Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wofür genau isolierte AD-Wandler?


von ADAC (Gast)


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Hallo zusammen,

bei der Analyse von verschiedenen Schaltungen kam bei mir genau die 
Frage auf wofür man z.B. 4 vorhandene A/D Wandler auf einer Platine 
isoliert und jedem seine eigene Spannungsversorgung zur Verfügung 
stellt. Was genau bewirkt die Isolation?

Inwiefern spielt das eine Rolle bei der Hochtemperatur Messung mit 
Thermoelementen?

Danke!

von Pandur S. (jetztnicht)


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Wenn man zB nicht garantieren kann dass ein Thermoelement immer 
isoliert, sofern das denn die Sicherheit der Anlage kompromittieren 
wuerde. Man detektiert nicht nur die kleinen Thermospannungen, sondern 
auch das Vorhandensein eines Thermoelementes.
Bei einem isolierten ADC wuerde zumindest kein Strom bei diesem Schluss 
fliessen.

von ADAC (Gast)


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Oder D. schrieb:
> Wenn man zB nicht garantieren kann dass ein Thermoelement immer
> isoliert, sofern das denn die Sicherheit der Anlage kompromittieren
> wuerde. Man detektiert nicht nur die kleinen Thermospannungen, sondern
> auch das Vorhandensein eines Thermoelementes.
> Bei einem isolierten ADC wuerde zumindest kein Strom bei diesem Schluss
> fliessen.


Okay. Vielen Dank!

Jetzt habe ich beispielsweise eine Schaltung mit 3x AD7793 gesehen (DB: 
http://www.analog.com/en/products/analog-to-digital-converters/ad-converters/ad7793.html#product-overview), 
der nicht isoliert war.

Falls kein TE angeschlossen war gibt es wohl einen Full Scale Ausschlag 
den man entsprechend auswerten kann. Bei angestecktem TE wird 
entsprechend die Thermospannung verstärkt und dann durch den Sigma-Delta 
AD umgewandelt. So weit so gut.

Gibt es so etwas wie gängige Praxis in diesem Bereich? Beinflusst die 
nicht vorhandene Isolation Genauigkeitseinbußen, weil evtl. das Ground 
Level (minimal) verschoben wird falls zwei voneinander getrennte TE am 
selben Gerät mit unisolierten AD Wandlern angeklemmt sind?

von Amateur (Gast)


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Wenn Du wirklich genau weist, was Du tust, kannst Du Dir die Isolation 
sparen.
Aber spätestens, wenn verschiedene Sensoren infrage kommen, ist dies 
angebracht.
Da Thermoelemente meist etwas schwach auf der Brust sind, kann ein 
isolierter Anschluss auch nicht schaden.

von ADAC (Gast)


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Amateur schrieb:
> Wenn Du wirklich genau weist, was Du tust, kannst Du Dir die
> Isolation
> sparen.
> Aber spätestens, wenn verschiedene Sensoren infrage kommen, ist dies
> angebracht.
> Da Thermoelemente meist etwas schwach auf der Brust sind, kann ein
> isolierter Anschluss auch nicht schaden.

Okay.
Trägt also zur Stabilität bei.
Tut es dann so etwas wie ein ADUM5401 
(http://www.analog.com/en/products/interface-isolation/isolation/isopower/adum5401.html), 
so dass die Versorgungsspannung isoliert ist oder müssen die 
Datenleitungen am Besten auch isoliert sein?

Dank euch!

von Amateur (Gast)


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Du darfst Isolation nicht mit Isolation verwechseln!
Es gibt die Isolation, meist Kunststoff oder Keramik, die hauptsächlich 
den Anwender schützen soll.
Und es gibt die elektrische Isolation, zweier oder mehrerer Systeme 
voneinander.

Dazu zwei einfache Beispiele:
1. Die Leitungen in Deinem Haushalt sind untereinander isoliert.
   Trotzdem gibt es Verbindungen untereinander.
2. Hinter einem Trenntrafo (230/400V) darfst Du eine nackte Phase
   berühren, ohne das Du einen Herzkasper bekommst. Wohlgemerkt: Eine
   Phase.

Die zweite Art der Isolierung firmiert auch unter dem Namen 
Potentialtrennung.

von ADAC (Gast)


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Amateur schrieb:
> Du darfst Isolation nicht mit Isolation verwechseln!
> Es gibt die Isolation, meist Kunststoff oder Keramik, die hauptsächlich
> den Anwender schützen soll.
> Und es gibt die elektrische Isolation, zweier oder mehrerer Systeme
> voneinander.
>
> Dazu zwei einfache Beispiele:
> 1. Die Leitungen in Deinem Haushalt sind untereinander isoliert.
>    Trotzdem gibt es Verbindungen untereinander.
> 2. Hinter einem Trenntrafo (230/400V) darfst Du eine nackte Phase
>    berühren, ohne das Du einen Herzkasper bekommst. Wohlgemerkt: Eine
>    Phase.
>
> Die zweite Art der Isolierung firmiert auch unter dem Namen
> Potentialtrennung.

Klar. Danke!

Ich meinte Isolation im sinne von elektrische Isolation, 
Potentialtrennung und mich interessiert ob das Auswirkungen auf die 
Genauigkeit bzw. Störung hat.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Typischer Fall sind Stromschleifensignale (0/4-20mA). Man weiss nicht, 
auf welchem Potential die liegen, selbst wenn sie aus der derselben 
24V-Quelle gespeist werden. Es gibt keine gemeinsame Masse (es sei denn, 
man kann sicherstellen, das das Mehrkanal-Messgerät für alle Kanäle 
sozusagen den Endpunkt darstellt, widerspricht aber der Definition der 
Stromschleife. Also: alle Messeingänge galvanisch trennen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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ADAC schrieb:
> bei der Analyse von verschiedenen Schaltungen kam bei mir genau die
> Frage auf wofür man z.B. 4 vorhandene A/D Wandler auf einer Platine
> isoliert und jedem seine eigene Spannungsversorgung zur Verfügung
> stellt. Was genau bewirkt die Isolation?

Ich habe keine Ahnung, worum es dir bei deiner Frage geht, aber die 
Antwort ist eigentlich trivial: man isoliert die einzelnen Meßzweige, 
damit sie isoliert (im Sinne von galvanisch getrennt) sind. Fertig.

Und warum macht man das: weil so die Baugruppe universeller wird. 
Manchmal beziehen sich alle zu messenden Spannungen auf das gleiche 
GND-Potential. Dann braucht man natürlich keine isolierten ADC-Kanäle. 
Andererseits muß man durchaus häufig auch mehrere Spannungen messen, die 
jeweils ihr eigenes Bezugspotential haben. Und dann kann man die 
(voneinander) isolierten ADC-Kanäle problemlos an die jeweiligen 
Spannungen anschließen.

Ganz nebenbei vermeidet man durch die Isolation auch Masseschleifen. Das 
ist jetzt kein Killerfeature, aber es macht das praktische Handling bei 
der Messung weniger anfällig für Schusselfehler.

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