WO2020160729A1 - Vorrichtung und verfahren zum aufnehmen und verarbeiten und ausgeben von synchronisierten messdaten sowie computerprogrammprodukt und verwendung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum aufnehmen und verarbeiten und ausgeben von synchronisierten messdaten sowie computerprogrammprodukt und verwendung Download PDF

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WO2020160729A1
WO2020160729A1 PCT/DE2020/100067 DE2020100067W WO2020160729A1 WO 2020160729 A1 WO2020160729 A1 WO 2020160729A1 DE 2020100067 W DE2020100067 W DE 2020100067W WO 2020160729 A1 WO2020160729 A1 WO 2020160729A1
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WO
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measurement data
measurement
evaluation device
data evaluation
channel
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/100067
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Bökelmann
Odin Holmes
Jürgen PERKAMS
Original Assignee
Auto-Intern GmbH
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Publication date
Application filed by Auto-Intern GmbH filed Critical Auto-Intern GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/20—Cathode-ray oscilloscopes
    • G01R13/22—Circuits therefor
    • G01R13/34—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies
    • G01R13/345—Circuits for representing a single waveform by sampling, e.g. for very high frequencies for displaying sampled signals by using digital processors by intermediate A.D. and D.A. convertors (control circuits for CRT indicators)

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for recording, processing and outputting synchronized measurement data, in particular for mapping the functionality of multi-channel digital storage oscilloscopes.
  • the present invention also relates to a computer program product for controlling the measuring method.
  • the present invention also relates to the use of at least one single-channel measurement data evaluation device for the synchronizable data exchange in a measurement chain between the measurement head and the computer.
  • the invention relates to a device and a method in each case according to the preamble of the respective independent claim.
  • Measurement data acquisition via at least one measuring head structuring or assignment of the measurement data, evaluation of the measurement data, presentation of the measurement data.
  • the structure of a digital measuring chain in particular can be described as follows:
  • 2nd step digitization of the electrical signal and, if necessary, provision of auxiliary power for the transmitter (transmitter power supply);
  • 3rd step Transmission of the digitized measured value via a bus system
  • a view can e.g. be a transformation into another database, e.g. is filtered or processed; A view can also be a simple display of the data on a screen.
  • Metrological tasks are, for example, subject to the requirement to record and process the measurement data within a certain time. At the same time, it should be possible to achieve as precise a measurement as possible, even in the case of an unfavorable SNR (signal to noise ratio; signal-to-noise ratio). In many applications, however, the useful signal does not have a high technical quality. Accordingly, high technical requirements are placed on the sensitivity of the measurement technology. In this regard, it can be advantageous to filter a converted voltage signal between steps 1 and 2 described above in an analog manner. This can prepare the data for the view more quickly. With oscilloscopes in particular, there are advantages with regard to the analysis of the measurement data by the user, not least thanks to the graphic processing and display of the measurement data.
  • Equipment useful for various metrological tasks includes a multi-channel digital storage oscilloscope. However, depending on the number of channels, these devices are very expensive.
  • a gentle and less stressful way of processing or evaluating the measurement data is particularly desirable.
  • EP 0 754 940 B1 EP 0 500 145A2, US 4,125,894 A, DE 195 03 457 CI.
  • publication US 6,064,792 A describes a signal recorder with delayable recording.
  • publication US 2002/0 185 605 A1 describes a sensor system for detecting and analyzing insect infestation.
  • the object is to provide a system or a device and a method for measuring data evaluation, with which the evaluation of measured values can be simplified with the broadest possible functionality, in particular with regard to the functionality of a multi-channel digital storage oscilloscope.
  • Another task is to design the system in such a way that a complex measurement can be evaluated over at least two channels using simple and, if possible, also inexpensive technical means.
  • Advantageous further developments of the invention are explained in the respective subclaims. The features of the exemplary embodiments described below can be combined with one another, unless this is explicitly denied.
  • a measurement data evaluation device for recording, processing and outputting measurement data, in particular measurement data of an internal combustion engine, in particular
  • Voltage measurement data in particular in the range from -12V to 400V, in particular -3V to 30V
  • the measurement data evaluation device being set up to process the measurement data in a measurement chain between at least one sensor or measurement data head (first stage of the measurement chain), in particular an oscilloscope measurement head, and a PC or a mobile computing unit (last stage of the measurement chain), with:
  • -an input channel for receiving the measurement data in particular in the form of a BNC connector input, in particular set up for (electro-mechanical) connection of the measurement data evaluation device to an oscilloscope measuring head, in particular with only this one input channel with the
  • Measurement data evaluation device in the form of a single-channel measurement data evaluation device
  • microcontroller set up to process the measurement data
  • the microcontroller having an analog-digital converter (AD converter) for discretizing an emitted measurement signal into discrete samples
  • AD converter analog-digital converter
  • the microcontroller having at least one impedance converter set up to adapt at least one measurement range to a respective one Measurement task or the respective measured value to be recorded, in particular an at least three-fold stepped / matched impedance converter;
  • an output channel with a communication interface to a personal computer (PC) and / or to a mobile computing unit, in particular an output channel in the form of a USB port, especially set up for sampling rates in the range of 2 to 3 million samples per second [MSa ], especially 2.4 million MSa.
  • PC personal computer
  • MSa samples per second
  • the measurement data evaluation device is set up, in particular in the form of a measuring transducer, for mapping the functionality of a digital signal recorder by means of the microcontroller, the microcontroller being set up for measuring range-specific processing of the input-side measurement data in a plurality of measuring ranges, the microcontroller for
  • the measurement data evaluation device can be connected as a single, inexpensive intermediary between the measuring head and the PC, or, alternatively, a plurality of measurement data evaluation devices can be connected in parallel.
  • digital filtering can in particular be carried out between steps 1 and 2 described above. It has been shown that microcontrollers and PCs are / are currently already so powerful that filtering, which was previously carried out in analog form, is carried out digitally can. For example, the SNR can also be improved digitally in a simple manner. Up to now, comparatively fast sensors have been very expensive.
  • the measurement data evaluation device is to be understood in particular to be a purely digital measurement transducer.
  • An “input” is to be understood as an interface on a component in the measurement chain through which the measurement data, starting from the measurement data acquisition, pass in one direction from the measurement head to a PC or a mobile computing unit.
  • the impedance converter is in particular an active impedance converter.
  • the impedance converter can in particular also be used to minimize the power tap, that is to say with a view to the least possible interference with the measurement signal.
  • a measurement data evaluation device is provided to record, process and output measurement data, in particular voltage measurement data of an internal combustion engine in the range from -12V to 400V, the measurement data evaluation device being configured to process the measurement data in a measurement chain between at least one oscilloscope measurement head and a PC or a mobile computing unit, with an input channel for receiving the measurement data and for connecting the measurement data evaluation device to an oscilloscope measuring head, with the measurement data evaluation device in the form of a single-channel measurement data evaluation device;
  • microcontroller set up to process the measurement data, the microcontroller having an analog-digital converter for discretizing an emitted measurement signal into discrete samples, the microcontroller including at least one impedance converter set up to adapt at least one measuring range to the respective measured value to be recorded ; furthermore with an output channel with a communication interface to a PC and / or to a mobile computing unit, in particular an output channel in the form of a USB port, in particular set up for sampling rates in the range of 2 to 3 million samples per second [MSa], in particular 2.4 million MSa; where the
  • Measurement data evaluation device is set up to map the functionality of a digital signal recorder by means of the microcontroller, the microcontroller being set up for measuring range-specific processing of the input-side measurement data in a plurality of measurement areas, the microcontroller for time-related, synchronizable outputting of the output-side measurement data with respect to or based on the measurement data specified / predetermined reference times is set up, wherein the measurement data evaluation device is set up to map the functionality of a multi-channel digital storage oscilloscope, based on the one input channel.
  • the measurement data evaluation device is set up for
  • the measurement data evaluation device is set up to record and process the measurement data over a plurality of measurement areas and is also set up to
  • the measurement data evaluation device comprising at least two or three impedance converters and / or the (respective) impedance converter being multiply graded / coordinated. This also simplifies the use and evaluation, especially with regard to the selection of measuring ranges. Since the measurement range can be selected automatically, the risk of misinterpretation of the measurement data can also be minimized.
  • the measurement data evaluation device is set up for
  • the measurement data evaluation device is set up for
  • Communication interface are detectable, wherein the measurement data evaluation device is set up to generate at least one reference marker in the respective measurement signal and is set up to
  • synchronized outputting of the measurement data in relation to the at least one reference marker in particular is set up for synchronized outputting of data in parallel with others by others
  • Measured data evaluation devices recorded synchronized measurement data, in particular measurement data in the form of voltage measurement values. This also enables comparatively complex measurements by means of a simple, scalable technical structure.
  • the PC or the USB hub sends an SOF signal to the bus every 125ps. This contains a frame number. Using the SOF, all participants can determine the time at which
  • the measurement data evaluation device is set up to reply to the respective measurement signal based on at least one mark or a reference marker, in particular based on reference markers set in a chain of numbers, synchronized by means of start-of-frame (SOF) signals.
  • SOF start-of-frame
  • the measurement data evaluation device is set up to output measurement data based on a reactive, synchronizable response to start-of-frame (SOF) signals by means of an architecture built in a measurement chain between the oscilloscope measurement head and PC from a microcontroller with analog-to-digital converter and impedance converter, whereby the functionality of a digital signal recorder can be mapped by means of this architecture.
  • SOF start-of-frame
  • the measurement data evaluation device has only the one input channel, in particular in the form of a BNC input channel, and is a single-channel
  • Measured data evaluation device designed. This not only provides great variability, but also enables a very cost-effective construction of the measurement equipment, in particular regardless of the number of measurement channels required.
  • the measurement data evaluation device can be arranged in a measurement chain between at least one measurement head, in particular an oscilloscope measurement head, and a PC and is made up of the following measurement components or comprises this final group of measurement components: the input channel, in particular in the form of a BNC -Plug input; at least one voltage divider; a differential amplifier; the at least one impedance converter; the microcontroller with the at least one analog-digital converter and with a ROM data memory and a RAM data memory; the output channel (communication interface on the output side), in particular in the form of a USB port; Reference mark generator, especially designed as a USB controller.
  • This structure is comparatively simple and provides the advantage of a cost-effective and variable usable measuring system. The respective functionality can remain so slim that the
  • Measurement data evaluation device can be used as a single-channel measurement data evaluation device in parallel with a large number of other measurement data evaluation devices.
  • the reference times or the time windows for outputting data can be generated automatically by means of the reference mark generator or the USB controller.
  • a differential amplifier can be provided between the plug and the voltage divider, in particular in order to be able to improve the signal-to-noise ratio.
  • the measurement data evaluation device has at least one data memory set up for temporarily storing or buffering the measurement data. This simplifies the central processing, especially in the microcontroller.
  • the microcontroller has both ROM and RAM.
  • the AD converter or the analog-digital converter can be provided as a discrete circuit in the microcontroller (pC).
  • PPC microcontroller
  • a related mode of operation can be described as follows: The AD converter converts in particular continuously and delivers a message or signals to the processor (interrupt).
  • Direct memory access is then triggered. This transfers the data to the
  • USB Working memory
  • the USB can also represent a discrete circuit; the USB can also be configured by the processor and loaded with data.
  • Output / transmission / sending of the data on the bus in the desired or correctly specified time window can be carried out by the USB controller independently. If an SOF signal reaches the USB controller, the USB controller sends a message to the pC processor. This interrupts the process of “putting together a data package” at a specific point in time. The next value in the data packet can then be specified or used as the SOF or as the reference mark.
