Messschreiber
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Messschreiber sind schreibende Messgeräte, die den zeitlichen Verlauf von Messgrößen auf Papierbahnen aufzeichnen.
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[Bearbeiten] Zeigerauslenkung
[Bearbeiten] Hitzdrahtantrieb
Der Zeiger, der zugleich den Schreibstift trägt, wurde in den Anfangsjahren der Elektrotechnik durch Hitzdrähte (manchmal auch Tauchspulen) ausgelenkt, da nur sie die erforderliche, verhältnismäßig hohe Kraft aufbrachten, die der Schreibstift für seine Bewegung benötigt. Nachteilig war die hohe Belastung der Messpunkte und die lange Reaktionszeit.
[Bearbeiten] Punktschreiber
Später wurden dann Dreheisen- oder Drehspul-Messwerke benutzt, deren Zeiger sich in kleinem Abstand frei über dem Papier bewegen konnte. In bestimmten Zeitabständen wurde der Zeiger, der mit einer punktförmigen Erhöhung versehen war, durch einen Elektromagneten auf ein Farbband gedrückt. Durch das Farbband stempelte der Punkt auf dem Zeiger einen Punkt auf das Papier. Durch Verwendung mehrfarbiger Farbbänder, die im gleichen Takt umgeschaltet wurden wie die verschiedenen Messeingänge, konnte man mehrere Kurven quasi gleichzeitig aufzeichnen. Allerdings eignete sich dieses Verfahren nur für langsam ablaufende Vorgänge, da während der Umschaltpausen Messwertspitzen „verschluckt“ wurden. Der Vorschub wurde so gewählt, dass die einzelnen Punkte eine geschlossene Linie ergaben.
[Bearbeiten] Kompensationsschreiber
Mit dem Aufkommen erschwinglicher Verstärkertechnik setzte sich dann der Kompensationsschreiber durch. Bei diesem wird der Zeiger von einem Miniaturmotor angetrieben, der über einen Seilzug den Zeiger schleppt. Mit der Zeigerstellung wird auch ein Widerstand verstellt, der den Istwert an einen Differenzverstärker liefert. Dieser wird ständig mit dem Messwert verglichen. Treten Abweichungen zwischen Mess- und Istwert auf, regelt der Verstärker sofort über den Motorstrom die Zeigerstellung nach. Solche Schreiber können auch Messwertänderungen von einigen Millisekunden noch erfassen.
Bei Kompensationsschreibern sind echte Mehrkanalausführungen möglich. Die meisten haben zwei Kanäle, aber es gibt auch solche mit acht oder noch mehr Messeingängen.
[Bearbeiten] Papiervorschub
[Bearbeiten] Synchronantrieb
Der Papiervorschub wurde früher mit Synchronmotoren mit konstanter Drehzahl ausgeführt, die durch Getriebe untersetzt waren. Durch verschiebbare Zahnräder konnte der Vorschub in gewissen Grenzen verstellt werden.
[Bearbeiten] Schrittmotorantrieb
Heute werden meist Schrittmotoren für den Papiervorschub verwendet. Deren Drehzahl ist mit Hilfe von quarzgesteuerten Oszillatoren über weite Bereiche sehr genau elektrisch einstellbar.
[Bearbeiten] Übertragung der Vorschubskraft
Die Vorschubskraft wird über Getriebe und Stachelräder auf die Papierbahn übertragen. Durch die Stachelräder wird Schlupf und Schräglauf des Papiers vermieden.
[Bearbeiten] Vorschubgeschwindigkeit
Die gängige Vorschubgeschwindigkeit bei der Prozessüberwachung ist so eingestellt, dass die Messwerte einiger zurückliegender Stunden auf der Schreibplatte sichtbar sind.
Für spezielle Messungen oder bei der Fehlersuche können aber auch wesentlich größere oder kleinere Vorschübe erforderlich sein. Die Skala reicht hier von wenigen Millimetern pro Stunde bis zu fast einem Meter pro Sekunde.
[Bearbeiten] Schreiberpapier
Für Schreiber wird holzfreies Papier verwendet, auf das über die ganze Bahnlänge die Skala des Messschreibers aufgedruckt ist, um an jeder Stelle des Streifens die Messwerte ablesen zu können. Quer zur Bahn sind Zeitabstände markiert. Die beiden Längsränder sind perforiert. In diese Perforation greifen die Stachelräder der Vorschubwalzen ein.
[Bearbeiten] Einganssignale
Messschreiber für den industriellen Einsatz werden für die in der Mess- und Regeltechnik üblichen Eingangsströme von 0..20mA, bzw. 4...20mA ausgelegt. Also müssen alle anderen Signalarten über Trennverstärker oder ähnliche Baugruppen angepasst werden.
[Bearbeiten] spezielle Ausführungen
[Bearbeiten] Vielfachmessschreiber
Für Versuchszwecke oder zur Fehlersuche benötigt man Geräte, die verschiedene Signalarten verarbeiten können. Ähnlich wie Multimeter haben sie verschiedene Eingangsbereiche für Strom, Spannung, Widerstand oder andere, elektrisch erfassbare Messgrößen. Außerdem ist ihr Vorschubbereich sehr weit variierbar, so dass sowohl schnelle, als auch langsame Änderungen gut visualisiert werden können. Alle Einstellungen sind ohne Eingriff ins Gerät änderbar.
[Bearbeiten] X-Y-Schreiber
Diese Schreiber haben anstatt der Zeitachse eine zweite Messwertachse. Sie haben keinen Vorschub, sondern die Schreibplatte wird mit einem Blatt Papier belegt. Sie eignen sich hervorragend zum Aufnehmen von Kennlinien, da eine Größe in Abhängigkeit zu einer zweiten Größe dargestellt werden kann.
[Bearbeiten] Digitale Messschreiber
Mit dem Einzug der Computertechnik ergab sich die Möglichkeit, Messgrößen über Analog-Digital-Umsetzer ins binäre Format zu übersetzen und zu speichern. Über entsprechende Software können diese Werte dann so aufbereitet werden, dass sie als Liniendiagramme am Bildschirm angezeigt werden können. Gegenüber herkömmlichen Schreibern haben sie folgende Vorteile: Hohe Geschwindigkeit (bis zu mehreren Milliarden Messungen pro Sekunde), gute Archivierbarkeit, kein Papierverbrauch und durch die in Zahlen vorliegenden Messwerte gute statistische Auswertbarkeit. Deshalb ersetzen sie allmählich in der Industrie die ältere Schreibergeneration.
