Sensorsignale sind im allgemeinen „Rohdaten“, d.h. sie müssen zur Weiterverarbeitung aufbereitet werden. In analogen Messketten werden durch die Instrumentierung Normsignale erzeugt (zum Beispiel +/-10V oder 0/4-20 mA), die dann in den nachgeschalteten Automatisierungsanlagen (Computer, SPS etc.) weiterverarbeitet werden.
Bei piezoresistiven Sensoren mit mV/V-Ausgang setzt man dazu spezielle Messverstärker für Dehnungsmessstreifen ein.
Ein handelsüblicher Spannungsverstärker reicht hier nicht aus, da die Wheatstone-Brücke im Ausschlagverfahren betrieben wird und sensibel auf Spannungsschwankungen reagiert und das Signal somit unbrauchbar macht.

Die Verstärker sollten eine stabilisierte Speisespannung liefern und rauscharm sein. Weiterhin ist bei Frequenz-behafteten Messungen auch darauf zu achten, Unterabtastungen zu vermeiden, was bedeutet, dass der Verstärker über eine entsprechend große Frequenzbandbreite verfügen muss.

Abtastungen des Sensorsignals sollten ca. das 8- bis 10-fache der Frequenz des Sensorsignals betragen.
Das Nyquist-Shannon Theorem lässt sich hier nicht anwenden, da die Information des Signals in der Amplitude liegt.

Bei Messanwendungen werden auch elektrische Filter eingesetzt. Hier ist auch abzuwägen, welche Fabrikate/Ausführungen zu verwenden sind (z.B. Bessel- oder Butterworth-Filter). Dies hängt von der Applikation bzw. an die Anforderungen des Filters ab (z.B. Schnelligkeit, Linearität bis zur Eckfrequenz).

Bei der digitalen Verarbeitung gilt hinsichtlich der Abtastung das gleiche wie bei Analoggeräten. Bei den Analog/Digital-Wandlern sollte man sich im Vorfeld überlegen, wie hoch die Auflösung und Abtastrate sein sollte, um ein optimales Messergebnis zu erhalten.
Je höher die Auflösung gewählt wird, desto geringer wird dann die maximale Abtastrate.
Es gibt mittlerweile A/D-Wandler mit rauschfreien Auflösungen über 20 Bit.
Hier sollte man vor der Anschaffung prüfen, ob eine solch hohe Auflösung Sinn ergibt, oder man mit einer kleineren das gleiche gewünschte Ergebnis zu einem besseren Preis-Leistungs-Verhältnis erzielt.

Beispiel:
Auflösung eines Kraftsensors mit 100 N und einer Nichtlinearität von 0,5 % mit einem 12 Bit-Wandler: Der gemessene Wert kann bis zu 0,024 N aufgelöst werden, bei einem 18 Bit-Wandler wären es 0,00038 N. Die Nichtlinearitätsabweichung des Sensors liegt jedoch bei +/- 0,5 N. Die Auflösung suggeriert hier eine bessere Genauigkeit, die aber nicht vorhanden ist.

Oftmals wird die Auflösung mit der Genauigkeit verwechselt: Die Anzahl der Bits (die Auflösung) sagt alleine nichts über die Genauigkeit des Wandlers aus.

Weiterhin sollte man bedenken, dass, wenn der Analogwert schon ungenau ist, die Digitalisierung keinen genaueren Wert liefert-im Gegenteil: es kommt noch die Abweichung durch die Quantisierung hinzu. Digital heißt nicht „genauer“.
Die richtigen Abtastrate und die Auflösung müssen schon bei der Projektierung richtig gewählt werden.

Die digitalen Daten werden dann in einer entsprechen Software weiterverarbeitet und liefern, je nach Anwendung, auch wertvolle Informationen über den Zustand der Messobjekte (z.B. Lagerüberwachung, Vibrationsmessungen) im Rahmen der regelmäßigen Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) oder der Predicted Maintenance (vorausschauenden Wartung).

Weiterhin zählt zum Gebiet der Messdatenerfassung auch die Anbindung an Bussysteme (z.B. CAN, RS485, I2C oder IO-Link).

Unser Lieferspektrum in der Messdatenerfassung/-Verarbeitung:

• DMS-Verstärker (analoge und digitale Ausgänge)
• A/D-Wandler, auch mit USB-Anschluss
• Digitale Anzeigegeräte (auch mit Datenloggerfunktion)
• Digitale Handhelds zum Vor-Ort-Einsatz
• Anschluss an Bussysteme

Anwendungsbeispiel: analoge und digitale Technik am Beispiel einer Silo-Gewichtsmessung

Auf der linken Seite sammelt eine analoge „Junction Box“ die Signale aller vier Kraftsensoren und bildet die Summe, die dann als ein Analogwert ausgegeben wird.
Dieser analoge Wert kann dann an ein digitales Display oder -Handheld angeschlossen und visualisiert werden.
Diese Signale werden dann auch parallel oder nach Abschluss der Messungen (die Geräte arbeiten als Logger) in den PC geladen und dort mittels entsprechender Software weiter verarbeitet.
Auf der rechten Seite werden die Signale durch einen A/D-Wandler in Form eines >USB-Kits direkt erfasst und in den PC übertragen.