  • the program code that plans and processes this sequence is stored in the ROM.
  • ROM and RAM depend on the processor used. For example, 512 Kbytes of ROM and 176 + 16 Kbytes of RAM are provided, or optionally less, in particular for reasons of cost.
  • a cost-efficient measuring system can also be provided using a comparatively small amount of RAM.
  • At least one of the aforementioned tasks is achieved in particular by a
  • Measurement data evaluation device set up to record, process and output measurement data and set up to process the measurement data in a measurement chain between at least one sensor or measurement data head and a personal computer (PC) or a mobile processing unit, with:
  • microcontroller set up to process the measurement data
  • the microcontroller having an analog-digital converter for discretizing an emitted measurement signal into discrete samples
  • the microcontroller having at least one impedance converter set up to adapt at least one
  • Measurement data evaluation device is set up to map the functionality of a digital signal recorder by means of the microcontroller, and is set up to map the functionality of a multi-channel digital storage oscilloscope based on the one input channel, and furthermore produced by integrating the microcontroller into the measurement chain in such a way that the microcontroller for the measurement range-specific processing of the input measurement data in a plurality of
  • Measuring ranges is set up and is further set up for point-in-time, synchronizable outputting of the output-side measurement data with respect to or based on reference points in time that are predetermined / specifiable by means of the measurement signal.
  • a circuit board of approximately 9x80x1.7 mm 3 is equipped with SMD components in the machine. At one end of the board there is a device for soldering a 4-wire USB cable in particular, and at the other end of the board a device for soldering a BNC socket.
  • the USB line can either be automated or manually soldered to the circuit board.
  • a tube, in particular an aluminum tube 12mm x 1mm, can then be pushed over the board (manually or automatically) and threaded onto the line in such a way that the board is / remains free. Then the BNC socket is soldered to the other side of the board (manually or automatically).
  • the tube is then pushed back over the thread of the BNC socket (manually or automatically), in particular in such a way that the tube rests flush on the collar of the BNC socket.
  • the cable side of the pipe remains open.
  • Acrylic resin for example, can be poured into the cable side (manually or automatically), in particular to encapsulate the circuit and make it resistant to external influences.
  • Measurement data evaluation system with at least two previously described measurement data evaluation devices, display software, online access to the database. This results in numerous advantages mentioned above.
  • Measurement data evaluation system comprising a personal computer (PC) or a mobile computing unit with at least one measurement data evaluation device according to one of the preceding ones coupled to it
  • the measurement data evaluation system comprises or maps the functionality of a digital signal recorder, wherein the measurement data evaluation system is set up to specify
  • the measurement data evaluation system can also be referred to as an analysis system, in particular if the measurement data evaluation system also includes at least one sensor or measuring head.
  • Measurement data evaluation system comprising a personal computer or a mobile computing unit with at least two previously described measurement data evaluation devices coupled to it, whereby the
  • Measurement data evaluation system comprises the functionality of a digital signal recorder, and wherein the
  • Measurement data evaluation system in particular the personal computer or the mobile computing unit, is set up to synchronize the output of the measurement data via a plurality of measurement channels specifically for each measurement channel based on a large number of start-of-frame (SOF) signals, in particular by means of reference marks in the synchronizing measurement signal.
  • SOF start-of-frame
  • the measurement data analysis system can also be set up to transmit (send out) queries of measurement data via the input channel, the measurement data analysis system being set up for the synchronized analysis and transmission of the requested / recorded measurement data in the function of a digital signal recorder, in particular via the complete measurement chain described above .
  • the measurement data evaluation system further comprises at least one
  • the measurement data evaluation system can be used advantageously in the analysis of internal combustion engines.
  • the measurement data evaluation system also includes a graphic one
  • User interface which is set up to display the temporal progression of at least two different measured values recorded in a synchronized manner using the measured data from at least two measured data evaluation devices. This also allows an oscilloscope function to be mapped, in particular the functionality of a digital storage oscilloscope for a large number of channels.
  • a method for operating a measurement data evaluation system comprising a personal computer or a mobile computing unit with at least one single-channel measurement data evaluation device coupled to it, in particular with a plurality of the previously described ones Measurement data evaluation devices, the method comprising recording, processing and outputting measurement data, in particular voltage measurement data, in particular in the range from -12V to 400V, processing the measurement data in a measurement chain between at least one sensor or measurement data head (first stage of the measurement chain), namely or in particular the oscilloscope measuring head, and the PC or the mobile computing unit (last stage of the measuring chain), with the following steps:
  • PC Personal computer
  • MSa samples per second
  • the processing of the input-side measurement data i.e. the measurement data acquired by the measurement data evaluation device] takes place specific to the measurement range in a plurality of measurement ranges, and the output of the output measurement data [i.e. the measurement data to be output by the measurement data evaluation device] in a time-related manner using the microcontroller in a synchronized / synchronizable manner with respect to or takes place based on reference times specified by means of the measurement signal, in particular to a virtual COM port of the PC.
  • the functionality of a multi-channel digital storage oscilloscope is mapped when processing the input-side measurement data from the one input channel and when responding / outputting measurement data in a synchronized manner, in particular based on a plurality of start-of-frame (SOF) signals.
  • SOF start-of-frame
  • the processing of the measurement data takes place over a plurality of specifically selected defined measurement areas by means of at least two or three impedance converters, in particular by means of multiply graded / matched impedance converters.
  • this also enables multiple measurements in different measuring ranges without having to switch between the measuring ranges.
  • the measurement data can be generated redundantly in a certain sense, so that those measurement data that were generated in the most useful (in particular the most exact measurement range) can be used as a data basis for further processing.
  • the point-in-time outputting of the output-side measurement data takes place by synchronized replies to a plurality of start-of-frame (SOF) signals, in particular via several channels, with at least one reference marker in each case by means of the microcontroller or by means of a USB controller is generated in the respective measurement signal.
  • SOF start-of-frame
  • the synchronization takes place via the start-of-frame (SOF) signal, in that the SOF signal indicates the time of synchronization individually for a plurality of SOF signals
  • Measurement data evaluation devices defined. This also simplifies the time comparison and the time-specific evaluation of the individual channels.
  • synchronization occurs every 125 microseconds [ps].
  • an SOF signal can be generated every 125 microseconds [ps], in particular via a virtual COM port, in particular by means of the PC or the mobile processing unit.
  • This time window can be technically implemented and used in a particularly advantageous manner.
  • the virtual COM port can be used for serial acquisition of one measured value after the other.
  • a start-of-frame (SOF) signal is used in the respective measurement signal to define at least one point in time at which or in relation to which the measurement data is processed and synchronized by at least two or three measurement data evaluation devices connected in parallel to the measurement chain / or issued.
  • SOF start-of-frame
  • a sequence of an n-dimensional vector is formed during processing based on a number n of channels connected in parallel (or n measurement data evaluation devices connected in parallel), each member of the sequence being assigned to a measurement time.
  • This also facilitates the evaluation of the measurement, in particular with a large number of channels.
  • a time span between individual measurement points can be determined based on the number of follow-up elements between two SOF signals. This enables a further specification and assignment of the measurement data.
  • measurement data and channels are correlated via a temporal assignment of channels to points in time between individual start-of-frame (SOF) signals. Last but not least, this facilitates the simultaneous evaluation of a plurality of channels using comparatively simply structured measurement technology.
  • SOF start-of-frame
  • the sampling rate is greater than the signal rate, in particular greater by a factor of at least 2. This also enables an exact evaluation of band-limited signals based on the sampled values.
  • the method for a synchronicity measurement is carried out with a plurality of oscilloscope measuring heads each connected via a single-channel measuring data evaluation device, in particular with at least one crankshaft sensor / crankshaft measuring head and / or at least one camshaft sensor / camshaft measuring head as the measuring data transmitter of the measuring chain.
  • This provides advantages in particular when evaluating measurement data on internal combustion engines, for example also with regard to the correlation of the measurement data from different channels with one another.
  • the method can also be carried out as a cross-correlation analysis, for example with regard to the following correlation: [R NOcken, Kuibei (ti, t 2 )].
  • first measurement data relate to at least one voltage measurement value, in particular a Hall voltage
  • second measurement data relate to at least one measurement value other than voltage measurement values relate, in particular, to a measured value of an inductive transmitter, the first and second measured data being recorded, processed and outputted in a manner synchronized by means of SOF signals by means of a plurality of measured data evaluation devices, each configured as a measuring transducer to map the functionality of a digital signal recorder.
  • a plurality of measured data evaluation devices each configured as a measuring transducer to map the functionality of a digital signal recorder.
  • At least one of the aforementioned objects is also achieved by a computer program product set up to control a previously described method when it is executed on a computer, in particular also a computer at the end of a measuring chain with at least one oscilloscope measuring head as the first link in the measuring chain.
  • the computer program product can e.g. be carried out in a previously described measurement data evaluation device or in a previously described measurement system.
  • At least one of the above-mentioned objects is also achieved by using a single-channel measurement data analysis device or a measurement data analysis system with a plurality of single-channel measurement data analysis devices for processing input-side measurement data measurement-area-specific in a plurality of measurement areas, and for outputting output-side measurement data in a synchronized manner in terms of time or based on means Measurement signals of predetermined reference times, in particular for transmitting measurement data from at least one oscilloscope measuring head to a virtual COM port of a PC, in particular using a previously described measurement data evaluation device or a previously described measurement data evaluation system, in particular in a previously described method.
  • At least one of the above-mentioned objects is in particular also achieved by the following exemplary application-specific use, namely by using a single-channel
  • Measurement data evaluation device or a measurement data evaluation system with a large number of single-channel measurement data evaluation devices for processing input-side measurement data in a plurality of measurement-range-specific areas, and for outputting output-side measurement data in a synchronized manner with reference to or based on reference times specified by means of measurement signals, and for transmitting the measurement data from at least one oscilloscope -Measuring head via a single input channel to a virtual COM port of a PC, in particular using one previously described
  • Measurement data evaluation device or a previously described measurement data evaluation system, in particular in a previously described method, the measurement data being transmitted between an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular from a crankshaft sensor and / or a camshaft sensor, to the virtual COM port in such a way that the functionality of a multi-channel digital memory Oscilloscope is mapped, especially when analyzing a timing chain of the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a measuring chain with an integrated therein
  • Measurement data evaluation device according to an embodiment
  • Figure 2, 7 each in a schematic representation an exemplary structure of a
  • Measurement data evaluation device according to an embodiment
  • FIGS. 3A, 3B show, in a schematic representation, a comparison of two measurement curves of a metrological analysis which can be carried out by means of a measurement data evaluation device according to an exemplary embodiment
  • FIGS. 4, 5, 6A, 6B each in a schematic representation of the principle of a measurement-related data analysis based on synchronization according to an exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows an exemplary structure of an input side of a measurement data evaluation device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows an exemplary structure of a differential amplifier of a measurement data evaluation device according to an exemplary embodiment
  • Figure 10 shows an exemplary structure of a voltage divider and an impedance converter of a
  • Measurement data evaluation device according to an embodiment
  • FIG. 11 shows an exemplary structure of a microcontroller of a measurement data evaluation device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 12 shows a metrological setup according to the prior art.
  • a motor vehicle (motor vehicle) 1 or some other measurement object is shown.
  • the measurement data can be picked up and evaluated by means of a measurement data evaluation device 10 and output to a computer 5, in particular a PC or mobile computing unit, in particular via a virtual COM port 5.1.
  • FIG. 2 shows a measurement data evaluation device 10 in the form of a measuring transducer with expandable functionality of a signal recorder.
