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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wer kennt sich mit dem AD694 aus?


Autor: M*** L. (b2b)
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Hallo,

ich habe einen Stromwandler, der 0,5V bis 4,5V je nach gemessenen Strom 
ausgibt. Diese Spannung will ich in ein 4-20mA-Signal umwandeln.
Nun habe ich schon einige Male gelesen, dass man mit dem AD694 ein 
genormtes 4-20mA-Stromsignal ausgeben kann.

Jetzt habe ich aber ein paar Fragen an die Leute, die sich mit dem AD694 
auskennen:
1. Ich muss bestimmt die 0,5-4,5V in ein 0-10V-Signal mittels OPV 
umwandeln?
2. Wenn ich den AD694 mit 24V betreibe, bleibt die Ausgangsspannung auch 
konstant (24V) bei einem Strom von 4-20mA?
3. Hat einer sowas schon mit dem AD694 realisiert? Ich komme mit dem 
Datasheet nicht zurecht, jedenfalls weiß ich nicht, wo ich was 
anschließen muss, damit mein Vorhaben umgesetzt werden kann.

Da ich mir die 24Vdc vom gleichen Netzteil hole, würde ich gerne die 
24Vdc für die Messschaltung galvanisch trennen, sprich ich benötige 
einen 24V/24V galvanisch getrennten DC/DC-Wandler. Gibt es sowas? Oder 
ist ein kleiner Trafo mit Zusatzbeschaltung besser und einfacher?

Gruß,
Marc

Autor: Max (Gast)
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Ich nehme immer den XTR101. der ist zwar sehr teuer, benötigt aber keine 
extra Spannungsversorgung. (Reichelt 22.- Euronen)
Man erspart sich viel Probiererei.

Bei größeren Stückzahlen ist vielleicht eine andere Lösung optimal.

Autor: M*** L. (b2b)
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Hallo Max,

vielen Dank für deine Antwort.

Sehe ich das aber richtig, dass der XTR101 nur Eingangsspannungen von 
0-1V interpretieren kann?
Das wäre ja ein bisschen blöd, da mein Stromwandler 0,5-4,5V ausgibt.
Da ist mir der AD694 lieber, dann da ist die Anpassung wohl ein wenig 
bequemer?!

Autor: M*** L. (b2b)
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Nach Recherche im Internet ist wohl der XTR110 passend, für den ich wie 
beim AD694 die Spannung vom Stromwandler anpassen muss.

Ist die Wandlung mit dem XTR bequemer und einfacher als mit dem AD zu 
realisieren?

Autor: Sebastian E. (der_andere_sebastian)
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Ich würde die Frage 2 mal pauschal mit nein beantworten. Die 
Ausgangsspannung entspricht nicht der Betriebsspannung, sondern wird 
entsprechend dem Lastwiderstand der 4-20mA Schleife geregelt. Wenn man 
also mit 500 Ohm belastet, stehen bei 4 mA folglich 2 Volt an, bei 20 mA 
10 Volt. Daraus geht hervor, daß bei 24 Volt maximal 1200 Ohm zulässig 
sind, wenn man die 20 mA erreichen will - ideales Bauteil vorausgesetzt 
und Datenblatt ignoriert. Für die Praxis würde ich überschlagsmäßig 
sagen, daß der Lastwiderstand nicht größer als 1k sein sollte.

Und ja, es gibt 24 Volt DC/DC-Wandler mit galvanischer Trennung. Bei 
allen einschlägigen Herstellern (Traco, Newport, United 
Microelectronics, Recom...) Diese sind wesentlich kleiner als ein Trafo 
mit externer Beschaltung.

Tip: Datenblatt Analog Devices, Seite 9: "Programming Other Spans" 
beschreibt die Anpassung auf 0-5V Meßbereich. Ohne externen 
Operationsverstärker.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Die
>Ausgangsspannung entspricht nicht der Betriebsspannung, sondern wird
>entsprechend dem Lastwiderstand der 4-20mA Schleife geregelt. Wenn man
>also mit 500 Ohm belastet, stehen bei 4 mA folglich 2 Volt an, bei 20 mA
>10 Volt. Daraus geht hervor, daß bei 24 Volt maximal 1200 Ohm zulässig
>sind, wenn man die 20 mA erreichen will - ideales Bauteil vorausgesetzt
>und Datenblatt ignoriert. Für die Praxis würde ich überschlagsmäßig
>sagen, daß der Lastwiderstand nicht größer als 1k sein sollte.

Das ist vollkommen korrekt. Wobei allerdings anzumerken ist, dass der 
Lastwiderstand bei Stromschleifen gegen Null, oder zumindest sehr klein 
bleiben sollte.

Autor: M*** L. (b2b)
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Sebastian E. wrote:
> Ich würde die Frage 2 mal pauschal mit nein beantworten. Die
> Ausgangsspannung entspricht nicht der Betriebsspannung, sondern wird
> entsprechend dem Lastwiderstand der 4-20mA Schleife geregelt. Wenn man
> also mit 500 Ohm belastet, stehen bei 4 mA folglich 2 Volt an, bei 20 mA
> 10 Volt. Daraus geht hervor, daß bei 24 Volt maximal 1200 Ohm zulässig
> sind, wenn man die 20 mA erreichen will - ideales Bauteil vorausgesetzt
> und Datenblatt ignoriert. Für die Praxis würde ich überschlagsmäßig
> sagen, daß der Lastwiderstand nicht größer als 1k sein sollte.
Bin ich blöd, URI lässt grüßen! :o)
Im Datenblatt von dem Gerät, das das generierte Stromsignal einliest, 
steht, dass die Bürde des 2-Draht-Messumformers 820 Ohm nicht 
überschreiten darf. Mit der Bürde ist der Lastwiderstand gemeint?

