Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik wie wird Schwingungsaufnehmer mit Strom versorgt?


von Schwinger (Gast)


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Hi, ich habe einen Schwingungssensor von DB-Prüftechnik mit der 
Bezeichnung "VIB 6.135 R". Der hat eine Art BNC-Stecker mit Gewinde. Es 
scheint TNC-Stecker zu heißen. In einer Kiste habe ich auch einen 
Adapter von TNC auf BNC gefunden, den ich am Sensor befestigen und dann 
an das Oszilloskop anschließen kann. Leider zeigt das Oszilloskop nichts 
an, wenn ich den Sensor z.B. auf einen Lautsprecher setze, was 
Schwingungen erzeugt.

Was ich nicht verstehe ist, wie der Sensor mit einer Art 
Versorgungsspannung Energie bekommt.

Was müsste man denn machen, um auch im Oszilloskop  mit dem 
Schwingungssensor ein Messsignal zu bekommen?

von Achim S. (Gast)


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eine öfters genutzte Variante ist die Versorgung mit einem 
Konstantstrom. das Ausgangssignal wird dann als Spannungssignal 
ausgekoppelt, typisch über einen Kondensator.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Integrated_Electronics_Piezo-Electric

vielleicht ist es bei deinem Sensor auch so.

von H. H. (Gast)


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Schwinger schrieb:
> Was ich nicht verstehe ist, wie der Sensor mit einer Art
> Versorgungsspannung Energie bekommt.

Fernspeisung, aka Tonaderspeisung/Phantomspeisung.

von Henrik V. (henrik_v)


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Vermutlich IEPE, ICP versorgung
Also Versorgung mit einer Stromquelle! mit 3-20mA
schau mal ins Datenblatt, welchen Strom der haben will.
Nicht an eine Spannungsquelle anschließen, dann könnte/wird er 
abrauchen.


Stromquelle aus JFET und Widerstand kann schon reichen.

von Martin H. (horo)


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Schwinger schrieb:
> mit der
> Bezeichnung "VIB 6.135 R"

Die Suche nach der Typbezeichnung liefert an erster Stelle einen Link 
auf den Katalog - technische Daten finden sich auf Seite 20-21:
https://www.tbe.cc/download/sensorkatalog/

Industrie-Beschleunigungsaufnehmer für Standardmaschinen (n > 60 min-1)

VIB 6.135 R :Industrie-Beschleunigungsaufnehmer mit Schraubgewinde UNC 
5/16, Hochtemperaturversion

Signalsystem Current Line Drive; 3,5 mA Ruhestrom mit überlagertem 
AC-Signal

Übertragungsfaktor ± 3% 1,0 µA/ms-2 (Referenz: 159 Hz; 25 °C)

Versorgung > 10 mA / 7-18 VDC

: Bearbeitet durch User
von Schwinger (Gast)


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Henrik V. schrieb:
> Also Versorgung mit einer Stromquelle! mit 3-20mA

Nur wie schließt man die Spannungsquelle/Stromquelle an? Man hat ja nur 
zwei Anschlüsse - Signal und Masse an dem BNC-Stecker. Normal kenne ich 
Sensoren mit drei Pins, einen für die Masse, einen für Strom/Spannung 
und einen als Signalausgang. Aber bei zwei Anschlüssen stehe ich auf dem 
Schlauch.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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H. H. schrieb:
> Fernspeisung, aka Tonaderspeisung/Phantomspeisung.

!

von Achim S. (Gast)


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Schwinger schrieb:
> Nur wie schließt man die Spannungsquelle/Stromquelle an?

so wie in den Link oben gezeigt.

von Schwinger (Gast)


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Achim S. schrieb:
> so wie in den Link oben gezeigt.

