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Weltweit erste Kombination von Oszilloskop und Leistungsanalysator

16. Januar 2014 - Yokogawa hat seine langjährigen Erfahrungen aus den Bereichen der Leistungsmessgeräte und Oszilloskope gebündelt und mit dem PX8000 das weltweit erste Precision Power Scope entwickelt. Der PX8000 bringt die Genauigkeit aus der Leistungsmesstechnik in die Welt der zeitbasierten Signaldarstellung. Er kann Spannungs- und Stromsignale genau erfassen und ermöglicht damit neue Anwendungen und Lösungen für unterschiedlichste Aufgaben bei der Leistungsmessung.

"Da sich mehr und mehr Innovationen auf die Energieeffizienz und die Integration der Elektronik in leistungsbasierten Systemen konzentrieren, müssen die Ingenieure Leistungsmessungen mit immer höherer Genauigkeit und Präzision ausführen", meint  Terry Marrinan, Vice President, Test & Measurement for Europe & Africa bei Yokogawa. "Mit der Einführung des PX8000 müssen Forscher und Entwickler keine Kompromisse mehr bei hochgenauen, zeitbasierten Leistungsmessungen eingehen. Konventionelle Leistungsanalysatoren und Oszilloskope sind für diese Anforderungen einfach nicht vorgesehen."

Die Möglichkeiten des PX8000 entsprechen dem von Yokogawa gewohnten hohen Anspruch an Messgenauigkeit, Stabilität und Wiederholgenauigkeit. Das Instrument bietet durch eine ähnliche Funktionalität wie die Leistungsanalysator- und Oszilloskop-Familien von Yokogawa, eine hohe Benutzerfreundlichkeit und eine kurze Lernkurve.

Der neue PX8000 zeichnet sich durch eine 12 Bit Auflösung, eine Abtastrate von 100 MS/s und eine Bandbreite von 20 MHz aus. Dadurch lassen sich die Impulsformen von Umrichtern sehr genau messen, was die Optimierung des Wirkungsgrads dieser Produkte erleichtert. Es stehen verschiedene Eingangsmodule für Spannung, Strom und Sensormessungen für Spannungen bis 1.000 VRMS und Ströme bis 5 ARMS mit einer Grundgenauigkeit von ± 0,1% zur Auswahl.

Für die Untersuchung dreiphasiger elektrischer Systeme sind mindestens drei Leistungsmesseingänge erforderlich. Der PX8000 hat vier Eingänge und ermöglicht die simultane Erfassung und Darstellung von Spannung, Strom und Leistung über alle Eingänge.

Zusätzlich zur sehr genauen Leistungsmessung, die einen echten Einblick in den Energieverbrauch und die Leistungsfähigkeit geben, umfasst der PX8000 eine Reihe innovativer Merkmale, die entscheidende Messungen und Analysen bei transienten Leistungsprofilen erlauben. Durch eine simultane Spannungs- und Strom-Multiplikation ist eine Echtzeit-Leistungsmessung möglich, wobei sowohl transiente Messungen als auch eine Mittelwertbildung numerischer Werte unterstützt werden. Bis zu 16 verschiedene Signale wie beispielsweise Spannung, Strom und Leistung, lassen sich nebeneinander anzeigen, so dass der Nutzer eine unmittelbare "Momentaufnahme" der Leistung erhält.

Der PX8000 nutzt die isoPROTM Technologie von Yokogawa, die eine ausgezeichnete Isolation der Eingänge bei höchster Messgeschwindigkeit ermöglicht. Die isoPRO TM Core-Technologie wurde speziell für energiesparende Anwendungen entwickelt. Sie stellt notwendige Eigenschaften für die Entwicklung von Wechselrichtern mit hohem Wirkungsgrad zur Verfügung, die mit hohen Spannungen, Strömen und Taktraten arbeiten. 

Der PX8000 verfügt über integrierte Funktionen für eine direkte Berechnung von abgeleiteten Parametern wie Effektivwert (RMS) und Leistungsmittelwert, um Trends von Periode zu Periode erkennen zu können.

