Die WTD 91 in Meppen ist eine wehrtechnische Dienststelle für Waffen und Munition. Das Technologiezentrum, das zum Geschäftsbereich des Bundesamtes für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung gehört, ist mit rund 200 Quadratkilometern der größte Schießplatz in Westeuropa. Die Dienststelle kann mittlerweile auf eine fast 150-jährige Geschichte zurückblicken, die bereits zu Kaisers Zeiten im Jahre 1876 mit der Einrichtung eines Artillerieschießplatzes der Firma Krupp an gleicher Stelle begann. Zu ihren heutigen Aufgaben zählen technische Untersuchungen und Erprobungen an Waffen, Munition, gepanzerten Fahrzeugen und Schutzbauten aller Art. Zu diesem Zweck werden auf dem weitläufigen Areal im Emsland Ansprengversuche mit Panzern, Minensuch- und Arztfahrzeugen, aber auch an Gebäuden durchgeführt. Dies stellt natürlich auch besondere Anforderungen an die hierfür eingesetzte Messtechnik.
Mit Blick auf die Neuausrichtung der Bundeswehr auf friedenssichernde und friedenserhaltende „Blauhelm“-Missionen in Krisengebieten ist die Qualifikation und Abnahme der dort zum Einsatz kommenden Fahrzeuge für den Minenschutz eine besonders aktuelle Aufgabenstellung bei der WTD 91.
Dabei werden die möglichen Auswirkungen auf die Insassen untersucht. Hierzu bestückt man Versuchspuppen und Sitzstrukturen mit Sensoren zur Ermittlung der eingeleiteten Kräfte und Beschleunigungen. Die eingesetzten Versuchspuppen ähneln den aus der Unfallforschung bekannten Crashtest-Dummies, sind aber wesentlich robuster und noch aufwendiger gestaltet (siehe Abbildung 2).
Aus den gemessenen Werten lässt sich ein sogenannter „Dynamic Response Index“ berechnen, den man mit ergonomischen Grenzwerten vergleichen kann. Die messtechnische Herausforderung bei diesen Versuchen liegt in der extremen Kurzweiligkeit der Vorgänge und der Vielzahl simultan zu erfassender Messdaten. Die Messdauer beträgt typischer Weise nur 60 Millisekunden, in Ausnahmen auch mal bis zu 2 Sekunden. Dabei werden z.B. 32 Messkanäle mit Abtastraten bis 1 MHz (das entspricht einer Million Messwerte pro Sekunde) je Kanal aufgezeichnet. Da die Messobjekte nach dem Versuch in der Regel beschädigt sind und die Versuche daher nicht wiederholt werden können, ist dabei eine größtmögliche Redundanz und Datensicherheit der Messungen gefordert. Die Messgeräte befinden sich während des Versuchs in einem Messcontainer in sicherer Entfernung, was aufwendige Sensor-Verkabelungen von bis zu 100 Metern Länge erforderlich macht.
Mit dem Vorgängermodell des LTT24 der Firma Labortechnik Tasler, dem LTT-186, stand der WTD ein Messsystem zur Verfügung, das diesen hohen Ansprüchen gerecht wurde. Dieses präzise Frontendsystem erweiterte die Bandbreite der konventionellen PC-Messtechnik in bis dato unerreichte Dimensionen.
Aufgrund der geforderten Redundanz setzte man bei der WTD stets zwei Systeme unabhängig voneinander ein. Das bedeutet, dass z.B. für 32 Messkanäle zweimal jeweils zwei LTT-186-Geräte synchron betrieben wurden. Das erste System lief dabei im Transientenrecorder-Modus und wurde automatisch über einen TTL-Eingang getriggert. Das andere hingegen wurde manuell per Tastendruck bzw. Mausklick gestartet.
Für die Versuchsingenieure bei der WTD 91 bedeutete der Einsatz dieser Systeme eine wesentliche Verbesserung und Rationalisierung ihrer Arbeit. Früher wurden für derartige Versuche Magnetbandaufzeichnungen verwendet. Das Handling der schweren Bandlaufwerke war relativ umständlich und die Archivierung der empfindlichen Bänder aufwendig. Die analog aufgezeichneten Signale mussten vor der Weiterverarbeitung zunächst digitalisiert und dann in den Auswerterechner überspielt werden. Auch war die Abtastrate auf 80 kHz pro Kanal begrenzt und damit hart an der Grenze der benötigten Bandbreite. Auch zwischenzeitlich erprobte PC-Steckkartensysteme boten auf Grund begrenzter Abtastraten und Signalbandbreiten nicht die erforderliche Flexibilität. Erst das LTT-System brachte die gewünschte Lösung: Dank der Online-Funktionalität standen die Messdaten nun unmittelbar im PC zur Verfügung und wurden noch vor Ort verifiziert. Dies ermöglichte z.B. einen Systemcheck (auf Kabelbruch o.ä.) noch vor Versuchsbeginn und damit eine erhöhte Redundanz bei der Aufzeichnung. Die Datensicherung erfolgte auf CDs, war damals somit äußerst bequem und platzsparend und erlaubte zudem eine flexible Wiedergabe der Daten auf beliebigen PC-Systemen.
Andreas Evelt von der damals zuständigen Fachgruppe Messtechnik zeigte sich sehr zufrieden: „Die kompakten und äußerst robusten LTT-Geräte sind leicht und sicher zu transportieren und erlauben uns daher einen wesentlich flexibleren Einsatz. Außerdem sind sie sowohl in der Anschaffung als auch im Unterhalt wirtschaftlicher als unsere alten Bandgeräte, was gerade in Zeiten schmaler Budgets ein wichtiger Faktor ist!“
Der LTT-186 wurde zwar im Produktportfolio von Labortechnik Tasler unlängst durch das moderne Präzisionsmessgerät LTT24 abgelöst, der hohe Anspruch und die starke Leistungsfähigkeit der Messgeräte bleibt jedoch selbstverständlich weiterhin bestehen.
Der LTT24 punktet mit seiner Bandbreite der Messeingänge von DC bis 1.7 MHz mit einer extrem niedrigen Verzerrung und einem extrem niedrigen Rauschen (zusammen unterhalb -100dB). Dies verhindert sogar geringste Messabweichungen und macht das Präzisionsmessgerät deutlich marktführend. Gepaart mit einem integrierten 4 MHz abtastenden Analog-Digital-Wandler mit 24 Bit Auflösung setzt der LTT24 hohe Maßstäbe als Transientenrekorder für Messaufgaben, bei denen eine extrem hohe Präzision ein Schlüsselfaktor für erfolgreiche Analysen ist – so bspw. bei Sprengversuchen. Die hochsynchrone Datenerfassung wird durch eine patentierte Technologie sogar bei vollen Abtastraten hochsynchron ermöglicht und auf nachfolgenden Geräten gespeichert und dargestellt. Labortechnik Tasler bietet mit LTTpro auch die dafür passende Messdaten-Software.
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