  • measurement data can be tapped via an input channel 11, in particular in the form of a BNC plug input.
  • the at least partially evaluated or synchronized measurement data can be output on an output side 10.2 via an output channel 19, in particular in the form of a USB port.
  • Measurement data evaluation device 10 has: a microcontroller 12, at least one analog-digital converter 13, at least one impedance converter 14, optionally a separate reference mark generator 15, at least one data memory 16, in particular RAM and / or ROM.
  • the structure shown in FIG can optionally also comprise at least one voltage divider and / or a filter.
  • Reference mark generator 15 can e.g. then be provided if the synchronization is not to take place entirely via the transmission protocol, or if the synchronization is to be further differentiated.
  • 3A, 3B show a course of a measurement parameter plotted over time t.
  • the metrological data analysis can take place in relation to two different time windows, indicated here by Atl, At2.
  • one measurement parameter can be recorded on a camshaft and the other measurement parameter can be recorded on a crankshaft.
  • First example for a metrological analysis If the time offset At between the rising edge of the camshaft and the minimum of the crankshaft measured value becomes greater, the timing chain is very likely to have lengthened (possible cause of wear). Second example: If the sigma-square variance of At increases, the timing chain seems to lurch or wobble.
  • the measurement setup according to the invention enables a reliable analysis of the measurement data and can ensure good reproducibility.
  • the principle of scanning is illustrated in FIG. 4.
  • the point in time for a measurement data acquisition can be specified in each case by an SOF signal.
  • sampling rate The relationship between the sampling rate and the signal rate is illustrated in FIG. 5; In the example shown, the ratio is significantly greater than 2.
  • Fig. 6A, 6B the measuring principle for two measured values acquired in parallel and synchronized is illustrated, e.g. for first measured values recorded on a camshaft (upper curve in Fig. 6A) and e.g. for second measured values recorded on a crankshaft (lower curve in FIG. 6A).
  • a time delay At or offset between the two measurements is also recorded, it being possible for this offset to be evaluated cumulatively according to FIG. 6B.
  • the statistical evaluation according to FIG. 6B can provide a database for setting up a “feature vector” or a sequence of an n-dimensional vector, in particular when processing the measurement data via n channels connected in parallel.
  • FIG. 7 shows a structure of a measurement data evaluation system 20 with two voltage dividers 17, two impedance converters 14 and two analog-digital converters 13.
  • the measurement data evaluation device 10 also has components: at least one voltage divider 17 and / or a filter or a protective circuit 18.
  • one of the voltage dividers 17 is provided for a range from -3 V to + 30V, and the other voltage divider 17 is, for example, for one Range from -30V to + 400V provided.
  • the structure shown in FIG. 7 can optionally also be a separate one Include reference mark generator (separate component independent of the output channel).
  • a differential amplifier 11.1 can be provided between the input connector 11 and the respective voltage divider 17. 7 also shows a display unit, for example a display.
  • a differential amplifier of a measurement data evaluation device 10 is shown.
  • the differential amplifier can optionally be arranged between the plug and the voltage divider, in particular to improve the signal-to-noise ratio.
  • a placeholder for the voltage U or for its amount is indicated symbolically in the center.
  • Measurement data evaluation device 10 is shown.
  • a generic PC circuit 12 of a measurement data evaluation device 10 is shown.
  • the “Out” pin of the impedance converter is placed directly on or connected to the ADC input of the pC.
  • PC-DSO digital storage oscilloscope
  • measurement data evaluation device in particular in the form of a measuring transducer or with
  • 11 input channel especially designed as a BNC plug input and / or oscilloscope interface

Abstract

Beim Analysieren von Messdaten wird gern auf eine Oszilloskop-Funktion zurückgegriffen. Oszilloskope, die eine Vielzahl von Mess-Kanälen abbilden können, sind jedoch sehr aufwändig bzw. teuer in der Anschaffung. Bereitgesellt wird eine Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten und eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Sensor oder Messdatenkopf (2) und einem PC (5), mit: einem Eingangs-Kanal (11); einem Mikrocontroller (12) mit Analog-Digital-Konverter (13) zum und Impedanz-Wandler (14); einem Ausgangs-Kanal (19) zu einem PC (5). Erfindungsgemäß ist die Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen Signalrekorders mittels des Mikrocontrollers (12), wobei der Mikrocontroller zum messbereichsspezifischen Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten in einer Mehrzahl von Messbereichen eingerichtet ist, wobei der Mikrocontroller zum zeitpunktbezogenen synchronisierbaren Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener/vorgebbarer Referenzzeitpunkten eingerichtet ist. Hierdurch können auch komplexe Messungen mittels eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus durchgeführt werden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von synchronisierten Messdaten sowie Computerprogrammprodukt und Verwendung
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von synchronisierten Messdaten, insbesondere zum Abbilden der Funktionalität von mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskopen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt zum Steuern des Messverfahrens. Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung wenigstens einer einkanaligen Messdatenauswertevorrichtung beim synchronisierbaren Datenaustausch in einer Messkette zwischen Messkopf und Computer. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren jeweils gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Üblicherweise zeichnet sich eine Messkette durch die folgenden Schritte bzw. Komponenten aus:
Messdatenerfassung über wenigstens einen Messkopf, Strukturierung bzw. Zuordnung der Messdaten, Auswertung der Messdaten, Darstellung der Messdaten. Speziell der Aufbau einer digitalen Messkette kann wie folgt beschrieben werden:
1. Schritt: Wandlung einer beliebigen physikalischen Größe in ein Spannungs- oder Stromsignal
(Messumformung) ;
2. Schritt: Digitalisierung des elektrischen Signals und gegebenenfalls Bereitstellung einer Hilfsenergie für den Messumformer (Messumformerspeisegerät);
3. Schritt: Übertragung des digitalisierten Messwert über ein Bus-System;
4. Schritt: Archivierung der Rohdaten.
Mit dem Aufbau der Datenbank kann die Messung als abgeschlossen interpretiert werden. Das Anzeigen, Auswerten, Zuordnen von Messdaten sind Vorgänge, die strenggenommen erst hinter der zuvor beschriebenen Wandlung und Digitalisierung der Messdaten erfolgen. Auf eine einmal geschaffene Datenbank kann mit unterschiedlichsten Methoden zugegriffen werden (Schlagwort dafür:„View“)· Ein View kann z.B. eine Transformation in eine weitere Datenbank sein, bei der z.B. gefiltert oder verarbeitet wird; ein View kann aber auch ein einfaches Anzeigen der Daten auf einem Bildschirm sein.
Messtechnische Aufgaben unterliegen z.B. der Anforderung, die Messdaten in einer gewissen Zeit aufzunehmen und zu verarbeiten. Gleichzeitig soll eine möglichst exakte Messung realisierbar sein, auch bei unvorteilhaftem SNR (signal to noise ratio; Signal-Rausch- Verhältnis). Eine hohe technische Qualität des Nutzsignals ist jedoch in vielen Anwendungsfällen nicht vorhanden. Demnach werden hohe technische Anforderungen an die Sensiüvität der Messtechnik gestellt. Diesbezüglich kann es vorteilhaft sein, ein gewandeltes Spannungssignal zwischen den oben beschriebenen Schritten 1 und 2 analog zu befiltem. Dies kann die Daten schneller für den View vorbereiten. Speziell bei Oszilloskopen gibt es Vorteile hinsichtlich der Analyse der Messdaten durch den Benutzer, nicht zuletzt dank der grafischen Aufbereitung und Darstellung der Messdaten. Eine hinsichtlich diverser messtechnischer Aufgaben nützliche Ausrüstung umfasst ein mehrkanaliges digitales Speicher-Oszilloskop. Je nach Anzahl der Kanäle sind diese Geräte jedoch sehr kostenintensiv.
Insbesondere in Hinblick auf einen möglichst geringen Eingriff in ein Messsignal, insbesondere möglichst geringen Leistungsabgriff, ist auch eine schonende und wenig belastende Art und Weise der Verarbeitung bzw. Auswertung der Messdaten besonders wünschenswert.
Es besteht daher Interesse an einer Messanordnung, welche technisch auf einfache Weise und möglichst auch kostengünstig bereitgestellt werden kann, und welche die Auswertung sensibler Daten möglichst auch bei nur minimalem Leistungsabgriff ermöglicht. Insbesondere gibt es im Zusammenhang mit der messtechnischen Analyse von Verbrennungskraftmaschinen Bedarf an kosteneffizienten und flexibel möglichst hinsichtlich einer Vielzahl von Messgrößen verwendbaren messtechnischen Anordnungen, beispielsweise als Ersatz von handelsüblichen Voltmetern oder in Ergänzung zu handelsüblichen Voltmetern.
Beispielhafte messtechnische Anordnungen werden in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben: WO 2018/101929 Al, WO 2007/090467 Al, DE 271 25 27 Al, DE 261 20 63 Al.
Weitere messtechnische Anordnungen werden in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben:
EP 0 754 940 Bl, EP 0 500 145A2, US 4,125,894 A, DE 195 03 457 CI.
Ferner beschreibt die Veröffentlichung US 6,064,792 A einen Signalrekorder mit verzögerbarer Aufnahme. Die Veröffentlichung US 2002 / 0 185 605 Al beschreibt ein Sensorsystem zum Erfassen und Analysieren von Insektenbefall.
Insbesondere auch in Hinblick auf die zuverlässige Diagnose von wenigstens zwei Parametern von
Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere unter Bezugnahme auf Steuerketten (z.B. Lebensdauer oder aktueller Systemzustand), ist es wünschenswert, die Belastbarkeit von Messdaten und die Reproduzierbarkeit von Messungen zu verbessern, insbesondere mittels eines möglichst kostengünstigen und flexibel verwendbaren messtechnischen Aufbau.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe ist, ein System bzw. eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messdatenauswertung bereitzustellen, womit die Auswertung von Messwerten bei möglichst breiter Funktionalität vereinfacht werden kann, insbesondere in Hinblick auf die Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskops. Auch eine Aufgabe ist, das System derart auszuführen, dass mittels einfacher und möglichst auch kostengünstiger technischer Mittel eine komplexe Messung über wenigstens zwei Kanäle ausgewertet werden kann. Nicht zuletzt ist es eine Aufgabe, ein Messsystem derart auszuführen, dass ein vergleichsweise einfacher Aufbau auf flexible Weise genutzt werden kann, selbst für den Fall dass nur eine einkanalige Messung erforderlich ist. Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem nebengeordneten Verfahrensanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den jeweiligen Unteransprüchen erläutert. Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit verneint ist.
