hängt entscheidend von der Bandbreite (der eingestellten Datenfrequenz), von der verwendeten Hardware, von der Schirmung und vom "Massekonzept" ab.

         

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