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Messtechnik für die Prozessautomatisierung.

Signale – ob analog, digital oder komplex moduliert – dienen dabei als zentrales Bindeglied zwischen Sensorik, Steuerung und Aktorik. In unserem Artikel erfahren Sie, wie Prozesssignale charakterisiert werden, welche Rolle Arbiträr-Funktionsgeneratoren in der Signalerzeugung spielen und welche Lösungen führender Hersteller dafür bereitstehen. Tauchen Sie ein in die Welt der industriellen Signaltechnik und entdecken Sie, wie Sie Ihre Anwendungen zuverlässig und zukunftssicher gestalten können – lesen Sie jetzt weiter.

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dataTec Redaktion
20.05.2025
Lesedauer 2 Min.
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Signale in der Prozesstechnik.

Industrielle Prozesse basieren auf der Eingabe und Ausgabe von Prozesssignalen. Die Charakterisierung erfolgt über entsprechende Ein- und Ausgangsparameter, beispielsweise Durchfluss-, Druck- oder Temperaturwerte. Ein Signal bzw. eine Signalform (Sinus, Puls etc.) leitet sich demnach von einer physikalischen Größe ab. In der Prozesstechnik werden solche Signale unter anderem in Form von Spannungszuständen und Leistungsänderungen genutzt.
Der elektrische Parameter des Signals ist der sogenannte Informationsparameter; die Angabe erfolgt in Volt, Ampere etc. Die physikalische Größe, die in den elektrischen Parameter umgewandelt wird, ist der Signalträger, z. B. elektrische Spannung/Strom, Temperatur oder Füllstand.
In der Automatisierungs- und Prozesstechnik zielt die Prozesssteuerung in der Regel nicht einfach nur auf den jeweiligen Arbeitsprozess ab, sondern es müssen zusätzlich spezifische Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden. Die Steuerung von Prozesseinrichtungen, zum Beispiel Aktoren, erfordern also eine Kombination aus Prozessdaten und Sicherheitsdaten bzw. eine Kombination der entsprechenden Signale.

Diagramm: Prinzip der Prozesssteuerung mit Ein-/Ausgabe von Prozesssignalen.

Anwendungsbeispiele für den Arbiträr-Funktionsgenerator:

  • Nachbildung realer Sensorsignale oder von Bus-Daten 
  • Erzeugung von Kommunikationssignalen für Feldbusse wie M-Bus, HART, EtherCAT, PROFIBUS, ARNIC etc. 
  • Fehlerraten-Messung von Signalen 
  • Überprüfung der System- und Taktsynchronisierung 
  • Charakterisierung und Validierung von Komponenten und Schaltungen

Arten von elektrischen Prozesssignalen:

Analoge Signale
Beschreibung durch Amplitude, Frequenz, Phase

Digitale Signale
Stellsignale für Schalter etc.

Signale in Form von Impulsen
Drehzahlgeber

Signale in Form von Impulsflanken
Zustandsübergang eines Prozessparameters

Arbiträr-Funktions­generatoren:
Signals­erzeugung für Industries­steuerungen.

Wichtige Einstellparameter für die Signalerzeugung mit dem Funktionsgenerator:

  • Ausgangsfrequenz und Ausgangsamplitude (Ausgangsspannung)
  • Signalform: z. B. Sinus, Rechteck, Dreieck/Rampe, Puls, Rauschen, DC, Gauß-Verteilung, exponentiell, arbiträr
  • Pulsbreite, Anstiegs-/Abfallzeit
  • Modulationsarten: u. a. AM, FM, PM, FSK, BPSK, PWM, SUM (Träger + Modulation)
  • Signal-Ausführungsmodus: kontinuierlich, moduliert, Sweep, Burst, Output Gate, Wobbeling
  • Programmierung komplexer Signalformen (Sequenzoption)

Produktempfehlungen.


AFG31102 | 2 Kanäle, 1 µHz bis 100 MHz, 1 mVpp bis 10 Vpp
Vielfältige integrierte Signalformen, Sequenzoption und erweiterter Modus für komplexe Signale, mit InstaViewTM-Technologie zur direkten Signaldarstellung auf dem Display

KICKSTARTFL-AFG | KickStart AFG-App
Fernsteuerung von Tektronix-Funktionsgeneratoren der Serie AFG31000, unabhängige Steuerung der Kanäle, Zugriff auf Standardsignalformen, Erfassen/Speichern und Exportieren von Settings


AFG-3081 | 1 Kanal, 1 µHz bis 80 MHz, 10 mVpp bis 10 Vpp
Hohe Amplitudenauflösung (16 Bit), Speicher für 1 Mpunkte, DWR-Funktion (Direct Waveform Reconstruction) zur Übertragung von Signalformen von einem Oszilloskop (Serie GDS-2000) auf den Arbiträrgenerator via USB

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AFG-3081
Serie
GW Instek
AFG-3081
Funktionsgenerator, 1-Kanal 80 MHz, 10Vss, Arbiträr, USB, RS232, GPIB
-15 % 2.295,00 € 2.700,00 €
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33522B | 2 Kanäle, 1 µHz bis 30 MHz, 1 mVpp bis 10 Vpp
Trueform-Technologie mit herausragender Genauigkeit, inklusive Lizenz für die PathWave BenchVue Software BV0002B für Funktionsgeneratoren

BV0002B | BenchVue Function Generator App
Steuerung und Programmierung von Keysight Funktionsgeneratoren, Laden von Daten oder Wertetabellen (z. B. Oszilloskopdaten), einfache Erstellung von Arbiträrfunktionen

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33522B
Serie
Keysight
33522B
Funktionsgenerator, 2-Kanal 30MHz, 10Vss, Arbiträr, Trueform, USB, LAN, GPIB
4.508,00 €
4 auf Lager. Versandfertig in 1 Arbeitstag
BV0002B
Keysight
BV0002B
BenchVue Funktionsgenerator App PC Mess- und Auswerte-Software
Auf Anfrage
Versandfertig in 5 bis 10 Arbeitstagen

HMF2550 | 1 Kanal, 10 µHz bis 50 MHz, 5 mVss bis 10 Vss
Funktions- und Pulsgenerator für universelle Anwendungen und Halbleiter-Charakterisierung

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