Morehouse entwickelt mit Fluke 8588A ein hochmodernes System zur Kalibrierung von Kraftmessgeräten

Erfahren Sie, wie Messtechniker der Morehouse Instrument Company ihr Kalibriersystem aufgerüstet haben, um schneller, besser rückführbar und präziser zu sein – und eine Lösung entwickelten, um ihren Erfolg mit ihren eigenen Kunden zu teilen.

Erfolge des Unternehmens mit dem Referenzmultimeter 8588A:

• Verringerte Messunsicherheit bei ratiometrische Messungen um fast 50 %, was zu einer verbesserten Rückführbarkeit führt
• Entwicklung einer hochmodernen, automatisierten Lösung für die Kalibrierung von Kraftmessgeräten
• Bereitstellung einer erschwinglichen und einfach zu bedienenden Lösung für Kraftanwendungen

Hintergrund

Morehouse Instrument Company ist ein führender Anbieter in der Drehmoment- und Kraftkalibrierung. Das Unternehmen bietet staatlichen und privaten Laboren im gesamten Land zuverlässige Kalibriergeräte, Dienstleistungen und Schulungen an.

Morehouse mit Sitz in York, Pennsylvania, ist seit mehr als 100 Jahren im Kalibrierungsgeschäft tätig. Das Unternehmen verlässt sich seit Jahrzehnten auf Multimeter von Fluke, um seine hohen Standards bei der Prüfung und Kalibrierung von Kundengeräten, wie z. B. Wägezellen, einzuhalten.

Wägezellen sind Messwandler, die Kraft in elektrische Signale umwandeln. Sie sind in einer Vielzahl von Werkzeugen und Geräten vorhanden, von Industriewaagen bis hin zu Prothesen. Mit der Zeit kommt es bei diesen Messwandlern zu Messabweichungen, und sie müssen kalibriert werden. Hier kommt das Know-how der Messtechniker von Morehouse ins Spiel.

Herausforderungen

Die Leistung der Wägezelle kann schwierig zu messen sein, da mehrere Messungen gleichzeitig erforderlich sind. Messtechniker müssen sowohl die Ausgangsspannung (mV) als auch die Erregungsspannung (DCV) erfassen, um ein Verhältnis der beiden Werte in Millivolt pro Volt (mV/V) zu berechnen. Außerdem müssen zwei separate Multimeter verwendet werden, eines zum Messen der Ausgangs- und eines zum Messen der Erregerspannung, um diese Spannungen zu erfassen.

Jahrzehntelang haben Morehouse-Messtechniker ein Agilent/HP 3458A und später ein Fluke 8508A, beides 8,5-stellige Multimeter, für die Messung von Wägezellen verwendet. Zuvor hatte das Labor versucht, von einem HP 3458A auf ein Schlumberger 7061 zu wechseln, bei dem jedoch ein irreparabler Defekt auftrat. Obwohl die verbleibenden Multimeter die erforderliche Messunsicherheit für die Kalibrierung von Kraftmessgeräten lieferten, hatten beide Altgeräte Defizite bei der Erfassung von Verhältnismesswerten.

So mussten beispielsweise zwei 3458A-Geräte gestapelt werden, um eine einzige Messung durchzuführen, was zu extrem langen Kalibrierzeiten führte. Und das Modell 8508A war „wirklich langsam bei der Aktualisierung“, so Morehouse-CEO Henry Zumbrun „Ich denke, da gab es zusätzliche Fehlerquellen, weil man sie zwar schneller einstellen kann, aber dann verlieren wir an Messunsicherheit“.

Dadurch wurde die Kalibrierung umständlich. Das Team war auch bei der Art der Daten eingeschränkt, die erfasst werden konnten, da die alten Multimeter oft keine kurzen Impulsereignisse und Transienten erfassen konnten.

Als Fluke dann das Referenzmultimeter 8588A auf den Markt brachte, war das Morehouse-Team begeistert, weil die Spezifikationen gut waren“, sagt Zumbrun. Mit dem 8,5-stelligen Multimeter konnten viele der Probleme mit Geschwindigkeit, Messgenauigkeit und Messproblemen, die mit älteren Geräten einhergingen, beseitigt werden. Dank des intuitiven Menüsystems des Geräts war die Bedienung für Techniker zudem einfach.

„Jetzt sind wir begeistert, da wir ein Messgerät gefunden haben, das das ältere allseits beliebte Schlumberger-Modell übertrifft“, sagt Zumbrun.

Implementierung

Mit zwei Eingängen auf der Vorder- und Rückseite macht das 8588A die Notwendigkeit mehrerer Geräte für die Erfassung von Verhältnismesswerten überflüssig und ermöglicht es Messtechnikern, die Ausgangsverhältnisse der Wägezellen mit nur einem Gerät zu messen. Das 8588A wurde zwar nicht speziell für die Kalibrierung von Wägezellen entwickelt, seine Vielseitigkeit, Messgenauigkeit, Rückführbarkeit, Bedienungsfreundlichkeit und einfache Programmierbarkeit machen es allerdings perfekt für den speziellen Einsatz bei Morehouse.

