mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sensor liefert Strom 4-20mA


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
Autor: Heiko Schmitt (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

ein Drucksensor liefert ein Signal von 4-20mA. Dabei bedeuten 4mA = 0 
bar un 20mA 100bar.

Warum macht man es so, dass die Messung von 0bar einen Wert von 4mA 
liefert und nicht 0mA? Hat das einen speziellen Grund?

Autor: StefG (Gast)
Datum:

Bewertung
4 lesenswert
nicht lesenswert
0 mA heisst Leitungsbruch

Beitrag #5966532 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Rebecca (Gast)
Datum:

Bewertung
-6 lesenswert
nicht lesenswert
Damit man den Sensor leicht an eine 0-10 Volt Schnittstelle anschließen 
kann (500 Ohm Bürde). Und damit der Sensor auch noch an einem 
Optokoppler angeschlossen werden kann. Die ersten 2 Volt (4mA) werden 
schon für die LED Flussspannung benötigt.

Beitrag #5966540 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
7 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko Schmitt schrieb:
> Warum macht man es so, dass die Messung von 0bar einen Wert von 4mA
> liefert und nicht 0mA?

Der Sensor braucht auch Strom zu seiner eigenen Versorgung der 
Elektronik, diese Versorgung aus dem Schleifenstrom der damit nie 0 wird 
spart das eigene Sensornetzteil.

StefG schrieb:
> 0 mA heisst Leitungsbruch

Das auch, also nur Vorteile.

Beitrag #5966542 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Heiko Schmitt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
StefG schrieb:
> 0 mA heisst Leitungsbruch

ok, dass klingt für mich nachvollziehbar.

Rebecca schrieb:
> Und damit der Sensor auch noch an einem
> Optokoppler angeschlossen werden kann

Das verstehe ich leider nicht. Was nützt mir denn bei Analogsignalen ein 
Optokoppler? Bei einem digitalen Signal könnte ich das verstehen, damit 
man dann beide Seiten voneinander trennen kann.

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko Schmitt schrieb:
> Warum macht man es so, dass die Messung von 0bar einen Wert von 4mA
> liefert und nicht 0mA? Hat das einen speziellen Grund?

Damit die Sensorelektronik bei Zweileiteranschluss auch dann Strom 
bekommt, wenn der Messwert 0bar ist.

Autor: Heiko Schmitt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
> Der Sensor braucht auch Strom zu seiner eigenen Versorgung der
> Elektronik, diese Versorgung aus dem Schleifenstrom der damit nie 0 wird
> spart das eigene Sensornetzteil.

Der Drucksensor hat aber zwei separate Anschlüsse für die 
Spannungsversorgung und braucht 24V. Vielleicht trifft das dann halt auf 
andere Sensoren dann zu.

Ist eigentlich ein Stromsignal in einem langen Kabel 
störungsunempfindlicher als ein Spannungssignal?

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko Schmitt (Gast)

>Rebecca schrieb:
>> Und damit der Sensor auch noch an einem
>> Optokoppler angeschlossen werden kann

>Das verstehe ich leider nicht. ...

Ich auch nicht - scheinbar auch nur dummes Geschwätz wie bei den beiden 
MaWins ;-)

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5966553 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5966564 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
> Der Drucksensor hat aber zwei separate Anschlüsse für die
> Spannungsversorgung und braucht 24V.

Das ist bei soetwas banalem wie einen Drucksensor eigentlich 
ungewoehnlich.


> Vielleicht trifft das dann halt auf
> andere Sensoren dann zu.

Man versucht in aller Regler mit den beiden Leitungen auszukommen. Das 
hat viele Gruende, aber ein offensichtlicher ist schonmal das zwei 
Leitungen billiger sind als vier.

> Ist eigentlich ein Stromsignal in einem langen Kabel
> störungsunempfindlicher als ein Spannungssignal?

Ja, vor allem macht es dann nichts wenn auf einer langen Leitung 1-2V 
verloren gehen. Ausserdem verwendet man auch noch gerne 3.8mA und 21.5mA 
um Fehlerzustaende auszugeben.

Olaf

Beitrag #5966573 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Heiko Schmitt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olaf schrieb:
> Ja, vor allem macht es dann nichts wenn auf einer langen Leitung 1-2V
> verloren gehen. Ausserdem verwendet man auch noch gerne 3.8mA und 21.5mA
> um Fehlerzustaende auszugeben.

cool. Da muss ich mal schauen, ob der Drucktransmitter von mir das dann 
auch sogar kann.

Danke für die vielen Antworten :-)

Autor: Sebastian R. (sebastian_r569)
Datum:

Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Olaf schrieb:
> Ja, vor allem macht es dann nichts wenn auf einer langen Leitung 1-2V
> verloren gehen. Ausserdem verwendet man auch noch gerne 3.8mA und 21.5mA
> um Fehlerzustaende auszugeben.

Jop.