Bereitgestellt wird eine Messdatenauswertevorrichtung eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten, insbesondere Messdaten einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere
Spannungsmessdaten, insbesondere im Bereich von -12V bis 400V, insbesondere -3Vbis 30V, wobei die Messdatenauswertevorrichtung eingerichtet ist zum Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Sensor oder Messdatenkopf (erste Stufe der Messkette), insbesondere Oszilloskop-Messkopf, und einem PC oder einer mobilen Recheneinheit (letzte Stufe der Messkette), mit:
-einem Eingangs-Kanal zum Aufnehmen der Messdaten, insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Stecker- Eingang, insbesondere eingerichtet zum (elektro-mechanischen) Anschluss der Messdatenauswertevorrichtung an einen Oszilloskop-Messkopf, insbesondere mit nur diesem einen Eingangs-Kanal mit der
Messdatenauswertevorrichtung in Ausgestaltung als einkanalige Messdatenauswertevorrichtung;
-einem Mikrocontroller eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten, wobei der Mikrocontroller einen Analog- Digital-Konverter (AD-Wandler) zum Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte aufweist, wobei der Mikrocontroller wenigstens einen Impedanz- Wandler eingerichtet zum Adaptieren wenigstens eines Messbereiches an eine jeweilige Mess-Aufgabe bzw. an den jeweils zu erfassenden Messwert umfasst, insbesondere einen wenigstens dreifach abgestuften/abgestimmten Impedanz- Wandler;
-einem Ausgangs -Kanal mit einer Kommunikationsschnittstelle zu einem Personalcomputer (PC) und/oder zu einer mobilen Recheneinheit, insbesondere einem Ausgangs -Kanal in Ausgestaltung als USB-Port, insbesondere eingerichtet für Abtastraten im Bereich von 2 bis 3 Millionen Abtastungen je Sekunde [MSa], insbesondere 2,4 Millionen MSa.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Messdatenauswertevorrichtung insbesondere in Ausgestaltung als Messumformer eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen Signalrekorders mittels des Mikrocontrollers, wobei der Mikrocontroller zum messbereichsspezifischen Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten in einer Mehrzahl von Messbereichen eingerichtet ist, wobei der Mikrocontroller zum
zeitpunktbezogenen synchronisierbaren Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener/vorgebbarer Referenzzeitpunkten eingerichtet ist. Dies liefert einen kostengünstigen Aufbau und hohe messtechnische Variabilität. Die Messdatenauswertevorrichtung kann als ein einzelner kostengünstiger Mittler zwischen Messkopf und PC verschaltet sein, oder wahlweise können eine Vielzahl von Messdatenauswertevorrichtung parallel verschaltet sein.
Erfindungsgemäß kann insbesondere zwischen den oben beschriebenen Schritten 1 und 2 eine digitale Filterung vorgenommen werden. Denn es hat sich gezeigt, dass Mikrocontroller und PCs derzeit bereits so leistungsstark sind/werden, dass eine zuvor noch analog durchgeführte Filterung auf digitale Weise vorgenommen werden kann. Dabei kann beispielsweise auch das SNR digital auf einfache Weise verbessert werden. Bisher waren vergleichsweise schnelle Messaufnehmer sehr kostspielig.
Als erfindungsgemäße Messdatenauswertevomchtung ist dabei insbesondere ein rein digitaler Messaufnehmem zu verstehen.
Als„Eingang“ ist dabei eine Schnittstelle an einer Komponente in der Messkette zu verstehen, welche die Messdaten ausgehend von der Messdatenerfassung in einer Richtung vom Messkopf bis hin zu einem PC oder einer mobile Recheneinheit passieren.
Der Impedanz-Wandler ist insbesondere ein aktiver Impedanz- Wandler. In der erfindungsgemäßen Anordnung kann der Impedanz-Wandler insbesondere auch zur Minimierung des Leistungsabgriffs genutzt werden, also in Hinblick auf einen möglichst geringen Eingriff in das Messsignal.
Erfindungsgemäß kann durch Verzicht auf analoge Filter (rein digitale Vorrichtung und Verfahren ohne analoge Befdtemng) auch eine nachteilige/unnötige Laufzeitverschiebung verschiedener Frequenzen vermieden bzw. minimiert werden.
Gemäß einer spezifischeren Variante der Erfindung wird bereitgestellt eine Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten, insbesondere Spannungsmessdaten einer Verbrennungskraftmaschine im Bereich von -12V bis 400V, wobei die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet ist zum Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Oszilloskop- Messkopf und einem PC oder einer mobilen Recheneinheit, mit einem Eingangs-Kanal zum Aufnehmen der Messdaten und zum Anschluss der Messdatenauswertevomchtung an einen Oszilloskop-Messkopf, mit der Messdatenauswertevomchtung in Ausgestaltung als einkanalige Messdatenauswertevomchtung;
ferner mit einem Mikrocontroller eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten, wobei der Mikrocontroller einen Analog-Digital-Konverter zum Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte aufweist, wobei der Mikrocontroller wenigstens einen Impedanz- Wandler eingerichtet zum Adaptieren wenigstens eines Messbereiches an den jeweils zu erfassenden Messwert umfasst; ferner mit einem Ausgangs-Kanal mit einer Kommunikationsschnittstelle zu einem PC und/oder zu einer mobilen Recheneinheit, insbesondere einem Ausgangs-Kanal in Ausgestaltung als USB-Port, insbesondere eingerichtet für Abtastraten im Bereich von 2 bis 3 Millionen Abtastungen je Sekunde [MSa], insbesondere 2,4 Millionen MSa; wobei die
Messdatenauswertevomchtung eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen Signalrekorders mittels des Mikrocontrollers, wobei der Mikrocontroller zum messbereichsspezifischen Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten in einer Mehrzahl von Messbereichen eingerichtet ist, wobei der Mikrocontroller zum zeitpunktbezogenen synchronisierbaren Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener/vorgebbarer Referenzzeitpunkten eingerichtet ist, wobei die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskops, basierend auf dem einen Eingangs-Kanal. Dies liefert insbesondere im Zusammenhang mit der Analyse von Verbrennungskraftmaschinen Vorteile. Insbesondere kann dank der Abbildung einer mehrkanaligen Funktionalität auf sehr kostenintensive Messtechnik mit standardmäßig vier bis acht Kanälen verzichtet werden.
Gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel ist die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum
synchronisierbaren/synchronisierten Erwidern/ Ausgeben von Messdaten basierend auf Start-of-Frame (SOF)- Signalen in dem Messsignal. Dies vereinfacht auch vergleichsweise komplexe Messungen, insbesondere bei einfachem technischem Aufbau.
Gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel ist die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten der Messdaten über eine Mehrzahl von Messbereichen und ferner eingerichtet ist zum
Auswählen/Definieren eines spezifischen der Messbereiche für die Verarbeitung der Messdaten, wobei die Messdatenauswertevomchtung wenigstens zwei oder drei Impedanz-Wandler umfasst und/oder wobei der (jeweilige) Impedanz-Wandler mehrfach abgestuft/abgestimmt ist. Dies vereinfacht auch die Benutzung und Auswertung, insbesondere in Hinblick auf die Auswahl von Messbereichen. Indem der Messbereich automatisiert ausgewählt werden kann, ist auch das Risiko einer Fehlinterpretation der Messdaten minimierbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum
synchronisierbaren synchronisierten Erwidern/ Ausgeben von Messdaten basierend auf Start-of-Frame (SOF)- Signalen in dem Messsignal.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum
synchronisierbaren synchronisierten Erwidern/ Ausgeben von Messdaten basierend auf Start-of-Frame (SOF)- Signalen in dem Messsignal, welche SOF-Signale über den Ausgangs-Kanal bzw. über die
Kommunikationsschnittstelle erfassbar sind, wobei die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet ist zum Generieren wenigstens eines Referenzmarkers im jeweiligen Messsignal und eingerichtet ist zum
synchronisierten Ausgeben der Messdaten in Bezug auf den wenigstens einen Referenzmarker, insbesondere eingerichtet ist zum synchronisierten Ausgeben von mit weiteren parallel durch weitere
Messdatenauswertevorrichtungen aufgenommenen synchronisierten Messdaten, insbesondere Messdaten in Form von Spannungsmesswerten. Dies ermöglicht auch vergleichsweise komplexe Messungen mittels eines einfachen, skalierbaren technischen Aufbaus.
Insbesondere sendet der PC bzw. der USB-Hub alle 125ps ein SOF-Signal auf den Bus. Dieser enthält eine Frame-Nummer. Anhand des SOF können alle Teilnehmer den Zeitpunkt ermitteln, zu welchem
gesendet/transmittiert werden soll.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum mittels Start-of- Frame (SOF)-Signalen synchronisierten Erwidern des jeweiligen Messsignals basierend auf wenigstens einer Marke bzw. einem Referenzmarker, insbesondere basierend auf in einer Zahlenkette gesetzten Referenzmarkem. Das Ausgeben der Messdaten kann dadurch auf synchronisierte Weise bei einer Vielzahl von einkanaligen Messdatenauswertevomchtungen auf einfache Weise erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum zeitpunktbezogenen Ausgeben von Messdaten basierend auf reaktivem synchronisierbaren Erwidern von Start-of-Frame (SOF)- Signalen mittels einer in einer Messkette zwischen Oszilloskop-Messkopf und PC errichteten Architektur aus einem Mikrocontroller mit Analog-Digital-Konverter und Impedanz- Wandler, wobei mittels dieser Architektur die Funktionalität eines digitalen Signalrekorders abbildbar ist. Dies liefert insbesondere im Zusammenhang mit der Erfassung und Auswertung von Messdaten von Oszilloskop-Messköpfen messtechnische und auch kostentechnische Vorteile.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Messdatenauswertevomchtung ausschließlich den einen einzigen Eingangs-Kanal auf, insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Eingangs-Kanal, und ist als einkanalige
Messdatenauswertevomchtung ausgestaltet. Dies liefert nicht nur eine große Variabilität, sondern ermöglicht auch einen sehr kostengünstigen Aufbau des Mess-Equipment, insbesondere unabhängig von der Anzahl der erforderlichen Mess-Kanäle.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Messdatenauswertevomchtung in einer Messkette zwischen wenigstens einem Messkopf, insbesondere Oszilloskop-Messkopf, und einem PC anordenbar und ist aus den folgenden messtechnischen Komponenten aufgebaut oder umfasst diese abschließende Gruppe von messtechnischen Komponenten: den Eingangs-Kanal, insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Stecker-Eingang; wenigstens einen Spannungsteiler; einen Differentialverstärker; den wenigstens einen Impedanz-Wandler; den Mikrocontroller mit dem wenigstens einen Analog-Digital-Konverter und mit einem ROM-Datenspeicher und einem RAM-Datenspeicher; dem Ausgangs-Kanal ( ausgangsseitige Kommunikationsschnittstelle), insbesondere in Ausgestaltung als USB-Port; Referenzmarkengenerator, insbesondere in Ausgestaltung als USB -Controller. Dieser Aufbau ist vergleichsweise einfach und liefert den Vorteil eines kostengünstigen und variable verwendbaren Mess-Systems. Die jeweilige Funktionalität kann dabei derart schlank bleiben, dass die
Messdatenauswertevomchtung als einkanalige Messdatenauswertevomchtung parallel mit einer Vielzahl weiterer Messdatenauswertevomchtungen verwendbar ist.
Die Referenzzeitpunkte bzw. die Zeitfenster zum Ausgeben von Daten können automatisch mittels des Referenzmarkengenerators bzw. des USB-Controllers erzeugt werden.
Zwischen Stecker und Spannungsteiler kann ein Differentialverstärker vorgesehen sein, insbesondere um das Signal-Rausch- Verhältnis verbessern zu können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Messdatenauswertevomchtung wenigstens einen Datenspeicher eingerichtet zum Zwischenspeichern oder Puffern der Messdaten auf. Dies vereinfacht die zentrale Verarbeitung, insbesondere im Mikrocontroller. Insbesondere weist der Mikrocontroller sowohl ROM als auch RAM auf.
Der AD-Wandler bzw. der Analog-Digital-Konverter kann als eine diskrete Schaltung im Mikrocontroller (pC) vorgesehen sein. Eine diesbezügliche Funktionsweise kann wie folgt beschrieben werden: Der AD-Wandler wandelt insbesondere kontinuierlich und liefert eine Meldung bzw. Signale an den Prozessor (Interrupt).