> Und ja, es gibt 24 Volt DC/DC-Wandler mit galvanischer Trennung. Bei
> allen einschlägigen Herstellern (Traco, Newport, United
> Microelectronics, Recom...) Diese sind wesentlich kleiner als ein Trafo
> mit externer Beschaltung.
Ich habe bis jetzt keinen 24V/24V-DC/DC-Wandler gefunden, nur z.B. einen 
24V/5V-DC/DC-Wandler, den ich ja auch benötige, um den Stromwandler mit 
5V einspeisen zu können.
Sind diese Wandler alle galvanisch getrennte Schaltungen oder gibt es 
Besonderheiten?

> Tip: Datenblatt Analog Devices, Seite 9: "Programming Other Spans"
> beschreibt die Anpassung auf 0-5V Meßbereich. Ohne externen
> Operationsverstärker.
Das ist ein guter Tipp!
Allerdings muss ich dann das eingelesene Stromsignal programmtechnisch 
anpassen, weil ich ja dann nicht mehr die 4mA- bzw. 20mA-Grenze 
erreiche. Dann wäre es mir lieber, wenn ich doch zwei OPV verwende; der 
eine zieht 0,5V ab und der andere multipliziert das Ergebnis mit 1,25, 
damit ich den Messbereich voll ausnutze.

Es geht mir darum, dass ich den AD694 verstehe und wie ich diesen 
eingangs- und ausgangsseitig beschalte. Ich habe gedacht, dass es sich 
um eine Festspannungsquelle handelt, die den Strom regelt und nicht, 
dass sich die Ausgangsspannung proportional zum Ausgangsstrom ändert.
Jetzt werden wieder einige Schreiben: Lies das Datasheet, aber wenn man 
das nicht tagtäglich macht, tut man sich schwer!
Außerdem ist es doch gut möglich, dass die Theorie von der Praxis 
abweicht.
Übrigens, ich bin gerade dabei mir ein Sample des AD694 zu organisieren.

Autor: Michael G. (sparrenburg)
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Hallo,
baue doch eine spannungsgesteuerte Stromquelle (Tietze-Schenk) mit nem 
LT1367. Der kamm ne Menge Strom treiben und ist R2R-fähig. Somit kannst 
du auch deine zur Verfügung stehende Spannung direkt in den Strom 
umwandeln. Mußt nur den Widerstand wählen...läuft bei mir in vielen 
Produkten sehr stabil und seit langer Zeit (auch im SMD-Package gibt es 
keine Hitze-Probleme im OP).

Micha

p.s.: ich arbeite nicht für LT ;-)

Autor: M*** L. (b2b)
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Hallo Micha,

danke für die Antwort. Ich habe mir die Schaltung deines Vorschlages 
angesehen, aber irgendwie bekomme ich nicht den richtigen Wert für RL.

Es gilt doch: I = Ue / RL
Ich komme auf folgende Ergebnisse für RL:
Ue = 0,5V ... I = 4mA ... RL = 125 Ohm
Ue = 4,5V ... I = 20mA .. RL = 225 Ohm

Setze ich nun 225 Ohm bei Ue = 0,5V ein, beträgt der Strom 2,2222mA

Hab ich einen Rechenfehler gemacht oder muss ich auf den AD694 warten?

Autor: Michael G. (sparrenburg)
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Moin,
nun kenne ich den AD694 nicht, aber laut der Ü-Funktion im Datenblatt 
ergibt sich bei deiner Eingangsspannnung von 0,5V ein Strom von 4mA und 
bei einer Spannung von 4,5V ein Strom von 36mA. Natürlich bei gleicher 
Beschaltung.

Wenn du den Bereich von 0,5V..4.5V auf 4mA..20mA abbilden willst, mußt 
du wohl noch etwas drum herum basteln.

Subtrahiere 0,5V, teile herunter auf 0V..1,6V, addiere 0,4V.

Dann hast du einen Hub von 0,4V..2V.. und mit nem Widerstand in der 
OP-Schaltung (RL) von 100R hast du deine 4mA..20mA. Um einen genügend 
großen Störspannungsabstand zu bekommen, würde ich vorher die Spannung 
noch verdoppeln. Den Abgleich nicht vergessen.

So eine Anpassung brauchst du, glaub ich, bei dem AD694 auch. Bin mir 
aber nicht sicher.

Nur kostet das mit OP's kein Geld im Vergleich zum AD694 !

Und...R2R bedeutet Rail to Rail. Die Ein- und Ausgangsspannung kann an 
die Versorgungsspannung des OP's heran kommen (Wenn der Strom nicht zu 
groß ist. -> Datenblatt)

LG M

Autor: Sebastian E. (der_andere_sebastian)
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Noch eine Ergänzung: Ja, Bürde ist der Lastwiderstand, und die 
24/24-Volt DC/DC-Wandler heißen natürlich nicht so. Man nennt das dann 
24 zu +/- 12 Volt bzw. 24/2x12. Aber das ist wie ein Trafo mit 
Mittelabgriff: gemeinsame Masse des Ausganges ignorieren, -12V als Masse 
der Ausgangsspannung nehmen, +12V entspricht dann +24V. Und da 
galvanisch getrennt, ohne jegliche Probleme.

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