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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Galvanische Trennung


Autor: Elli (Gast)
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Hallo zusammen,

gibt es irgendwelche Richtlinien, wann eine galvanische Trennung 
vorzusehen ist. Ich bin leider nicht so drin in dem Thema.

Konkret geht es um eine Druckmessung (Ausgangssignal 4...20mA) und um 
eine Temperaturmessung mit Thermoelementen (am Ausgang liegen ein paar 
mV an). Wenn ich das PC-gestützt machen möchte, gibt es ja bereits 
vorgefertige Komplettsysteme (z.B. Fa. Bedo) mit 
entsprechendenMesskarten. Nun gibt es dort jeweils für die 
Thermoelemente und das Druckmessgerät eine Version mit galvanischer 
Trennung und eine mit Eingangsdifferenzverstärker. Welche der beiden 
Varianten ist denn grundsätzlich der anderen vorzuziehen? Ich meine, 
dass die galvanische Trennung wichtig, aber auch sehr stark von den 
äußeren Bedingungen (Kabellängen [hier ca. 1-2 Meter], etc.) ist. Aber 
die Differenz der Thermospannungen (mV-Bereich) möchte ich ja auch 
ausreichend verstärkt haben?!  Welche Vorteile/Nachteile hat denn das 
eine ggü. dem anderen und wann sollte ich zu was greifen?

Ich hoffe, mir kann jemand helfen. Habe mich noch nie damit 
auseinandersetzen müssen und finde keine so richtigen Anhaltspunkte.

Danke! LG Elli

Autor: MaWin (Gast)
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Eine galvanische Trennung ist erforderlich, wenn du an Anfang (Sensor) 
und Ende (PC) nicht dasselbe elektrische Potential haben kannst, also 
nicht einfach eine Masseleitung von deinem zum anderen durchziehen 
kannst, weil es sonst funken, brummen oder sonstwas würde.

Wie gut dann die galvanische Trennung sein muss, hängt meist von 
Vorschriften ab, in der Medizintechnik mehr als im üblichen Gebrauch, 
meist so 2.5kV bis 4.5kV.

Ein Aufbau mit galvainsicher Trennung ist aufwändiger und teurer, aber 
universeller und flexibler einsetzbar, letztlich als stets die bessere 
Lösung (man kann sie manchmal sogar so bauen, daß man keine extra 
Stromversorgung der Sensorseite braucht, also keinen Nachteil zur 
anderen Lösung hat).

Eine Differenzmessung (Instrumentenverstärker) erlaubt es dem Sensor, 
nicht auf genau demselben Potential zu sitzen, aber nicht um Kilovolt 
woanders, sondern nur um ein paar Volt. Bei mehr geht dann was kaputt 
oder misst zumindest nicht mehr richtig. Ein Differenzverstärker ist 
also nur eine Lösung, wenn der Sensor also doch elektrisch (galvanisch) 
verbunden ist, aber nicht auf demselben Potential sitzt, sondern ein 
paar Volt daneben, z.B. durch Spannungsabfall an Leitungen und 
Bauteilen. Mit Differenzverstärkern verhindert man Brummschleifen (XLR 
Audio) und erlaubt high side Messungen.

Autor: Elli (Gast)
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Also verstehe ich dich richtig, dass die galvanische Trennung in dem 
Fall nicht unbedingt notwendig wäre. In den Preisen der Karten sind 
nämlich schon deutliche Unterschiede zwischen beiden Messkarten zu 
erkennen und meiner Meinung nach wird der kleine Tisch-Versuchsstand 
auch nicht in einer arg verseuchten Gegend liegen. Im Gegenteil, das ist 
alles raltiv kompakt, eben auf einem kleinen Tisch realisiert.

Autor: oszi40 (Gast)
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-Man solle wissen, daß ein PC-Netzteil üblicherweise mit dem 
Schutzleiter verbunden ist.

-Solange die Messpunkte schön isoliert sind wäre "nur" die Massefrage 
der Abschirmung zu untersuchen.

-Da jedoch das störende Umfeld nicht bekannt ist, wird eine Aussage mit 
der Glaskugel ziemlich ungenau.

Autor: Bastler (Gast)
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>Also verstehe ich dich richtig, dass die galvanische Trennung in dem
>Fall nicht unbedingt notwendig wäre.
In welchem Fall nicht notwendig ist?

Wie MaWin schon schrieb kommt es auf deinen Anwendungsfall an. Willst du 
die Temperatur eines toten, spannungslosen Objektes erfassen, sehe ich 
keinen Grund für eine galvanische Trennung. Anders ist es, wenn es eine 
Messung in der Nähe von Hochspannung, lebenden Objekten etc. ist. Da ist 
eine Trennung dann oft vorgeschrieben. Ohne zu wissen wo du messen 
willst ist die Frage nicht zu beantworten.

Autor: Elli (Gast)
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Entschuldigung, das hätte ich angeben sollen. Die Temperatur wird in 
einem Druckbehälter gemessen, jeweils in der Gas- und Flüssigphase. 
Ebenso verhält es sich mit dem Druck, der wird im Dampfraum gemessen. 
Abgesehen von einer Heizung des Behälters (Regelung über eine 
Thyristorschaltung) und eben PC und Messkarten ist keine weitere 
Elektronik geplant.

LG Elli

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Wenn Du das Pech hast das Dein 4...20mA Signal nicht via PC-Netzteil mit 
PE (vulgo Schutzleiter) verbunden werden darf, wirst Du wahrscheinlich 
mit den diff. Verstärker-Karten nicht auskommen.

Der Hersteller Deines Drucktransmitters hat dazu nähere Angaben.

Autor: Bastler (Gast)
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Ohne die Sicherheitsbestimmungen zu kennen:
Sofern das Gas nicht brennbar ist, also CO2 oder N2 sehe ich keinen 
Grund für eine Trennung.
Aber wie gesagt: Von den dort geltenden Bestimmungen habe ich keine 
Ahnung.

Autor: Elli (Gast)
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@Andrew: Ich werde mich mal informieren, denke für den Hinweis 
jedenfalls.
@Bastler: Es handelt sich um Wasser, also nicht brennbar. Es kann 
höchstens sein, dass dem Ganzen Sauerstoff zugegeben wird, was ja aber 
nichts daran ändert.

Autor: oszi40 (Gast)
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Nebenebei wäre noch zu prüfen, welchen störenden Einfluss Deine 
Thyristorschaltung auf die Messwerte hat.

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