Daraufhin wird ein Direct-Memory-Access (DMA) ausgelöst. Dieser transferiert die Daten in den
Arbeitsspeicher (RAM) des pC. Dort werden die Daten zu einem Paket mit einer vordefinierten oder spezifizierbaren Anzahl von Messpunkten gebündelt und anschließend (wieder per DMA) in den USB- Ausgangspuffer kopiert. Dabei kann auch der USB eine diskrete Schaltung darstellen; auch der USB kann vom Prozessor konfiguriert und mit Daten beschickt werden. Das Ausgeben/Transmittieren/ Abschicken der Daten auf dem Bus im gewünschten bzw. im korrekt vorgegebenen Zeitfenster kann der USB-Controller eigenständig vomehmen/durchführen. Erreicht ein SOF-Signal den USB-Controller, so gibt der USB-Controller eine Meldung an den pC-Prozessor. Dies unterbricht den Vorgang„Datenpaket schnüren“ an einer zeitlich bestimmten Stelle. Der nächste Wert im Datenpaket kann dann als das SOF bzw. als die Referenzmarke vorgegeben bzw.
interpretiert werden. Im ROM ist der Programmcode abgespeichert, der diese Abfolge plant und abarbeitet.
Größe von ROM und RAM hängen vom verwendeten Prozessor ab. Beispielsweise sind 512 KBytes ROM und 176+16 KBytes RAM vorgesehen, oder wahlweise auch weniger, insbesondere aus Kostengründen.
Erfindungsgemäß kann auch über vergleichsweise wenig RAM ein kosteneffizientes Mess-System bereitgestellt werden.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird insbesondere gelöst durch eine
Messdatenauswertevomchtung eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten und eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Sensor oder Messdatenkopf und einem Personalcomputer (PC) oder einer mobilen Recheneinheit, mit:
-einem Eingangs-Kanal zum Aufnehmen der Messdaten;
-einem Mikrocontroller eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten, wobei der Mikrocontroller einen Analog- Digital-Konverter zum Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte aufweist, wobei der Mikrocontroller wenigstens einen Impedanz- Wandler eingerichtet zum Adaptieren wenigstens eines
Messbereiches an den jeweils zu erfassenden Messwert umfasst;
-einem Ausgangs -Kanal mit einer Kommunikationsschnittstelle zum PC und/oder zur mobilen Recheneinheit, insbesondere durch eine zuvor beschriebene Messdatenauswertevomchtung, hergestellt durch Integration des Mikrocontrollers derart in die Messkette zwischen der messdatenaufnehmenden Eingangsseite und der messdatenausgebenden Ausgangsseite der Messdatenauswertevomchtung, dass die
Messdatenauswertevomchtung eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen Signalrekorders mittels des Mikrocontrollers, und eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskops, basierend auf dem einen Eingangs-Kanal, und ferner hergestellt durch Integration des Mikrocontrollers derart in die Messkette, dass der Mikrocontroller zum messbereichsspezifischen Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten in einer Mehrzahl von
Messbereichen eingerichtet ist und ferner zum zeitpunktbezogenen synchronisierbaren Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener/vorgebbarer Referenzzeitpunkten eingerichtet ist. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Die Herstellung kann auch wie folgt beschrieben werden: Eine Platine von etwa 9x80x1,7 mm3 wird im Automaten mit SMD-Bauteilen bestückt. An einem Ende der Platine ist eine Einrichtung zum Anlöten einer insbesondere 4-adrigen USB-Leitung vorgesehen, und am anderen Ende der Platine eine Einrichtung zum Anlöten einer BNC-Buchse vorgesehen. Zunächst wird die USB-Leitung vorgesehen. Die USB-Leitung kann wahlweise automatisiert oder manuell an die Platine gelötet werden. Daraufhin kann ein Rohr, insbesondere ein Alurohr 12mm x 1mm, über die Platine geschoben werden (manuell oder automatisiert) und derart auf die Leitung aufgefädelt werden, dass die Platine frei ist/bleibt. Daraufhin wird an der anderen Seite der Platine die BNC-Buchse angelötet (manuell oder automatisiert). Danach wird das Rohr über das Gewinde der BNC-Buchse zurückgeschoben (manuell oder automatisiert), insbesondere derart, dass das Rohr bündig auf dem Kragen der BNC-Buchse aufliegt. Die Kabelseite des Rohrs bleibt dabei offen. An der Kabelseite kann z.B. Acrylharz eingefüllt werden (manuell oder automatisiert), insbesondere um die Schaltung zu vergießen und resistent gegen äußere Einflüsse zu machen.
ITEM Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird insbesondere gelöst durch ein
Messdatenauswertesystem mit wenigstens zwei zuvor beschriebenen Messdatenauswertevorrichtungen, einer Anzeigesoftware, einem Onlinezugang zur Datenbank. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird wie erwähnt auch gelöst durch ein
Messdatenauswertesystem umfassend einen Personalcomputer (PC) oder eine mobile Recheneinheit mit wenigstens einer daran gekoppelten Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, wobei das Messdatenauswertesystem die Funktionalität eines digitalen Signalrekorders umfasst bzw. abbildet, wobei das Messdatenauswertesystem eingerichtet ist zum Vorgeben von
Referenzzeitpunkten mittels eines/des Messsignals für das Ausgeben der Messdaten über eine Mehrzahl von Messkanälen spezifisch je Messkanal, und wobei der Personalcomputer oder die mobile Recheneinheit bevorzugt wenigstens einen virtuellen COM-Port umfasst. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Das Messdatenauswertesystem kann auch als Analysesystem bezeichnet werden, insbesondere sofern das Messdatenauswertesystem auch wenigstens einen Sensor oder Messkopf umfasst.
Das Vorgeben von Referenzzeitpunkten kann automatisch erfolgen, z.B. mittels eines USB-Controllers.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird wie erwähnt auch gelöst durch ein
Messdatenauswertesystem umfassend einen Personalcomputer oder eine mobile Recheneinheit mit wenigstens zwei daran gekoppelten zuvor beschriebenen Messdatenauswertevomchtungen, wobei das
Messdatenauswertesystem die Funktionalität eines digitalen Signalrekorders umfasst, und wobei das
Messdatenauswertesystem, insbesondere der Personalcomputer oder die mobile Recheneinheit, eingerichtet ist zur Synchronisation des Ausgebens der Messdaten über eine Mehrzahl von Messkanälen spezifisch je Messkanal basierend auf einer Vielzahl von Start-of-Frame (SOF)-Signalen, insbesondere mittels Referenzmarkem im synchronisierenden Messsignal. Hierdurch kann auch eine vergleichsweise komplexe Messung mittels einfacher Messtechnik auf flexible Weise abgebildet und ausgewertet werden.
Dabei kann das Messdatenauswertesystem ferner eingerichtet sein zum Transmittieren (Aussenden) von Abfragen von Messdaten über den Eingangs-Kanal, wobei das Messdatenauswertesystem eingerichtet ist zum synchronisierten Auswerten und Transmittieren der angefragten/erfassten Messdaten in Funktion als digitaler Signalrekorder, insbesondere über die komplette zuvor beschriebene Messkette.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Messdatenauswertesystem ferner wenigstens einen
Kurbelwellensensor und/oder wenigstens einem Nockenwellensensor, welcher eingangsseitig an die wenigstens eine Messdatenauswertevorrichtung gekoppelt ist. Hierdurch kann das Messdatenauswertesystem auf vorteilhafte Weise bei der Analyse von Verbrennungskraftmaschinen genutzt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Messdatenauswertesystem ferner eine grafische
Benutzeroberfläche, welche eingerichtet ist zum Darstellen des zeitlichen Verlaufs von wenigstens zwei unterschiedlichen über die Messdaten von wenigstens zwei Messdatenauswertevomchtungen synchronisiert erfassten Messwerten. Hierdurch kann auch eine Oszilloskop-Funktion abgebildet werden, insbesondere die Funktionalität eines digitalen Speicher-Oszilloskops für eine Vielzahl von Kanälen.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird wie erwähnt auch gelöst durch ein Verfahren gemäß dem entsprechenden nebengeordneten Verfahrensanspruch, insbesondere durch ein Verfahren zum Betreiben eines Messdatenauswertesystems umfassend einen Personalcomputer oder eine mobile Recheneinheit mit wenigstens einer daran gekoppelten einkanaligen Messdatenauswertevorrichtung, insbesondere mit einer Mehrzahl von zuvor beschriebenen Messdatenauswertevomchtungen, wobei das Verfahren ein Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten umfasst, insbesondere Spannungsmessdaten, insbesondere im Bereich von -12V bis 400V, wobei das Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Sensor oder Messdatenkopf (erste Stufe der Messkette), nämlich oder insbesondere Oszilloskop-Messkopf, und dem PC oder der mobilen Recheneinheit (letzte Stufe der Messkette) erfolgt, mit den Schritten:
-Aufnehmen der Messdaten über einen Eingangs-Kanal, nämlich oder insbesondere Aufnehmen einer Mehrzahl von Messdaten (erste und zweite und wahlweise weitere Messdaten) jeweils über einen/den Eingangs-Kanal der einkanaligen Messdatenauswertevorrichtung(en);
-Verarbeiten der Messdaten oder der Mehrzahl von Messdaten mittels eines Mikrocontrollers, und Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte mittels eines Analog-Digital-Konverters, und Adaptieren eines Messbereiches (insbesondere an den jeweils zu erfassenden Messwert) mittels eines Impedanz-Wandlers, insbesondere mittels eines wenigstens dreifach abgestuften/abgestimmten Impedanz-Wandlers;
-Ausgeben der Messdaten über einen Ausgangs-Kanal mit einer Kommunikationsschnittstelle zum
Personalcomputer (PC) und/oder zur mobilen Recheneinheit, insbesondere über einen Ausgangs-Kanal in Ausgestaltung als USB-Port, insbesondere bei Abtastraten im Bereich von 2 bis 3 Millionen Abtastungen je Sekunde [MSa];
wobei das Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten [also der von der Messdatenauswertevomchtung erfassten Messdaten] messbereichsspezifisch in einer Mehrzahl von Messbereichen erfolgt, und dass das Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten [also der von der Messdatenauswertevomchtung auszugebenden Messdaten] zeitpunktbezogen mittels des Mikrocontrollers aus synchronisierte/synchronisierbare Weise bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener Referenzzeitpunkten erfolgt, insbesondere zu einem virtuellen COM-Port des PC. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Gemäß einer Ausführungsform wird beim Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten von dem einen Eingangs- Kanal und beim synchronisierten Erwidern/ Ausgeben von Messdaten die Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskops abgebildet, insbesondere basierend auf einer Mehrzahl von Start-of-Frame (SOF)-Signalen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Verarbeiten der Messdaten über eine Mehrzahl von spezifisch ausgewählten definierten Messbereichen mittels wenigstens zwei oder drei Impedanz-Wandlern, insbesondere mittels mehrfach abgestufter/abgestimmter Impedanz- Wandler. Dies ermöglicht insbesondere auch eine Mehrfachmessung in unterschiedlichen Messbereichen, ohne dass zwischen den Messbereichen umgeschaltet werden muss. Vielmehr können die Messdaten in gewissem Sinne redundant generiert werden, so dass diejenigen Messdaten, welche in dem zweckdienlichsten (insbesondere exaktesten Messbereich) generiert wurden, als Datengrundlage für die weitere Verarbeitung nutzbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das zeitpunktbezogene Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten durch synchronisiertes Erwidern von einer Mehrzahl von Start-of-Frame (SOF)-Signalen, insbesondere über mehrere Kanäle, wobei mittels des Mikrocontrollers bzw. mittels eines/des USB-Controllers jeweils wenigstens ein Referenzmarker im jeweiligen Messsignal generiert wird. Dies vereinfacht auch die Auswertung von vergleichsweise komplexen Messungen, die über eine Mehrzahl von Messköpfen oder Kanälen erfolgen müssen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Synchronisation über das Start-of-Frame (SOF)-Signal, indem das SOF-Signal den Zeitpunkt der Synchronisation jeweils individuell für eine Mehrzahl von