Den Link habe ich mir angeschaut. Den Sensor von mir habe ich auch 
gefunden, aber keinen Plan, wie man das mit einer Phantomspeisung bzw. 
einer Stromquelle.

von Achim S. (Gast)


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Dann hier der Schaltplan aus dem Link direkt als Kopie. Außen an deinen 
BNC-Anschluss kommt GND. Innen prägst du einen Strom ein (Stromquelle 
musst du "zuliefern") und greifst über den Koppelkondesator die Spannung 
ab.

von Schwinger (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Innen prägst du einen Strom ein

Also berührungslos über Induktion z.B., so wie man ein Smartphone ohne 
Kabel laden kann? Aber das wäre ja dann eine Spannung und kein Strom?

von Schwinger (Gast)


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Es wäre einfacher, wenn die Sensoren z.B. einen 3-poligen M8-Anschluss 
hätten statt eines Koaxkabels. Dann wäre das mit der Versorgungsspannung 
einfacher. Bei Drucktransmittern ist das auch so.

von Achim S. (Gast)


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Schwinger schrieb:
> Also berührungslos über Induktion

Wieso das denn. Nein: du schließt die Stromquelle direkt an den 
Innenleiter an. Und parallel dazu schließt du den Auskoppelkondensator 
an.

Ich hab mal versucht, es dir einfacher aufzumalen. Das "Ofenrohr" in 
meiner Skizze ist das Koaxkabel. Wird es so deutlicher?

von Achim S. (Gast)


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und falls die Frage als nächstes kommt: die Stromquelle ist typisch eine 
Schaltung, die ihrerseits eine Energiequelle braucht. z.B. ein Netzteil 
oder eine 9V Batterie, deren Minuspol auch wieder auf GND liegt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das ist doch hoffnungslos.

von Schwinger (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Wieso das denn. Nein: du schließt die Stromquelle direkt an den
> Innenleiter an.

Das mag ja sein, aber das Problem ist doch, dass man einen Stromteiler 
baut. Ein Teil des Stroms wird in das Oszilloskop fließen, der andere 
Teil in den Schwingungssensor. Aber ich muss doch die Elektronik in dem 
Sensor auch mit Energie versorgen und ein Datensignal generieren. Wieso 
geht das mit nur zwei Leitungen?

von Schwinger (Gast)


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Ich habe das im Schaubild mal versucht zu ergänzen. Es fehlt für  mich 
darin die Verbindung Sensor-Oszilloskop.

von Schwinger (Gast)


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Kann ich  mir einen Kondensator in Reihe wie ein Ausdehnungsgefäß bei 
der Heizung vorstellen? Könnte es so sein, die Stromquelle gibt den 
Vordruck, der Sensor wackelt, dadurch wackelt auch der andere 
Kondensator vor dem Oszi und aus dem Schwingen des in Reihe geschalteten 
Kondensators kann man eine Spannung an das Oszilloskop senden?

von Alfred B. (alfred_b979)


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Der graue Kreis (als Ellipse sichtbar...) bildet nicht nur
den Außenleiter/Schirm des Koax-Kabels, sondern stellt auch
zugleich "außen" bei der TNC Buchse dar.

Rot gestrichelt zur Verdeutlichung der "unsichtbare" Teil
des Innenleiters des Koax.

Und ein Netzteil zur Versorgung eines LM317 aufzutreiben,
sowie, wie man damit eine Stromquelle baut (und nein, laut
Bild fließt der Strom EINZIG durch den Sensor...) überlasse
ich vorerst mal Dir.

(Ich geb' die Hoffnung nicht auf - NOCH nicht. ;-)

von Werauchimmer (Gast)


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Schwinger schrieb:
> aus dem Schwingen des in Reihe geschalteten
> Kondensators kann man eine Spannung an das Oszilloskop senden?

1. Die Versorgungsspannung ist eine Gleichspannung.
2. Der Sensor produziert als Messwert eine Wechselspannung darauf
3. Der Kondensator koppelt diese wieder von der Versorgungsspannung aus.