„Es schien gut zu passen, daher kauften wir vier Geräte für uns intern“, so Zumbrun. Heute verwenden die Teammitglieder die 8588A im Morehouse-Labor zur Kalibrierung von Kundengeräten, die DC-Messungen und metrische Verhältnismessungen benötigen. Sie verwenden die Multimeter auch zur Kalibrierung von Wägezellen mit 4–24 mA und 0–10 V DC, Wägezellensimulatoren und zur Durchführung von Totlast-Drehmoment- und Kraftkalibrierungen.

Mit dem 8588A konnte Morehouse eine deutliche Reduzierung der Messunsicherheit während der Kalibrierung verzeichnen. 

Als hochpräzises Multimeter mit hoher Auflösung (mit einer Messstabilität von ca. 10 ppm) verfügt das 8588A außerdem über eine hervorragende Messgenauigkeit und bietet damit einen klaren Vorteil gegenüber den anderen von Morehouse genutzten Multimetern. 

„Kunden von Morehouse erwarten Rückführbarkeit für ratiometrische Messungen“, erklärt Zumbrun. „Dafür ist dies wahrscheinlich das beste derzeit verfügbare Messgerät.“ Der 8588A halbierte die bisherige Messunsicherheit von 20 ppm auf 10 ppm am Volllast-Ausgang der Wägezelle. 

Aufgrund dieser Vorteile wurde das 8588A zum Herzstück des neuen automatisierten Kraftkalibriersystems (AFCS) des Unternehmens für die Datenerfassung, wenn ein Kunde kein Messgerät mitschickt. 

Das neue automatisierte Steuerungssystem wurde für die Kombination mit allen Universalkalibriermaschinen (UCM) von Morehouse entwickelt und kann Drücke bis zu 4500 psi kalibrieren – das ist mehr als herkömmliche hydraulische und automatisierte Steuerungen, die nur bis zu 3000 psi schaffen. Es ist transportabel, kostengünstig und bietet eine Reihe von Funktionen, dank derer das AFCS traditionellen Kalibrierungslösungen für Kraftmessgeräte Lichtjahre voraus ist.

Ergebnisse

Morehouse steigerte mit dem 8588A nicht nur die Effizienz im eigenen Labor, sondern unterstützte auch Kunden beim Aufbau einer metrologisch rückführbaren Messkette für mV/V mit deutlich geringerer Messunsicherheit als bei den meisten anderen verfügbaren Systemen. Als zusätzlicher Bonus wurden erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen bei der Durchlaufzeit (TAT) der Kalibrierung erzielt. 

Vor der Automatisierung hätte ein Techniker von Morehouse die Universalkalibriermaschine von Morehouse manuell bedienen müssen. Jeder Zyklus dauerte fünf bis sechs Minuten, und bei jedem Testpunkt hätte es etwa 90 bis 120 Sekunden gedauert, den Kraftpunkt zu erreichen, ihn zu steuern und den Messwert aufzuzeichnen. Teilweise musste bei Überschreitung eines Testpunkts sogar der komplette Durchlauf verworfen werden.

Die Automatisierung ermöglicht es, den Messpunkt präzise zu bestimmen und zu verhindern, dass er überschritten wird. Und eine 10-Punkt-Kalibrierung, die bei manueller Durchführung 35 Minuten brauchte, dauert jetzt nur noch ca. 26 Minuten (unter der Annahme einer Wartezeit von mindestens 30 Sekunden bei jedem Kraftpunkt). Insgesamt konnte Morehouse bei automatischen Kalibrierungen eine Steigerung des Durchsatzes um ca. 50 % verzeichnen, da die Techniker einfach nur das Gerät einrichten müssen. So können sie in der Zwischenzeit, während die Maschine die Arbeit erledigt, andere Aufgaben erledigen, wie z. B. Dokumentation oder die Vorbereitung des nächsten Geräts für die Kalibrierung.

Nach den Betatests wurde das automatisierte Kraftkalibriersystem in die Labore von mehr als einem Dutzend zufriedener Kunden integriert. In den letzten Monaten gab es „sehr wenig Probleme mit dem System, und unsere Kunden waren zufrieden. Wir hoffen, dass im Rahmen einer dauerhaften Partnerschaft zwischen Fluke und Morehouse 2026 deutlich mehr automatisierte Kraftmaschinen in Kombination mit dem Fluke 8588A eingeführt werden“, sagt Zumbrun.

Das automatisierte System bietet für eine Vielzahl von Kunden eine zusätzliche Ebene in puncto Geschwindigkeit und Rückführbarkeit bei der Kraftkalibrierung. Mit dem Referenzmultimeter Fluke 8588A als Herzstück bietet Morehouse Käufern ein präzises, kostengünstiges und einfach zu bedienendes System für die Kraftkalibrierung. Messungen wie mV/V, DCV und mA, die mit dem 8588A möglich sind, sind über das primäre Standardlabor von Fluke auf das Internationale Einheitensystem (SI) rückführbar.

Durch die Zusammenarbeit mit Fluke konnte Morehouse eine Lösung entwickeln, die direkt auf die Anforderungen der Kunden eingeht und den Ruf des Unternehmens als Marktführer im Bereich der Kraftkalibrierung weiter untermauert.