Messdatenauswertevorrichtungen definiert. Dies vereinfacht auch den zeitlichen Abgleich und die zeitlich individualisierte Auswertung der einzelnen Kanäle.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Synchronisation alle 125 Mikro-Sekunden [ps]. Wahlweise kann alle 125 Mikro-Sekunden [ps] ein SOF-Signal generiert werden, insbesondere über einen/den virtuellen COM-Port, insbesondere mittels des PC oder der mobilen Recheneinheit. Dieses Zeitfenster lässt sich technisch in besonders vorteilhafter Weise realisieren und nutzen. Der virtuelle COM-Port kann dabei zur seriellen Erfassung von einem Messwert nach dem anderen genutzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird mittels eines/des jeweiligen Start-of-Frame (SOF)-Signals im jeweiligen Messsignal wenigstens ein Zeitpunkt definiert, zu welchem oder in Bezug auf welchen die Messdaten von wenigstens zwei oder drei parallel in die Messkette geschalteten Messdatenauswertevorrichtungen synchronisiert verarbeitet und/oder ausgegeben werden. Diese Art und Weise der Analyse kann auch für eine noch größere Anzahl von Kanälen ohne größere technische Hürden implementiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird beim Verarbeiten basierend auf einer Anzahl n von parallel geschalteten Kanälen (bzw. n parallel geschaltete Messdatenauswertevorrichtungen) eine Folge eines n-dimensionalen Vektors gebildet, wobei jedes Glied der Folge einem Messzeitpunkt zugeordnet ist/wird. Dies erleichtert auch die Auswertung der Messung, insbesondere bei einer großen Anzahl von Kanälen. Wahlweise kann beim Verarbeiten der Messdaten eine Zeitspanne zwischen einzelnen Messpunkten basierend auf der Anzahl von Folgegliedem zwischen zwei SOF-Signalen ermittelt werden. Dies ermöglicht eine weitere Konkretisierung und Zuordnung der Messdaten.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Korrelation von Messdaten und Kanälen über eine zeitliche Zuordnung von Kanälen zu Zeitpunkten zwischen einzelnen Start-of-Frame (SOF)-Signalen. Dies erleichtert nicht zuletzt die simultane Auswertung einer Mehrzahl von Kanälen mittels vergleichsweise einfach aufgebauter Messtechnik.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Abtastrate größer als die Signalrate, insbesondere mindestens um den Faktor 2 größer. Dies ermöglicht auch eine exakte Auswertung von bandbegrenzten Signalen basierend auf den Abtastwerten.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren für eine Synchronizitätsmessung bei einer Vielzahl von jeweils über eine einkanalige Messdatenauswertevorrichtung angeschlossene Oszilloskop-Messköpfen durchgeführt, insbesondere mit wenigstens einem Kurbelwellensensor/Kurbelwellenmesskopf und/oder wenigstens einem Nockenwellensensor/Nockenwellenmesskopf als Messdatengeber der Messkette. Dies liefert insbesondere bei der Auswertung von Messdaten an Verbrennungskraftmaschinen Vorteile, beispielsweise auch hinsichtlich der Korrelation der Messdaten verschiedener Kanäle zueinander. Das Verfahren kann auch als Kreuzkorrelationsanalyse durchgeführt werden, beispielsweise bezüglich der folgenden Korrelation: [RNOcken,Kuibei (ti, t2)].
Gemäß einer Ausführungsform betreffen erste Messdaten wenigstens einen Spannungsmesswert, insbesondere eine Hall-Spannung, und wobei zweite Messdaten wenigstens einen Messwert ungleich Spannungsmesswerten betreffen, insbesondere einen Messwert eines Induktivgebers, wobei die ersten und zweiten Messdaten auf mittels SOF-Signalen synchronisierte Weise mittels einer Mehrzahl von Messdatenauswertevomchtungen jeweils in Ausgestaltung als Messumformer eingerichtet zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen Signalrekorders aufgenommen, verarbeitet und ausgegeben werden. Speziell auch in dieser Konstellation ergeben sich Vorteile gegenüber bisher verfügbaren digitalen Speicher-Oszilloskopen. Dies liefert z.B. bei der Auswertung von Messdaten bei der Analyse von Kfz-Komponenten (z.B. Steuerketten) Vorteile.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt eingerichtet zum Steuern eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, insbesondere auch einem Computer am Ende einer Messkette mit wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf als erstes Glied der Messkette. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Das Computerprogrammprodukt kann z.B. in einer zuvor beschriebenen Messdatenauswertevorrichtung oder in einem zuvor beschriebenen Messsystem ausgeführt werden.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch Verwendung einer einkanaligen Messdatenauswertevorrichtung oder eines Messdatenauswertesystems mit einer Vielzahl von einkanaligen Messdatenauswertevomchtungen zum Verarbeiten von eingangsseitigen Messdaten messbereichsspezifisch in einer Mehrzahl von Messbereichen, und zum Ausgeben von ausgangsseitigen Messdaten zeitpunktbezogen auf synchronisierte Weise bezüglich oder basierend auf mittels Messsignalen vorgegebener Referenzzeitpunkte, insbesondere zum Übermitteln von Messdaten von wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf zu einem virtuellen COM-Port eines PC, insbesondere Verwendung einer zuvor beschriebenen Messdatenauswertevorrichtung oder eines zuvor beschriebenen Messdatenauswertesystems, insbesondere bei einem zuvor beschriebenen Verfahren . Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird insbesondere auch gelöst durch die folgende beispielhafte anwendungsspezifische Verwendung, nämlich durch Verwendung einer einkanaligen
Messdatenauswertevorrichtung oder eines Messdatenauswertesystems mit einer Vielzahl von einkanaligen Messdatenauswertevomchtungen zum Verarbeiten von eingangsseitigen Messdaten messbereichsspezifisch in einer Mehrzahl von Messbereichen, und zum Ausgeben von ausgangsseitigen Messdaten zeitpunktbezogen auf synchronisierte Weise bezüglich oder basierend auf mittels Messsignalen vorgegebener Referenzzeitpunkte, und zum Übermitteln der Messdaten von wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf über einen einzigen Eingangs- Kanal zu einem virtuellen COM-Port eines PC, insbesondere Verwendung einer zuvor beschriebenen
Messdatenauswertevorrichtung oder eines zuvor beschriebenen Messdatenauswertesystems, insbesondere bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, wobei die Messdaten zwischen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere von einem Kurbelwellensensor und/oder einem Nockenwellensensor, derart zum virtuellen COM-Port übermittelt werden, dass die Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher- Oszilloskops abgebildet wird, insbesondere bei der Analyse einer Steuerkette des Kraftfahrzeugs. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile insbesondere auch im Zusammenhang mit der Analyse von Kfz- Komponenten. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher beschrieben, wobei für Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen:
Figur 1 in schematischer Darstellung eine Messkette mit einer darin integrierten
Messdatenauswertevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 2, 7 jeweils in schematischer Darstellung einen beispielhaften Aufbau einer
Messdatenauswertevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 3 A, 3B in schematischer Darstellung einen Vergleich von zwei Messkurven einer messtechnischen Analyse, die mittels einer Messdatenauswertevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel durchführbar ist;
Figur 4, 5, 6A, 6B jeweils in schematischer Darstellung des Prinzips einer auf einer Synchronisation basierenden messtechnischen Datenanalyse gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 8 einen beispielhaften Aufbau einer Eingangsseite einer Messdatenauswertevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 9 einen beispielhaften Aufbau eines Differentialverstärkers einer Messdatenauswertevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 10 einen beispielhaften Aufbau eines Spannungsteilers und eines Impedanzwandlers einer
Messdatenauswertevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 11 einen beispielhaften Aufbau eines Mikrocontrollers einer Messdatenauswertevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 12 einen messtechnischen Aufbau gemäß dem Stand der Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug (Kfz) 1 oder ein sonstiges Mess-Objekt gezeigt. Ein daran gekoppelter Sensor oder Messdatenkopf 2, insbesondere Oszilloskop-Messkopf, liefert Messdaten. Die Messdaten können mittels einer Messdatenauswertevorrichtung 10 abgegriffen und ausgewertet und an einen Computer 5, insbesondere PC oder mobile Recheneinheit, ausgegeben werden, insbesondere über einen virtuellen COM-Port 5.1.
In Fig. 2 ist eine Messdatenauswertevorrichtung 10 in Ausgestaltung als Messumformer mit erweiterbarer Funktionalität eines Signal-Rekorders gezeigt. An einer Eingangsseite 10.1 können Messdaten über einen Eingangs-Kanal 11, insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Stecker-Eingang, abgegriffen werden. An einer Ausgangsseite 10.2 können die zumindest teilweise ausgewerteten oder synchronisierten Messdaten über einen Ausgangs-Kanal 19, insbesondere in Ausgestaltung als USB-Port, ausgegeben werden. Die
Messdatenauswertevorrichtung 10 weist auf: einen Mikrocontroller 12, wenigstens einen Analog-Digital- Konverter 13, wenigstens einen Impedanz-Wandler 14, optional einen separaten Referenzmarkengenerator 15, wenigstens einen Datenspeicher 16, insbesondere RAM und/oder ROM. Der in Fig. 2 gezeigte Aufbau kann wahlweise auch wenigstens einen Spannungsteiler und/oder einen Filter umfassen. Der separate
Referenzmarkengenerator 15 kann z.B. dann vorgesehen sein, wenn die Synchronisation nicht vollumfänglich über das Übertragungsprotokoll erfolgen soll, oder wenn die Synchronisation weiter differenziert werden soll.
In Fig. 3 A, 3B ist ein jeweils über die Zeit t aufgetragener Verlauf eines Messparameters dargestellt. Die messtechnische Datenanalyse kann in Bezug auf zwei unterschiedliche Zeitfenster erfolgen, hier angedeutet durch Atl, At2. Insbesondere mit Bezug auf die Analyse einer Steuerkette kann der eine Messparameter an einer Nockenwelle erfasst sein, und der andere Messparameter kann an einer Kurbelwelle erfasst sein. Erstes Beispiel für eine messtechnische Analyse: Wird der zeitliche Versatz At zwischen der aufsteigenden Flanke („rising edge“) der Nockenwelle und dem Minimum des Kurbelwellen-Messwertes größer, so hat sich die Steuerkette mit großer Wahrscheinlichkeit gelängt (Ursache möglicherweise Verschleiß). Zweites Beispiel: Nimmt die Varianz sigma-quadrat von At zu, so scheint die Steuerkette zu schlingern oder zu wobbeln.
Eine rein grafische Analyse dieser Abweichung ist für einen Nutzer sehr schwierig oder kann stark fehleranfällig sein. Der erfmdungsgemäße Messaufbau ermöglicht eine belastbare Analyse der Messdaten und kann gute Reproduzierbarkeit sicherstellen.
In Fig. 4 ist das Prinzip der Abtastung veranschaulicht. Der Zeitpunkt für eine Messdaten-Erfassung kann jeweils durch ein SOF-Signal vorgegeben werden.
In Fig. 5 ist der Zusammenhang zwischen Abtastrate und Signalrate veranschaulicht; in dem gezeigten Beispiel ist das Verhältnis deutlich größer 2.