Grundlagen Kondensator im Gleichspannungs- und im Wechselstromkreis!

von loco (Gast)


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Sinnvollerweise wurde man die Versorgungsspannung mit einer Spule 
bringen. Von welchen Frequenzbereich reden wir ueberhaupt ? 150Hz waer 
schon etwas niedrig fuer das Spulen-Setup. Wenn man mit einer 
Konstantstromquelle Arbeitet, muss die Bandbreite natuerlich 
(kleiner/groesser ?) wie der Bereich sein ? Der Kondenser muss auch eher 
Gross sein, Abhanegig von der Messimpedanz.

von Werner H. (werner45)


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Anmerkung: Eine Stromquelle hat einen sehr hohen Innenwiderstand, der 
wirkt als Arbeitswiderstand für den Sensor.

https://de.wikipedia.org/wiki/Stromschnittstelle

von Dirk B. (dirkb2)


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Schwinger schrieb:
> Aber ich muss doch die Elektronik in dem
> Sensor auch mit Energie versorgen und ein Datensignal generieren. Wieso
> geht das mit nur zwei Leitungen?

Die Elektronik wird über die Stromquelle versorgt.

Der Strom wird von der Quelle Konstant gehalten.
Wenn sich der Widerstand im Gerät ändert, ändert sich die Spannung der 
Quelle (aber nicht der Strom).

von Henrik V. (henrik_v)


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Dank an Martin H  für den Link auf das Datenblatt

Der Sensor ist KEIN IEPE,ICP  Sensor!

So wie ich das Datenblatt lese, wird eine Spannungsquelle angeschlossen 
mit 7-18V die mindestens 10 mA treiben kann. Es stellt sich dann ein 
Ruhestrom von ~3,5 mA ein. Das Signal ist dann eine Änderung des Stromes 
bei einer Sensitivität von 1µA/(m/s²).

Um mit dem Scope etwas sehen zu können braucht es also noch mindestens 
einen Widerstand zum Strommessen in Serie.

Wenn man jetzt <R> = 1 kOhm nimmt, sind es also 3,5V +- 1V (Signal +- 
1km/s²) , da der Sensor mindestens 7 V sehen will, reicht also eine <U> 
= 12 V Spannungsquelle.

 <GND>-<U>-<Sensor>-<Scope>-<R>-<GND>
Edit: Scope misst gegen GND und ist als Messpunkt zu sehen ;)

So interpretiere ich das Datenblatt.
Sinnvollere Messschaltung ist möglich, aber um etwas auf dem Scope zu 
sehen sollte das erstmal funktionieren (Hawkins: Wenn ich mich nicht 
irre..Hi Hi)

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Henrik V. schrieb:
> So wie ich das Datenblatt lese, wird eine Spannungsquelle angeschlossen
> mit 7-18V die mindestens 10 mA treiben kann. Es stellt sich dann ein
> Ruhestrom von ~3,5 mA ein.

Nein.


Nochmals:

Signalsystem Current Line Drive: 3,5 mA Ruhestrom mit überlagertem 
AC-Signal

von Henrik V. (henrik_v)


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OK, nennen wir es BIAS-Strom von 3,5mA und einer STROM-Änderung von 
1µA/(m/s²) :)

Schau nochmal genau in das Datenblatt.

Current line drive kann vieles bedeuten ... es ist defintiv KEIN
CCLD (das erste C für Constant) Beschleunigungssensor der mit konstanten 
Strom betrieben wird.(oder IEPE, ICP, Deltatron, ... wie die Hersteller 
es auch nennen) und bei dem man das Signal dann als Spannung (BIAS + 
Signal) misst.

Ist nicht so üblich, aber gibt es .. nur mal über den Tellerand (bzw ins 
Datenblatt) schauen ;)

: Bearbeitet durch User
von Henrik V. (henrik_v)


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Nochmal ein Hinweis aus einer andern Quelle:
https://www.modalshop.com/industrial-vibration/applications/how-to-calibrate/pruftechnik-cld-calibration
--
Current Line Drive (CLD) accelerometers by Pruftechnik are unique in the 
marketplace because the output sensitivity is scaled in units of AC 
current as opposed to AC voltage.
--

Der Hersteller Prüftechnik hat eine 'eigene' Signalübertragung 
entwickelt. Eine Möglichkeit diesen Sensor am Scope zu testen habe ich 
oben beschrieben.
Dabei ist der Sensor(gehäuse?) jedoch nicht auf Masse .
 Der Typ  "VIB 6.135 R" scheint jedoch auch über das Gehäuse geerdet zu 
sein. Daher müsste man die Strommessung in den 'oberen' Teil verlagern.

: Bearbeitet durch User
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