4-20mA Schnittstelle auswerten Im Unterforum Grundlagen - Beschreibung: Grundlagen und Fragen für Einsteiger in der Elektronik
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4-20mA Schnittstelle auswerten |
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BID = 748919
DownUnder Gerade angekommen
Beiträge: 11 Wohnort: Paihia
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Moin vom anderen Seite der Kugel,
Normalerweise bin ich nicht so schnell dabei um Hilfe zu rufen, aber heute sehe ich den Wald vor lauter Bäumen wohl nicht.
Ich habe volgendes Probelm: Auslesen eines Drucksensors, der 4-20mA in Abhängigkeit des Druckes ausgibt. Ich will den Druck zwischen 2 Punkten halten, sprich ist er unter einem bestimmten Wert muss das eine Ventil auf gehen, ist er dazwischen ist alles in ordnung (Ventil schließen), ist der Druck zzu hoch, Ablassventil auf. Das ganze spielt bei 0-1bar und ich habe auch an eine Überlastsicherung gedacht,
So um das ganze auszuwerten, gehe ich über einen 250Ohm wiederstand und messe den Spannungsabfall an ihm (sollte irgendwo zwischen 1 und 5 V sein) Dann wird das ganze über zwei Komperatoren verglichen, der eine hat die untere Schaltstelle, der andere überwcht die obere, Das ganze kann ja mit einem LM339 oder einem LM393 aufgebaut werden. Mit Sicherheit gibt es auch noch andere Bausteine dafür.
Soweit so gut. Bisher ist alles OK. Das war auch die Theorie, nur
Problem 1: die referenz Spannungen werden über Mehrgangpotis eingestellt, aber wenn sich die EIngangsspannung ändert, ändern sich ja auch die Spannungen, also muss ich eine Spannungsstabilisierung einbauen, nur die Schnitstelle hat gerne >12V (optimal 24V) und da spielen die Bausteine nicht mit.
Problem 2: und das ist vermutlich die Uhrzeit: Invertierend und nicht invertiender Eingang, welche Spannung kommt wo drauf und kann ich die Eingänge miteinander Verbinden um auf jeden Komperator die Messpannung zu legen.
Problem 3: Irgendwie habe ich das Gefühl, das ganze geht auch einfacher.
Das garstige daran noch ist, dass sich das ganze bei etwa 0,1bar abspielt und die Schwelle zwischen gut und böse gerade mal ca 100mV ist.....
Hat jemand Vorschläge dazu?
Vielen Dank und herzliche Grüße aus dem fernen Süden |
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BID = 748928
Rafikus Inventar
Beiträge: 4133
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Zitat :
| Problem 1: die referenz Spannungen werden über Mehrgangpotis eingestellt, aber wenn sich die EIngangsspannung ändert, ändern sich ja auch die Spannungen, also muss ich eine Spannungsstabilisierung einbauen, nur die Schnitstelle hat gerne >12V (optimal 24V) und da spielen die Bausteine nicht mit. |
Jetzt müssen wir aber etwas ordnen.
Mit Schnittstelle meinst Du wahrscheinlich die Versorgungsspannung des Drucksensors. Die in dieser Leitung fliessender Strom ist das Messsignal. Es ist also ein zweipoliger Sensor 4-20mA (ohne zusätzliche Versorgung). Ist das bisher richtig?
Was meinst Du mit Bausteinen? Etwa Deine Schaltung, die Du aufbauen möchtest?
Wenn das oben geschriebene stimmt, dann musst Du dem Sensor auch die richtige Versorgungsspannung zukommen lassen. Sonst kannst Du den
Welche Eingangsspannung beschreibst Du, etwa die Versorgunsspannung Deiner Schaltung? Wenn ja, dann ist das die Versorgungsspannung, die Eingangsspannung ist der Wert, den Du über dem shunt abgreifst.
Rafikus |
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BID = 748937
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| die referenz Spannungen werden über Mehrgangpotis eingestellt, aber wenn sich die EIngangsspannung ändert, ändern sich ja auch die Spannungen, |
Die Eingangsspannung ist das an einem Widerstand abfallende Messsignal?
Beu unübersichtlichen Masseverhältnissen bekommt man soetwas mit einem Differenzverstärker in dem Griff.
Einfacher ist es, wenn man den Meßwiderstand mit einem Ende an Masse legen kann.
Die Referenzspannungen, vermutlich meinst du die Vorgabewerte für oberes und unteres Limit, müssen natürlich stabil sein, sonst verdienen sie den Namen nicht.