Der PX8000 erlaubt eine graphische Darstellung von Spannungs-, Strom- und Leistungswerten, die sich wiederum numerisch untersuchen lassen, z.B. zur Berechnung von Mittelwerten über spezifische Intervalle.

Das Instrument unterstützt auch die Erfassung von Leistungssignalen über einen definierten Zeitraum mit Hilfe eines Start- und Stopp-"Cursors". Dies ist besonders für die Untersuchung von transienten Vorgängen sowie beim Design von sporadisch aktiven Geräten nützlich. Um sicherzustellen, dass Geräte die aktuellen Energiestandards erfüllen, ist der Stromverbrauch über verschiedene Bereiche vom "Schlafmodus" bis hin zu voller Aktivität zu messen – aber auch für alle Übergangszustände dazwischen.

Der PX8000 bietet zwei X/Y- Anzeigen parallel, die zum Beispiel verwendet werden können, um die Drehzahl-/Drehmoment-Charakteristik von Motoren zu untersuchen. Es lassen sich zudem Lissajous-Figuren von Ein- und Ausgang für eine Phasenanalyse anzeigen.

Wie die Digital-Oszilloskope von Yokogawa, enthält der PX8000 auch eine History-Funktion, welche automatisch bis zu 1.000 Signale aufzeichnet die jederzeit wieder abrufbar sind, was besonders bei der Analyse sporadischer Signale hilfreich ist. Diese Funktion lässt sich auch verwenden, um Trigger-Bedingungen zu definieren. Historische Signale können auch nach bestimmten Bedingungen durchsucht werden, um spezielle und ansonsten schwer zu isolierende abnormale Phänomene während wiederholter, hochfrequenter Messungen zu finden. Solche Bedingungen können durch Amplituden- bzw. Zeitwerte (z.B. RMS, Peak, Anstiegszeit, Frequenz, Periodendauer, etc.) oder durch grafische Zonen definiert werden.

Für die Analyse stehen unterschiedlichste Funktionen wie arithmetische Berechnungen, Zeitverschiebung und Fast Fourier-Transformationen zur Verfügung. Eine automatische De-Skew Funktion entfernt Phasenversatz zwischen Strom- und Spannungssignalen, die von externen Sensoren oder Messwandlern verursacht werden. Der Anwender kann auch eigene Berechnungen über Gleichungen eingeben, welche Differentiale, Integrale, Digitalfilter und viele andere Funktionen kombinieren.

Der PX8000 ermöglicht eine simultane Messung der Harmonischen-Komponenten von Spannungs- und Stromsignalen sowie des Klirrfaktors. Harmonischen-Messungen können parallel zu konventionellen Spannungs- und Strommessungen erfolgen. Oberschwingungen lassen sich bis zur 500. Ordnung der Grundschwingung messen.

Mit dem PX8000 wird die PC-Anwendungssoftware PowerViewerPlus mitgeliefert, die eine weitere Analyse der erfassten Signaldaten ermöglicht. Die Anzahl der zu analysierenden Datenpunkte wird deutlich erweitert, wodurch der PX8000 ideal für die Erfassung und Analyse der Leistung über einen längeren Zeitraum geeignet ist. Die Verbindung zum PC erfolgt über Ethernet-, USB- oder GPIB-Schnittstelle. Die anwenderfreundliche Software erlaubt eine einfache und übersichtliche Darstellung der Signale, ähnlich wie bei der populären XViewer Software von Yokogawa. Forscher, die gerne ihre eigene Analysesoftware verwenden wollen, können eine Verbindung zum PX8000 über einen LabVIEW Treiber herstellen.

Der Einsatzbereich des PX8000 reicht von alternativen Energien bis hin zu fortschrittlicher Robotik. Typische Anwendungsbereiche sind der Test von Umrichtern und Motoren, Blindleistungsmessungen bei Wechselrichtern, die Untersuchung kurzzeitiger Vorgänge bei Industrierobotern, Wirkungsgradmessungen bei drahtlosen Ladegeräten sowie Spannungs- und Leistungsmessungen in Elektrizitätsnetzen.

www.tmi.yokogawa.com/de/

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