Kalibrierung von Brücken-, Ladungs- und Spannungsverstärkern für dynamische Anwendungen

Viele Messungen mechanischer Größen mit dynamischem Signalinhalt werden mit Aufnehmern erfasst, deren Ausgangssignal durch nachgeschaltete Messverstärker aufbereitet wird. Die sich so ergebende Messkette ist in Bild 1 dargestellt. Um solche Messungen rückführbar durchführen zu können, müssen nicht nur der Aufnehmer, sondern auch der Messverstärker und die Datenerfassungselektronik kalibriert sein.

Bild 1: Messkette bestehend aus Aufnehmer, Messverstärker und Datenerfassungselektronik.

In einem Übersichtsbeitrag [1], der als Open-Access-Veröffentlichung frei verfügbar ist, werden Kalibrierverfahren und -ergebnisse für Brücken-, Ladungs- und Spannungsverstärker vorgestellt. Außerdem werden Kalibriermöglichkeiten für Signalkonditionierer von IEPE-Aufnehmern (engl. für Integrated Electronics PiezoElectric, piezoelektrische Aufnehmer mit integrierter Elektronik) beschrieben. Die genannten Verstärkertypen sind die gängigsten bei der dynamischen Messung mechanischer Größen.Die Ergebnisse der Kalibrierung diverser Brücken-, Ladungs-, Spannungs- und IEPE-Verstärker zeigen charakteristische Eigenschaften der unterschiedlichen Verstärkertypen. Es zeigt sich außerdem, dass sich bei Verstärkern verschiedenen Typs und Herstellers für die gleiche Art von Aufnehmer signifikante Unterschiede in Betrag und Phase der Übertragungsfunktion zeigen können, was die Wichtigkeit einer Kalibrierung für ein verlässliches Messergebnis veranschaulicht.

Literatur:

[1] Leonard Klaus, Thomas Bruns and Henrik Volkers, “Calibration of bridge-, charge- and voltage amplifiers for dynamic measurement applications”, Metrologia, Vol. 52(1), S. 72-81 (2015), DOI: 10.1088/0026-1394/52/1/72

Ansprechpartner:

Leonard Klaus, FB 1. 7, AG 1. 73, E-Mail: leonard.klaus(at)ptb.de
Michael Kobusch, FB 1. 7, AG 1. 73, E-Mail: michael.kobusch(at)ptb.de