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BID = 748971
Bartholomew Inventar
Beiträge: 4681
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Willkommen im Forum
Eine einfache Konstantspannungsquelle stellt die mittlere Schaltung im Anhang dar.
Die Zenerdiode stellt eine Referenzspannung zur Verfügung, die man aber nicht zu sehr belasten sollte. Darum ist dahinter ein Transistor als Emitterfolger geschaltet, der einen Pufferelko speist.
Musst natürlich eine für Deine Zwecke geeignete Zenerdiode nehmen.
Gruß, Bartho
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BID = 749046
DownUnder Gerade angekommen
Beiträge: 11 Wohnort: Paihia
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Upps, das ging ja schnell, danke mal für die Antworten.
Kein Wunder dass nichts klappt, wenn die Beschreibung so daneben ist. Ist doch ganz gut mal darüber zu schlafen...
Also nochmal: Ich versorge über ein geregeltes 24V Netzteil (das habe ich jetzt...) den Sensor über seine beiden zuleitungen mit der nötigen (24V) Spannung. Im Stromkreis befindet sich (auf der Masseseite des Netzteils, am -Pol sozusagen) ein 250Ohm Widerstand, über den der Spannungsabfall gemessen werden soll (mit dem Komperator). Damit habe ich auch ein gemeinsames Potential (oder?)
Da 24 V zu viel für die LM339 oder 393 sind, werden diese aus der gleichen Spannungsquelle wie der Sensor mit einem kleinen 9 oder 12V Festspannungsregler betrieben. Das solte mein Problem 1 beheben, (Spannungschwankungen vom Netzteil, die die beiden Referenzspannungen beeinflussen).
Die Versorgungsspannung für die Bausteine (damit meine ich den/die Komperatoren) kann nicht von der Messpannung her kommen, die ist ja nur etwas über 1 Volt.
Als Eingangsspannung meine ich die Spannungen zum Komperator, das ist zum einen das Messignal (Spannungsabfall über dem Widerstand) aber auch die Referenzspannungen für die Komperatoren.
Mein Sensor verträgt bis 30V, Betrieben werden soll er mit 24V, also genau richtig.
Ich hoffe jetzt ist die Sache etwas klarer.
Problem 2 mit dem zusammenlegen der Spannungen heißt, kann ich die Meßspannung gleichzeiting beiden Komperatoren zuführen und mache ich es richtig, wenn die Referenzspannung für die untere Spannung auf dem nichtinvertierenden Eingang liegt und die Refferenzspannung für die obere Spannung auf den invertierendden Eingang.
Problem 3 bleibt bestehen, aber ich schätze mal, bei 100mV Genauigkeit komme ich nicht über eine vernünftig stabilisierte Spannung und komperatoren herum. Kann man das Messsignal nicht irgendwie um den Faktor 10 mutliplizieren, aber ich schätze dann wird es erst recht schwierig....
Aber mal ne andere Frage an Bartholomew, womit erstellst du den Schaltplan.....
Grüße aus der Sonne
Oliver[/ascii-schaltbild]
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BID = 749047
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Da 24 V zu viel für die LM339 oder 393 sind, |
Ist nicht zuviel.
Diese Dinger sind für bis zu 36V gut.
Der Schaltplan sieht nach Eagle von cadsoft.de aus.
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BID = 749055
Rafikus Inventar
Beiträge: 4133
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Zitat :
| Kann man das Messsignal nicht irgendwie um den Faktor 10 mutliplizieren, |
Nimm doch einfach einen anderen Widerstand. Der sollte aber schon besser als 1% sein. Du bist doch nicht an die 250 Ohm gebunden.
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BID = 749058
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Mal so zum Nachdenken.
Geber und Referenzspannung, ein einfacher Spannungsteiler, kommen an die selbe Betriebsspannung, die etwas schwanken darf. Der Fehler ist dann bei beiden Spannungen, Sollspannung und Istspannung. Der Fehler hebt sich dann idealerweise auf, da ja beide Spannungen vom selben Fehler betroffen sind.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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BID = 749071
high_speed Schreibmaschine
Beiträge: 2073
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Das ist gerade nicht der Fall.
Der Geber ist eine druckgesteuerte Stromsenke.
Bei der Dimensionierung der Bürde sollte man den Versorgungsspannungsbereich des
Geber berücksichtigen. Wenn er zum Beispiel minimal 12V benötigt, darf bei 20mA
maximal 12V an der Bürde anliegen. (24V Versorgung)
Der Spannungsregler braucht nur die Referenzspannung für die Potentiometer konstant
halten.
