Vereenvoudig het testen met geïntegreerde opname- en simulatiefuncties
Het testen van moderne elektronische systemen gaat veel verder dan het louter vastleggen van gegevens. Ingenieurs moeten de omstandigheden in de praktijk betrouwbaar nabootsen, op maat gemaakte testsignalen genereren en extreme scenario’s simuleren om de systeemprestaties te valideren bij het testen van ECU’s, ingebedde systemen en werkprocessen op het gebied van vermogenselektronica.
Speicherrekorder können, wenn sie mit Signalgeneratormodulen ausgestattet sind, sowohl Daten erfassen als auch Signale erzeugen. Die Integration dieser Funktionen ermöglicht einen nahtlosen Übergang zwischen Messung und Simulation und unterstützt eine Vielzahl von Testszenarien mit nur einem Prüfgerät.
Dieser Artikel zeigt drei praxisnahe Anwendungen dieser Doppelfunktion:
- Reproduktion aufgezeichneter Signalformen – ermöglicht präzise Validierung, indem reale Ereignisse im Labor nachgestellt werden.
- Erstellung benutzerdefinierter Signalformen – zur Simulation von Grenzfällen und dem Entwurf von Tests, die über aufgezeichnete Daten hinausgehen.
- Injektion von Anomalien – zur Simulation von Fehlern und Störungen, um Systeme bis an ihre Grenzen zu testen.
1. Reale Bedingungen nachbilden: Gemessene Signale reproduzieren
Eine der nützlichsten Anwendungen der kombinierten Aufzeichnung und Signalgenerierung ist die Möglichkeit, ein während des Tests erfasstes Signal direkt wiederzugeben – ganz ohne zusätzliche Geräte.
Ein Beispiel: Ein Team, das ein Fahrwerksregelsystem validiert, kann während einer Testfahrt Fahrzeugsignale aufzeichnen und diese Bedingungen anschließend im Labor wiedergeben, um einen Aktuator oder anderen Prüfling (DUT) anzusteuern. So lassen sich spezifische dynamische Ereignisse unter kontrollierten, wiederholbaren Bedingungen nachstellen. Dies ist entscheidend für Fehlersuche, Belastungstests oder die Validierung bekannter Fehlerszenarien.
Da dieselbe Plattform sowohl die Aufzeichnung als auch die Signalgenerierung übernimmt, sind keine zusätzlichen Geräte wie separate DAQ-Systeme, (Arbiträr-)Signalgeneratoren oder Signalwandler erforderlich. Das Ergebnis: vereinfachte Testaufbauten, schnellere Übergänge zwischen Testphasen und konsistentere Ergebnisse über mehrere Testzyklen hinweg.
2. Signale frei entwerfen durch präzise Simulation
Wenn reale Signale nicht verfügbar sind oder spezielle Testbedingungen erzeugt werden müssen, lassen sich benutzerdefinierte Signale direkt auf der MR6000-Plattform oder mit der SF8000 Waveform Maker Software erstellen. So können präzise Signalformen simuliert und Arbiträrsignale für Signal-Integritätstests sowie Hardware-in-the-Loop-Validierungen generiert werden. Ingenieure haben dabei die volle Kontrolle über Signalparameter wie Form, Amplitude, Frequenz und Sequenzierung. Besonders nützlich ist dies für Anwendungsszenarien, die im Feld schwer reproduzierbar sind.
Beispiel: Ein Entwickler eines Drosselklappensteuersystems kann ein progressives Rampensignal simulieren. Die so gewonnenen benutzerdefinierten Eingaben ermöglichen es, Leistung, Regelverhalten und Systemstabilität unter bekannten und wiederholbaren Bedingungen zu bewerten. Anschließend können diese Signale über kompatible Signalgeneratormodule ausgegeben werden und unterstützen damit eine Vielzahl von Testabläufen – von einfacher Funktionsprüfung bis hin zu Belastungs- und Timing-Analysen.
3. Het testen van randgevallen: het injecteren van signaanafwijkingen
Een andere belangrijke toepassing is de mogelijkheid om geregistreerde signalen te wijzigen of golfvormen te ontwerpen die opzettelijk afwijkingen bevatten, zoals spanningsdalingen, plotselinge overgangen of ruispulsen. Dit is essentieel voor het verifiëren van de robuustheid van het systeem onder extreme of niet-ideale omstandigheden.
Ingenieurs kunnen storingen nabootsen die in de praktijk moeilijk vast te leggen zijn, reacties op stroomonderbrekingen testen of omstandigheden simuleren die nodig zijn voor veiligheids- en betrouwbaarheidsevaluaties. Door afwijkingen in te voegen, wordt het mogelijk om het gedrag en de robuustheid van het systeem beter te begrijpen — of de gegevens nu afkomstig zijn van geregistreerde metingen of vrij gecreëerde golfvormen.
