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Jenseits der Multimeter, Teil 3: Fehlerbehebung an einem Drehgeber mit einem Multimeter und einem Oszilloskop

Der digitale Multimeter ist das wichtigste Element der elektrischen Fehlersuche und das Werkzeug, nach dem die meisten von uns zuerst greifen. In Jenseits der Multimeter betrachten wir fünf Beispiele, wie die Wahl eines Oszilloskops die Fehlerbehebung schneller, leichter und effektiver machen kann.

Ein Drehgeber überwacht die Bewegungen eines Fördersystems
Abbildung 1. Ein Drehgeber überwacht die Bewegungen eines Fördersystems.

Teil 3 beschreibt die Fehlerbehebung an einem Drehgeber, der ein Förderband steuert, das fehlerhaft gearbeitet hat.

Was stimmt nicht mit der Förderanlage?

Ein Drehgeber konvertiert die Position einer Drehwelle in ein digitales Signal. In diesem Beispiel wird das digitale Signal eines Drehgebers verwendet, um die Bewegungen eines Förderbands zu überwachen (siehe Abbildung 1). Das Förderband hat begonnen, sich fehlerhaft zu verhalten – am spürbarsten, wenn es beschleunigt – aber es ist nicht eindeutig, ob das Problem beim Drehgeber oder bei der Steuerung des Förderbands liegt.

Fehlerbehebung mit einem Multimeter

DMM zeigt die durchschnittliche Spannung und die Spannungsspitzen eines Drehgebers
Abbildung 2. Ein DMM zeigt die durchschnittliche (2,477 V) und höchste (4,869 V) Spannung des Drehgebers an.
DMM zeigt die Frequenz und den Arbeitskreislauf eines Drehgebers an
Abbildung 3. DMM zeigt die Frequenz (52,5 Hz) und den Arbeitskreislauf (50 %) eines Drehgebers an.
Abbildung 4. Ein Oszilloskop zeigt gute digitale Wellenformen des Drehgebers an.
Ein Oszilloskop zeigt gute digitale Wellenformen des Drehgebers an
Abbildung 5. Ein Oszilloskop zeigt digitale Wellenformen eines Drehgebers mit Rauschen an. Durchschnittliche Spannungen und Spannungsspitzen werden oben links hervorgehoben, Frequenzen links.

Der Ausgang eines Drehgebers ist eine Serie digitaler Impulse. In diesem Beispiel werden die Impulse von einer Steuerung überwacht, die diese verwendet, um die Geschwindigkeit und Position des Fördersystems zu steuern, mit dem der Drehgeber verbunden ist.

Messungen mit einem DMM können die Spannung, Frequenz und den Arbeitszyklus eines Signals vom Drehgeber aufzeigen. Wenn Sie den Multimeter mit dem Ausgang des Drehgebers verbinden, erhalten Sie die in den Abbildungen 2 und 3 dargestellten Werte.

All diese Werte – durchschnittliche und Spitzenspannung, Frequenz und Arbeitszyklus – scheinen normal zu sein. Die Programmierung der Steuerung wurde nicht modifiziert und hat über Jahre gut funktioniert, die Chancen stehen also gut, dass das Problem nicht hier liegt.

Da keine der Messungen, die Sie mit einem Multimeter vornehmen können, ein Problem aufzeigen, ist es an der Zeit, ein Werkzeug in Betracht zu ziehen, das Ihnen mehr Informationen liefert.

Fehlerbehebung mit einem Oszilloskop

Wenn ein digitales Oszilloskop mit dem Ausgang des Drehgebers verbunden wird, kann es die durchschnittliche Spannung des Signals (2,411 V), die Spitzenspannung (4,89 V) und die Frequenz (52,87 Hz) wiedergeben, wie ein Multimeter. Ein Oszilloskop zeigt jedoch auch Spannungsveränderungen im Laufe der Zeit als eine Linie an, die von links nach rechts über den Bildschirm verläuft (siehe Abbildung 4). In diesem Beispiel (siehe Abbildung 5) ist die Linie gezackt und elektrisch „rauschend“ – ein klares Zeichen für Probleme, die auftreten können, wenn eine Signalleitung unzureichend abgeschirmt ist.

Fazit

Während ein DMM Ihnen exakte Werte zu Spannung, Frequenz und Arbeitszyklus liefern kann, ist nur ein Oszilloskop in der Lage, Ihnen das Verhalten elektrischer Signale anzuzeigen, was die Fehlerbehebung schneller und einfacher gestaltet. Ein Bild sagt mehr als tausend Worte!