Strom hat den Vorteil, dass in einer Reihenschaltung von Widerständen 
der Strom überall gleich ist. Die Leitungslänge hat also keinen Einfluss 
auf den Messwert (solange zusammen mit dem Eingangswiderstand der 
Auswerteeinheit die max. Bürde nicht überschritten wird)

Die 4...20mA nimmt man, damit wie schon erwähnt wurde ein Leiterbruch 
(0mA) erkannt werden kann und bei 2-Leiter-Anwendungen der Transmitter 
noch seine Betriebsspannung erzeugen kann und weiter läuft.

Bei Spannungsausgängen sind 0...10V zwar üblicher, aber oftmals sind 
auch 2...10V auswählbar. Dadurch würde man auch hier bei 0V einen 
Leitungsbruch erkennen können.

Um aus einem Strom-Normsignal ein Spannungs-Normsignal zu machen, 
braucht es einen 500R-Widerstand und schon werden 4...20mA ganze 
2...10V.

Und für Stromschleifen 4...20mA gibt es dann auch noch ein aufgeprägtes 
Kommunikationssignal (HART), über das man parallel digital Werte 
auslesen und einstellen kann.

Autor: Max G. (l0wside) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko Schmitt schrieb:
> Ist eigentlich ein Stromsignal in einem langen Kabel störungsunempfindlicher als
> ein Spannungssignal?

Ja, weil der Spannungsabfall über die lange Leitung automatisch 
kompensiert wird. Gegen eingekoppelte Störungen hilft es aber nicht 
unbedingt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko Schmitt schrieb:
> Ist eigentlich ein Stromsignal in einem langen Kabel
> störungsunempfindlicher als ein Spannungssignal?

Nein, nicht wirklich.

Allerdings werden Sensoren mit Spannungsausgang typischerweise 
wesentlich hochohmiger belastet, und das macht die Leitung dann 
störungsempfindlicher.

Autor: Rainer V. (a_zip)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Liebe Leute, das erinnert mich nun wirklich an einen Faden, den ich 
gerade erst mitgelesen habe. In der industriellen Messtechnik ist ein 
4...20mA Signal seit Erfindung der Dampfmaschine quasi Standart. Die 
Frage warum und ob das "sicher", "sicherer als was" ist, kann nur mit 
einem klaren Ja beantwortet werden!
Also schon wieder so ein armer Mensch, der aus seinem gemütlichen 
Kenntnisumfeld vom Chef in die gräßliche Realität befohlen wurde...mein 
Beileid!
Gruß Rainer

Autor: Dieter W. (dds5)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Rainer V. schrieb:
> quasi Standart

Wohl kaum, eher Standard.


Man sollte aber unbedingt auf den korrekten Anschluss achten.

Wenn man einen 4-Draht Sensor (mit externer Speisung) an einen Eingang 
mit interner Speisung für 2-Draht Sensor klemmt, dann kann durch die 
sich ergebende zu hohe Spannung der Sensor beschädigt werden.

Autor: Walter K. (walter_k488)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jens G. schrieb:
> Heiko Schmitt (Gast)
>
>>Rebecca schrieb:
>>> Und damit der Sensor auch noch an einem
>>> Optokoppler angeschlossen werden kann
>
>>Das verstehe ich leider nicht. ...
>
> Ich auch nicht ...

Naja, es gab aber auch ‘mal 4 - 20mA digital - da waren Optokoppler 
natürlich sinnvoll!

Autor: Rainer V. (a_zip)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Walter K. schrieb:
> Naja, es gab aber auch ‘mal 4 - 20mA digital - da waren Optokoppler
> natürlich sinnvoll!

Ja und es gab auch analoge Optokoppler! Damit hast du die Ströme 
tatsächlich 1:1 analog und getrennt übertragen!
Gruß Rainer

Autor: Harald W. (wilhelms)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Rainer V. schrieb:

> Ja und es gab auch analoge Optokoppler!

Es gab sie nicht nur, sondern nach wie vor arbeiten meisten käuflichen
Optokoppler analog.

Autor: Rainer V. (a_zip)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Harald W. schrieb:
> Es gab sie nicht nur, sondern nach wie vor arbeiten meisten käuflichen
> Optokoppler analog.

Ja, ich habe mich unklar ausgedrückt. Ich meinte "echte" 
Stromübertragung und getrennt. 4-20mA auf 1% genau ist schon nicht so 
trivial...tut aber hier natürlich kaum was zur Sache :-)
Gruß Rainer

Autor: Harald W. (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Rainer V. schrieb:

> Ja, ich habe mich unklar ausgedrückt. Ich meinte "echte"
> Stromübertragung und getrennt. 4-20mA auf 1% genau ist schon nicht so
> trivial

Eigentlich ist bei 4...20mA-Sensoren eine galvanische Trennung
nicht üblich und meist auch unnötig. Es gibt zwar Optokoppler
mit einem zweiten Fototransistor, mit dem über eine Regelschal-
tung die Stromübertragung linearisiert werden kann, aber 1%
Genauigkeit ist da schon schwer erreichbar. Heutzutage ver-
wendet man eher serielle AD-Wandler auf der getrennten Seite
plus Optokoppler, da die Signale meist sowieso digital weiter
verarbeitet werden un die Genauigkeit damit fast beliebig hoch
werden kann.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.