Was ich aber vermisse ist eine Schalthysterese, denn der Ausgang wird bei der
gleichen Schwelle wieder ausgeschaltet, bei der er auch eingeschaltet wird.
Eine Hysterese kann man zum Beispiel durch eine geeignete Rückkopplung auf den
Eingang erzielen, oder mit einem weiteren Komparator und einem RS-Flip-Flop.
MfG
Holger
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George Orwell 1984 ist nichts gegen heute.
Der Überwachungsstaat ist schon da!
Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: high_speed am 17 Feb 2011 23:01 ]
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BID = 749079
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Was ich aber vermisse ist eine Schalthysterese, denn der Ausgang wird bei der gleichen Schwelle wieder ausgeschaltet, bei der er auch eingeschaltet wird. |
Nein, Hysterese braucht er nicht, da er zwei Ventile hat:
Zitat :
| ist er unter einem bestimmten Wert muss das eine Ventil auf gehen, ist er dazwischen ist alles in ordnung (Ventil schließen), ist der Druck zzu hoch, Ablassventil auf. |
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BID = 749091
DownUnder Gerade angekommen
Beiträge: 11 Wohnort: Paihia
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Zitat :
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Nimm doch einfach einen anderen Widerstand. Der sollte aber schon besser als 1% sein. Du bist doch nicht an die 250 Ohm gebunden.
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Dann habe ich aber einen größeren Spannungsabfall an der Stelle. Und um das ganze genau zu bekommen habe ich schon einen 0,1% genommen.
Aber die Idee ist gut, mal mit 500, dann habe ich die doppelte Spannung und da ich eh im unteren Bereich arbeite sollte der Abfall doch nicht so groß sein.
Ich glaube so langsam sehe ich wieder Land unter den Füßen. Scheint also doch nicht sooo verkehrt zu sein, was ich mir da ausgedacht habe.
Zitat :
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Diese Dinger sind für bis zu 36V gut.
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Upps, mein Fehler, ich habe das Datenblatt nicht zu genau gelesen. Soll nicht wieder vorkommen. Dann reicht ja das Netzteil alleine aus. Wird ja immer besser
Und wenn ich jetzt noch herausbekomme, wieso ich den falschen Anschluß für den Sensor bestellt habe, ist alles in Ordnung
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BID = 749690
Bartholomew Inventar
Beiträge: 4681
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Zitat :
perl hat am 17 Feb 2011 21:08 geschrieben :
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Der Schaltplan sieht nach Eagle von cadsoft.de aus.
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Genau. Wie der Titel ueb.gif andeutet, war das mein erster mit Eagle erstellter Schaltplan überhaupt
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BID = 749760
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| um das ganze genau zu bekommen habe ich schon einen 0,1% genommen |
So eng tolerierte Teile sind meist nicht notwendig, sondern nur die richtige Schaltungstechnik.
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BID = 750000
DownUnder Gerade angekommen
Beiträge: 11 Wohnort: Paihia
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Zitat :
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Zitat :
um das ganze genau zu bekommen habe ich schon einen 0,1% genommen
So eng tolerierte Teile sind meist nicht notwendig, sondern nur die richtige Schaltungstechnik.
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danke für den Tip.
Deshalb hatte ich ja auch im Hilfe gefragt. Inzwischen sind alle noch fehlenden Teild da und ich gehe gerade ans Aufbauen und abgleichen.
Vielen Dank für die Hilfestellungen und Überlegungen.
Herzliche Grüße von Down Under
Oliver
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BID = 750061
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Deshalb hatte ich ja auch im Hilfe gefragt. |
Das kommt daher, daß die ganze Geschichte noch ziemlich nebulös ist.
Hier z.B. vermischt du Äpfel mit Birnen:
Zitat :
| Das garstige daran noch ist, dass sich das ganze bei etwa 0,1bar abspielt und die Schwelle zwischen gut und böse gerade mal ca 100mV ist..... |
Welches Ausgangssignal liefert dein Sensor bei den Grenzwerten wirklich?
Werden noch andere Anzeige- oder Auswertegeräte angeschlossen? Welche?
Pulsiert der Druck, wenn ja, um wieviel, so daß du evtl. wirklich Hysterese brauchst, damit die Ventile nicht klappern, oder sollen sie das sogar?
Am besten machst du mal ein Blockschaltbild unter Angabe der real verwendeten Komponenten mit Links auf deren Datenblätter. Auch die Masseverhältnisse und Leitungslängen interessieren.
Oft verhindert auch die Angabe des "Zweck vont Janze" falsche Annahmen hüben und drüben und erleichtert die Kommunikation.
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