Wanneer acquisitie, creatie en uitvoer worden gecombineerd op één platform, zoals de MR6000, worden testworkflows consistenter en efficiënter.
Afhankelijk van het signaaltype worden de bijbehorende module en de bijpassende datarecorder gebruikt. Of het nu gaat om analoge, digitale of sensorsignalen – de DAQ-systemen van HIOKI bieden een oplossing die geschikt is voor elke toepassing.
- Analoge signaalgolfvormen, zoals sinus-, puls- of door de gebruiker gedefinieerde vormen, kunnen worden gegenereerd met behulp van een willekeurige golfvormgenerator.
- Voor het genereren van digitale signalen, zoals stuurpulsen en logische patronen, is een pulsgenerator geschikt.
- Voor realistische sensoruitgangen, waaronder gesimuleerde spanning, stroom en weerstand, wordt een speciale sensorsimulatiemodule aanbevolen.
Moduleoverzicht: signaaltypen, modules en toepassingen
| Signaaltype | Module | Belangrijkste functies | Typische toepassingen | Compatibele datarecorders |
|---|---|---|---|---|
| Analoge signaalgolfvormen | U8793 willekeurige golfvormgenerator |
– Sinus, blokgolf, puls, helling, driehoek, willekeurig – ±10 V tot +15 V, 10 mA – tot 100 kHz – 2 geïsoleerde kanalen |
Genereren van willekeurige signaalvormen, simulatie van actuatorsignalen, weergave van opgenomen gegevens | MR6000, MR8848, MR8827, MR8740T, MR8740, MR8741 |
| MR8790 -signaalgenerator |
– Alleen DC en sinus – ±10 V, 5 mA – 4 geïsoleerde kanalen |
Simulatie van referentiesignalen en injectie van stabiele analoge signalen | MR6000, MR8848, MR8827, MR8740T, MR8740, MR8741 | |
| Digitale signalen, pulsen | MR8791 -pulsgenerator |
– TTL- of open-collectoruitgang – 0,1 Hz tot 20 kHz – 8-bits patroonuitgang – 8 kanalen |
Het testen van digitale logica, het simuleren van besturingspulsen, het valideren van ECU-signalen | MR6000, MR8848, MR8827, MR8740T, MR8740, MR8741 |
| Simulatie van sensorsignalen | U8794 VIR-generator |
– Simulatie van gelijkspanning, stroom en weerstand – 8 geïsoleerde kanalen – Alleen MR8740T |
Simulatie van sensorsignalen, testen van analoge ingangen van ECU's en verificatie van signaalconditionering | MR8740T |
Toelichting bij de modules: Dankzij de hoge flexibiliteit en ondersteuning voor talrijke signaaltypen is de U8793 bijzonder geschikt voor complexe simulaties van analoge signalen. De MR8790 is de voor de hand liggende keuze voor het genereren van stabiele signalen zoals gelijkspanningen of sinusgolven – perfect voor referentiespanningen of eenvoudige analoge ingangstests. De MR8791 is gespecialiseerd in digitale signalen, waarbij nauwkeurige timingregeling en patroongeneratie vereist zijn, bijvoorbeeld bij het valideren van ECU’s of besturingssystemen. Alle drie de modules kunnen worden gebruikt met tafelmodel datarecorders zoals de MR6000, MR8848 en MR8740T. Dit biedt gebruikers maximale flexibiliteit: ze kunnen kiezen uit opstellingen variërend van 32 tot 108 kanalen, van compacte stand-alone eenheden tot grote geïntegreerde systemen.
De U8794 is speciaal ontworpen voor het genereren van sensorachtige signalen zoals spanning, stroom en weerstand, kan uitsluitend worden gebruikt met de MR8740T en is ideaal voor meerkanaals-toepassingen en uitgebreide ECU- of sensortests.
Van data-acquisitie tot simulatie: een naadloze testworkflow
Waarom zou je alleen signalen registreren als je veel meer kunt doen? Door signaalregistratie en -generatie op één platform te combineren, worden testworkflows eenvoudiger en neemt de complexiteit van de hardware af. Dit betekent een duidelijke stap voorwaarts naar efficiëntere testprocessen. Met HIOKI-datarecorders kunnen gebeurtenissen uit de praktijk worden vastgelegd, getrouw worden gereproduceerd onder laboratoriumomstandigheden, en kunnen zelfs extreme scenario’s worden gesimuleerd – allemaal op één platform.
Deze geïntegreerde aanpak verkort testcycli, minimaliseert fouten en garandeert transparante resultaten – van ECU-validatie en simulatie van besturingssignalen tot duurtesten van ingebedde systemen. Het is een moderne, flexibele workflow waarmee ingenieurs de overstap kunnen maken van passieve observatie naar actieve beheersing van de testomgeving.