In Fig. 6A, 6B ist das Messprinzip für zwei parallel und synchronisiert erfasste Messwerte veranschaulicht, z.B. für an einer Nockenwelle erfasste erste Messwerte (oberer Verlauf in Fig. 6A) und z.B. für an einer Kurbelwelle erfasste zweite Messwerte (unterer Verlauf in Fig. 6A). Erfasst wird insbesondere auch ein Zeitverzug At bzw. Versatz zwischen den beiden Messungen, wobei dieser Versatz gemäß Fig. 6B kumuliert ausgewertet werden kann. Hierdurch können auch Rückschlüsse auf einen Gleichlauf von einzelnen Komponenten eines
Messobjektes gezogen werden. Die statistische Auswertung gemäß Fig. 6B kann eine Datenbasis zum Aufstellen eines„Feature-Vektors“ bzw. einer Folge eines n-dimensionalen Vektors liefern, insbesondere beim Verarbeiten der Messdaten über n parallel geschaltete Kanäle.
In Fig. 7 ist ein Aufbau eines Messdatenauswertesystems 20 mit zwei Spannungsteilern 17, zwei Impedanz- Wandlern 14 und zwei Analog-Digital-Konvertern 13 gezeigt. Neben den zuvor bereits beschriebenen
Komponenten weist die Messdatenauswertevorrichtung 10 ferner auf: wenigstens einen Spannungsteiler 17 und/oder einen Filter bzw. eine Schutzbeschaltung 18. Beispielsweise ist einer der Spannungsteiler 17 für einen Bereich von -3 V bis +30V vorgesehen, und der andere Spannungsteiler 17 ist beispielsweise für einen Bereich von -30V bis +400V vorgesehen. Der in Fig. 7 gezeigte Aufbau kann wahlweise auch einen separaten Referenzmarkengenerator umfassen (separate Komponente unabhängig vom Ausgangs -Kanal). Ferner kann zwischen dem Eingangs-Stecker 11 und dem jeweiligen Spannungsteiler 17 ein Differentialverstärker 11.1 vorgesehen sein. Fig. 7 zeigt ferner eine Anzeigeeinheit, z.B. ein Display. In Fig. 8 ist eine Eingangsseite einer Messdatenauswertevomchtung 10 gezeigt. Dabei gilt folgende Legende: GND bzw. GNDA Ground bzw. Masse; C Kapazität; L Induktivität; R Widerstand; U Spannung; multiplier = Verstärker;
In Fig. 9 ist ein Differentialverstärker einer Messdatenauswertevomchtung 10 gezeigt. Der Differentialverstärker kann optional zwischen Stecker und Spannungsteiler angeordnet sein, insbesondere zur Verbesserung des Signal-Rausch- Verhältnisses. Mittig ist symbolisch ein Platzhalter für die Spannung U bzw. für deren Betrag angedeutet.
In Figur 10 ist der Aufbau eines Spannungsteilers 17 und eines Impedanzwandlers 14 einer
Messdatenauswertevomchtung 10 gezeigt.
In Fig. 11 ist eine generische pC-Schaltung 12 einer Messdatenauswertevomchtung 10 gezeigt. Der„Out“-Pin des Impedanzwandlers ist in der erfindungsgemäßen messtechnischen Anordnung direkt auf den ADC-Eingang des pC gelegt bzw. damit verbunden.
Fig. 12 beschreibt eine bisher übliche Messkette von einem Mess-Objekt 1 und einem Messdatenkopf 2 zu einer Messdatenauswerteeinheit 3, insbesondere zu einem DSO (digitales Speicher-Oszilloskop).
Bezu gszeichenliste
1 Kfz oder sonstiges Mess-Objekt
2 Sensor oder Messdatenkopf, insbesondere Oszilloskop-Messkopf
3 Messdatenauswerteeinheit, insbesondere PC-DSO (digitales Speicher-Oszilloskop)
5 Computer, insbesondere PC oder mobile Recheneinheit
5.1 virtueller COM-Port
6 Anzeigeeinheit
10 Messdatenauswertevorrichtung, insbesondere in Ausgestaltung als Messumformer bzw. mit
erweiterbarer Funktionalität eines Signal-Rekorders
10.1 Eingangsseite
10.2 Ausgangsseite
11 Eingangs-Kanal, insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Stecker-Eingang und/oder Oszilloskop- Schnittstelle
11.1 Differentialverstärker
12 Mikrocontroller
13 Analog-Digital-Konverter
14 Impedanz- Wandler
15 Referenzmarkengenerator
16 Datenspeicher, insbesondere RAM und/oder ROM
17 Spannungsteiler
18 Filter, Schutzbeschaltung
19 Ausgangs-Kanal (ausgangsseitige Kommunikationsschnittstelle), insbesondere in Ausgestaltung als USB-Port
20 Messdatenauswertesystem, insbesondere mit der Funktionalität eines Signal-Rekorders t Zeit, Zeiteinheit
At Delta t, Zeitdifferenz, zeitlicher Versatz, Verzögerung, Zeitfenster

Claims

Patentansprüche
1. Messdatenauswertevomchtung (10) eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten, insbesondere Messdaten einer Verbrennungskraftmaschine (1), insbesondere Spannungsmessdaten, insbesondere im Bereich von -12V bis 400V, wobei die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet ist zum Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Sensor oder Messdatenkopf (2), insbesondere Oszilloskop-Messkopf, und einem PC oder einer mobilen Recheneinheit (5), mit:
-einem Eingangs-Kanal (11) zum Aufnehmen der Messdaten, insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Stecker- Eingang, insbesondere eingerichtet zum Anschluss der Messdatenauswertevomchtung an einen Oszilloskop- Messkopf, insbesondere mit nur diesem einen Eingangs-Kanal mit der Messdatenauswertevomchtung in Ausgestaltung als einkanalige Messdatenauswertevomchtung;
-einem Mikrocontroller (12) eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten, wobei der Mikrocontroller einen Analog-Digital-Konverter (13) zum Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte aufweist, wobei der Mikrocontroller wenigstens einen Impedanz- Wandler (14) eingerichtet zum Adaptieren wenigstens eines Messbereiches an den jeweils zu erfassenden Messwert umfasst;
-einem Ausgangs -Kanal (19) mit einer Kommunikationsschnittstelle zu einem PC (5) und/oder zu einer mobilen Recheneinheit, insbesondere einem Ausgangs -Kanal in Ausgestaltung als USB-Port, insbesondere eingerichtet für Abtastraten im Bereich von 2 bis 3 Millionen Abtastungen je Sekunde [MSa], insbesondere 2,4 Millionen MSa;
wobei die Messdatenauswertevomchtung (10) eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen Signalrekorders mittels des Mikrocontrollers (12), wobei der Mikrocontroller zum messbereichsspezifischen Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten in einer Mehrzahl von Messbereichen eingerichtet ist, wobei der Mikrocontroller zum zeitpunktbezogenen synchronisierbaren Ausgeben der ausgangs seitigen Messdaten bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener/vorgebbarer Referenzzeitpunkten eingerichtet ist.
2. Messdatenauswertevomchtung (10) eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten, insbesondere Spannungsmessdaten einer Verbrennungskraftmaschine (1) im Bereich von -12V bis 400V, wobei die Messdatenauswertevomchtung eingerichtet ist zum Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf (2) und einem PC oder einer mobilen
Recheneinheit (5), mit:
-einem Eingangs-Kanal (11) zum Aufnehmen der Messdaten und zum Anschluss der
Messdatenauswertevomchtung an einen Oszilloskop-Messkopf, mit der Messdatenauswertevomchtung in Ausgestaltung als einkanalige Messdatenauswertevomchtung;
-einem Mikrocontroller (12) eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten, wobei der Mikrocontroller einen Analog-Digital-Konverter (13) zum Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte aufweist, wobei der Mikrocontroller wenigstens einen Impedanz- Wandler (14) eingerichtet zum Adaptieren wenigstens eines Messbereiches an den jeweils zu erfassenden Messwert umfasst; -einem Ausgangs -Kanal (19) mit einer Kommunikationsschnittstelle zu einem PC (5) und/oder zu einer mobilen Recheneinheit, insbesondere einem Ausgangs -Kanal in Ausgestaltung als USB-Port, insbesondere eingerichtet für Abtastraten im Bereich von 2 bis 3 Millionen Abtastungen je Sekunde [MSa], insbesondere 2,4 Millionen MSa;
wobei die Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen Signalrekorders mittels des Mikrocontrollers (12), wobei der Mikrocontroller zum messbereichsspezifischen Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten in einer Mehrzahl von Messbereichen eingerichtet ist, wobei der Mikrocontroller zum zeitpunktbezogenen synchronisierbaren Ausgeben der ausgangs seitigen Messdaten bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener/vorgebbarer Referenzzeitpunkten eingerichtet ist, wobei die Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskops, basierend auf dem einen Eingangs-Kanal (11).
3. Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum synchronisierbaren/synchronisierten
Erwidern/ Ausgeben von Messdaten basierend auf Start-of-Frame (SOF)-Signalen in dem Messsignal.
4. Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüch, wobei die
Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum Aufnehmen und Verarbeiten der Messdaten über eine Mehrzahl von Messbereichen und ferner eingerichtet ist zum Auswählen/Definieren eines spezifischen der Messbereiche für die Verarbeitung der Messdaten, wobei die Messdatenauswertevorrichtung wenigstens zwei oder drei Impedanz- Wandler (14) umfasst und/oder wobei der Impedanz- Wandler mehrfach
abgestuft/abgestimmt ist.
5. Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüch, wobei die
Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum synchronisierbaren synchronisierten
Erwidern/ Ausgeben von Messdaten basierend auf Start-of-Frame (SOF)-Signalen in dem Messsignal, welche SOF-Signale über den Ausgangs-Kanal (19) erfassbar sind, wobei die Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum Generieren wenigstens eines Referenzmarkers im jeweiligen Messsignal und eingerichtet ist zum synchronisierten Ausgeben der Messdaten in Bezug auf den wenigstens einen Referenzmarker, insbesondere eingerichtet ist zum synchronisierten Ausgeben von mit weiteren parallel durch weitere
Messdatenauswertevorrichtungen aufgenommenen synchronisierten Messdaten, insbesondere Messdaten in Form von Spannungsmesswerten.
6. Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum mittels Start-of-Frame (SOF)-Signalen synchronisierten Erwidern des jeweiligen Messsignals basierend auf wenigstens einer Marke, insbesondere basierend auf in einer Zahlenkette gesetzten Referenzmarkem; und/oder wobei die Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum zeitpunktbezogenen Ausgeben von Messdaten basierend auf reaktivem synchronisierbaren Erwidern von Start-of-Frame (SOF)-Signalen mittels einer in einer Messkette zwischen Oszilloskop-Messkopf (2) und PC (5) errichteten Architektur aus einem Mikrocontroller mit Analog-Digital-Konverter und Impedanz-Wandler, wobei mittels dieser Architektur die Funktionalität eines digitalen Signalrekorders abbildbar ist.
7. Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Messdatenauswertevorrichtung ausschließlich den einen einzigen Eingangs -Kanal (11) aufweist, insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Eingangs-Kanal, und als einkanalige Messdatenauswertevorrichtung ausgestaltet ist; und/oder wobei die Messdatenauswertevorrichtung wenigstens einen Datenspeicher (16) eingerichtet zum Zwischenspeichern oder Puffern der Messdaten aufweist.
8. Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Messdatenauswertevorrichtung in einer Messkette zwischen wenigstens einem Messkopf (2), insbesondere Oszilloskop-Messkopf, und einem PC anordenbar ist und aus den folgenden messtechnischen Komponenten aufgebaut ist oder diese abschließende Gruppe von messtechnischen Komponenten umfasst: den Eingangs-Kanal (11), insbesondere in Ausgestaltung als BNC-Stecker-Eingang; wenigstens einen Spannungsteiler (17); einen Differentialverstärker; den wenigstens einen Impedanz-Wandler (14); den Mikrocontroller (12) mit dem wenigstens einen Analog-Digital-Konverter (13) und mit einem ROM-Datenspeicher und einem RAM- Datenspeicher (16); dem Ausgangs -Kanal (19), insbesondere in Ausgestaltung als USB-Port; wahlweise zusätzlich Referenzmarkengenerator, insbesondere in Ausgestaltung als USB -Controller.
9. Messdatenauswertevorrichtung eingerichtet zum Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten und eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Sensor oder Messdatenkopf und einem PC (5) oder einer mobilen Recheneinheit, mit:
-einem Eingangs-Kanal zum Aufnehmen der Messdaten;
-einem Mikrocontroller eingerichtet zum Verarbeiten der Messdaten, wobei der Mikrocontroller einen Analog- Digital-Konverter zum Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte aufweist, wobei der Mikrocontroller wenigstens einen Impedanz- Wandler eingerichtet zum Adaptieren wenigstens eines
Messbereiches an den jeweils zu erfassenden Messwert umfasst;
-einem Ausgangs -Kanal mit einer Kommunikationsschnittstelle zum PC und/oder zur mobilen Recheneinheit; insbesondere Messdatenauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, hergestellt durch Integration des Mikrocontrollers derart in die Messkette zwischen der messdatenaufnehmenden Eingangsseite und der messdatenausgebenden Ausgangsseite der Messdatenauswertevorrichtung, dass die
Messdatenauswertevorrichtung (10) eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines digitalen
Signalrekorders mittels des Mikrocontrollers, und eingerichtet ist zum Abbilden der Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskops, basierend auf dem einen Eingangs-Kanal (11),
und hergestellt durch Integration des Mikrocontrollers derart in die Messkette, dass der Mikrocontroller zum messbereichsspezifischen Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten in einer Mehrzahl von Messbereichen eingerichtet ist und ferner zum zeitpunktbezogenen synchronisierbaren Ausgeben der ausgangsseitigen
Messdaten bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener/vorgebbarer Referenzzeitpunkten eingerichtet ist.
10. Messdatenauswertesystem (20) umfassend einen Personalcomputer (5) oder eine mobile Recheneinheit mit wenigstens einer daran gekoppelten Messdatenauswertevomchtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei das Messdatenauswertesystem die Funktionalität eines digitalen Signalrekorders abbildet, wobei das Messdatenauswertesystem eingerichtet ist zum Vorgeben von Referenzzeitpunkten mittels eines/des Messsignals für das Ausgeben der Messdaten über eine Mehrzahl von Messkanälen spezifisch je Messkanal, und wobei der Personalcomputer oder die mobile Recheneinheit bevorzugt wenigstens einen virtuellen COM-Port (5.1) umfasst.
11. Messdatenauswertesystem umfassend einen Personalcomputer oder eine mobile Recheneinheit mit wenigstens zwei daran gekoppelten Messdatenauswertevorrichtungen jeweils nach einem der
Vorrichtungsansprüche 1 bis 7, wobei das Messdatenauswertesystem die Funktionalität eines digitalen
Signalrekorders umfasst, und wobei das Messdatenauswertesystem, insbesondere der Personalcomputer oder die mobile Recheneinheit, eingerichtet ist zur Synchronisation des Ausgebens der Messdaten über eine Mehrzahl von Messkanälen spezifisch je Messkanal basierend auf einer Vielzahl von Start-of-Frame (SOF)-Signalen, insbesondere mittels Referenzmarkem im synchronisierenden Messsignal.
12. Messdatenauswertesystem nach dem vorhergehenden Systemanspruch, ferner umfassend wenigstens einen Kurbelwellensensor und/oder wenigstens einem Nockenwellensensor, welcher eingangsseitig an die wenigstens eine Messdatenauswertevomchtung gekoppelt ist; und/oder ferner umfassend eine grafische Benutzeroberfläche, welche eingerichtet ist zum Darstellen des zeitlichen Verlaufs von wenigstens zwei unterschiedlichen über die Messdaten von wenigstens zwei Messdatenauswertevorrichtungen synchronisiert erfassten Messwerten.
13. Verfahren zum Betreiben eines Messdatenauswertesystems umfassend einen Personalcomputer oder eine mobile Recheneinheit mit wenigstens einer daran gekoppelten einkanaligen Messdatenauswertevomchtung, insbesondere mit einer Mehrzahl von Messdatenauswertevorrichtungen jeweils gemäß einem der
vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei das Verfahren ein Aufnehmen und Verarbeiten und Ausgeben von Messdaten umfasst, insbesondere Spannungsmessdaten im Bereich von -12V bis 400V, wobei das Verarbeiten der Messdaten in einer Messkette zwischen wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf und dem PC oder der mobilen Recheneinheit erfolgt, mit den Schritten:
-Aufnehmen einer Mehrzahl von Messdaten jeweils über einen/den Eingangs-Kanal der einkanaligen
Messdatenauswertevomchtung;
-Verarbeiten der Messdaten oder der Mehrzahl von Messdaten mittels eines Mikrocontrollers, und Diskretisieren eines emittierten Messsignals in diskrete Abtastwerte mittels eines Analog-Digital-Konverters, und Adaptieren eines Messbereiches mittels eines Impedanz- Wandlers, insbesondere mittels eines wenigstens dreifach abgestuften/abgestimmten Impedanz- W andlers ;
-Ausgeben der Messdaten über einen Ausgangs-Kanal mit einer Kommunikationsschnittstelle zum
Personalcomputer (PC) und/oder zur mobilen Recheneinheit, insbesondere über einen Ausgangs-Kanal in Ausgestaltung als USB-Port, insbesondere bei Abtastraten im Bereich von 2 bis 3 Millionen Abtastungen je Sekunde [MSa];
wobei das Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten messbereichsspezifisch in einer Mehrzahl von
Messbereichen erfolgt, und wobei das Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten zeitpunktbezogen mittels des Mikrocontrollers aus synchronisierte/synchronisierbare Weise bezüglich oder basierend auf mittels des Messsignals vorgegebener Referenzzeitpunkten erfolgt, insbesondere zu einem virtuellen COM-Port des PC.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei beim Verarbeiten der eingangsseitigen Messdaten von dem einen Eingangs-Kanal (11) und beim synchronisierten Erwidern/ Ausgeben von Messdaten die Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher-Oszilloskops abgebildet wird, insbesondere basierend auf einer Mehrzahl von Start-of-Frame (SOF)-Signalen.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Verarbeiten der Messdaten über eine Mehrzahl von spezifisch ausgewählten definierten Messbereichen mittels wenigstens zwei oder drei Impedanz- Wandlern erfolgt, insbesondere mittels mehrfach abgestufter/abgestimmter Impedanz-Wandler.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das zeitpunktbezogene Ausgeben der ausgangsseitigen Messdaten durch synchronisiertes Erwidern von einer Mehrzahl von Start-of- Frame (SOF)-Signalen erfolgt, wobei mittels des Mikrocontrollers jeweils wenigstens ein Referenzmarker im jeweiligen Messsignal generiert wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Synchronisation über das Start-of-Frame (SOF)-Signal erfolgt, indem das SOF-Signal den Zeitpunkt der Synchronisation jeweils individuell für eine Mehrzahl von Messdatenauswertevorrichtungen definiert; und/oder wobei die
Synchronisation alle 125 Mikro-Sekunden [ps] erfolgt; und/oder wobei alle 125 Mikro-Sekunden [ps] ein SOF- Signal generiert wird, insbesondere über einen/den virtuellen COM-Port, insbesondere mittels des PC oder der mobilen Recheneinheit; und/oder wobei mittels eines/des jeweiligen Start-of-Frame (SOF)-Signals im jeweiligen Messsignal wenigstens ein Zeitpunkt definiert wird, zu welchem oder in Bezug auf welchen die Messdaten von wenigstens zwei oder drei parallel in die Messkette geschalteten Messdatenauswertevorrichtungen synchronisiert verarbeitet und/oder ausgegeben werden.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei beim Verarbeiten basierend auf einer Anzahl n von parallel geschalteten Kanälen eine Folge eines n-dimensionalen Vektors gebildet wird, wobei jedes Glied der Folge einem Messzeitpunkt zugeordnet ist/wird; und/oder wobei beim Verarbeiten eine Zeitspanne zwischen einzelnen Messpunkten basierend auf der Anzahl von Folgegliedem zwischen zwei SOF- Signalen ermittelt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei eine Korrelation von
Messdaten und Kanälen über eine zeitliche Zuordnung von Kanälen zu Zeitpunkten zwischen einzelnen Start-of- Frame (SOF)-Signalen erfolgt; und/oder wobei die Abtastrate größer als die Signalrate ist, insbesondere mindestens um den Faktor 2 größer.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Verfahren für eine Synchronizitätsmessung bei einer Vielzahl von jeweils über eine einkanalige Messdatenauswertevomchtung angeschlossene Oszilloskop-Messköpfen durchgeführt wird, insbesondere mit wenigstens einem
Kurbelwellensensor/Kurbelwellenmesskopf und/oder wenigstens einem
Nockenwellensensor/Nockenwellenmesskopf als Messdatengeber der Messkette.
21. Computerprogrammprodukt eingerichtet zum Steuern eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, insbesondere auch einem Computer am Ende einer Messkette mit wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf als erstes Glied der Messkette.
22. Verwendung einer einkanaligen Messdatenauswertevomchtung oder eines Messdatenauswertesystems mit einer Vielzahl von einkanaligen Messdatenauswertevorrichtungen zum Verarbeiten von eingangsseitigen Messdaten messbereichsspezifisch in einer Mehrzahl von Messbereichen, und zum Ausgeben von ausgangsseitigen Messdaten zeitpunktbezogen auf synchronisierte Weise bezüglich oder basierend auf mittels Messsignalen vorgegebener Referenzzeitpunkte, insbesondere zum Übermitteln von Messdaten von wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf zu einem virtuellen COM-Port eines PC, insbesondere Verwendung einer Messdatenauswertevomchtung oder eines Messdatenauswertesystems jeweils nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, insbesondere bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden
Verfahrensansprüche.
23. Verwendung einer einkanaligen Messdatenauswertevomchtung oder eines Messdatenauswertesystems mit einer Vielzahl von einkanaligen Messdatenauswertevorrichtungen zum Verarbeiten von eingangsseitigen Messdaten messbereichsspezifisch in einer Mehrzahl von Messbereichen, und zum Ausgeben von ausgangsseitigen Messdaten zeitpunktbezogen auf synchronisierte Weise bezüglich oder basierend auf mittels Messsignalen vorgegebener Referenzzeitpunkte, und zum Übermitteln der Messdaten von wenigstens einem Oszilloskop-Messkopf über einen einzigen Eingangs-Kanal (11) zu einem virtuellen COM-Port eines PC, insbesondere Verwendung einer Messdatenauswertevomchtung oder eines Messdatenauswertesystems jeweils nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, insbesondere bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Messdaten zwischen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs (1), insbesondere von einem Kurbelwellensensor und/oder einem Nockenwellensensor, derart zum virtuellen COM-Port übermittelt werden, dass die Funktionalität eines mehrkanaligen digitalen Speicher- Oszilloskops abgebildet wird, insbesondere bei der Analyse einer Steuerkette des Kraftfahrzeugs.
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