Hürde mit 4-20mA-Erfassung nach Software-Crash

[Lysandros (lys)]

Hallo Forum,

mit einem Nucleo H723ZG erfasse ich ein 4-20mA-Signal von einem 
Wika-A10-Drucksensor, mit zwei Drähten (s.Anhang).
Nach einem Software-Reset/Crash, ist nun die Spannung am dafür 
vorgesehenen externen "Shunt"-Widerstand gleich 0.035 mV, was einem 
Strom von 0.021mA impliziert, also weit außerhalb der Range.
Am Sensor-Stecker kommt die Versorgungsspannung von 24V an.
Was mich wundert, ist dass wenn man den Sensor aussteckt, dann dessen 
Widerstand im MΩ-Bereich liegt...Ist das normal? Verfügen solche 
Sensoren üblicherweise über eine Stromregelung, oder sind die meistens 
rein passiv?
Kann es sein, dass Analog-Eingangskanäle bei dem Nucleo-Board eine 
konfigurierbare Eingangsimpendanz haben und diese jetzt falsch irgendwie 
auf Kurzschluss steht?

Vielen Dank
Grüße

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Lysandros schrieb:
> Widerstand im MΩ-Bereich liegt...Ist das normal? Verfügen solche
> Sensoren üblicherweise über eine Stromregelung, oder sind die meistens
> rein passiv?

Da drin ist ein kompletter aktiver Messverstärker für kapazitive 
Druckmessbrücken und dazu eine aktive Stromregelung, die (nahezu) 
bürdenunabhängig ist. Das ganze wird aus der Stromschleife gespeist.

Es gibt sogar mikrocontrollergesteuerte Messwandler mit 
2-Draht-Anschluss und digitaler Kommunikation (HART) über die 
Stromschleife. Der A10 dürfte aber rein analog sein.

Lysandros schrieb:
> Nach einem Software-Reset/Crash, ist nun die Spannung am dafür
> vorgesehenen externen "Shunt"-Widerstand gleich 0.035 mV,

Sicher, dass du dir nicht durch irgendwas den AD-Wandler zerschossen 
hast?
Gibt es weitere Schutzschaltungen?

Im Einschaltmoment kann der Sensor kurzzeitig etwas mehr Strom fließen 
lassen und 21mA oder 22mA sind übliche Ausgangsströme für Fehlerzustände 
(Überdruck).

Miss die Spannung am Shunt mal mit einem Multimeter oder häng ein 
Multimeter in Reihe zum Sensor.

Ergänzung: Bist du dir sicher, dass du die Zweileiter- und nicht die 
Dreileitervariante hast?

[Lysandros (lys)]

Vielen Dank.
Tatsächlich ist die Spannung am 165-Ohm-Widerstand gleich 0.035V, also 
wird der Strom weit unterhalb von 4mA sein. Der Sensor sollte bei einem 
Absolutdruck von 0bar einen Strom von 4mA generieren...An einem Duplikat 
des μCU messe ich jetzt den Eingangswiderstand. Dieser steigt aber 
kontinuierlich an, also ob sich irgendein Kondensator auflädt :/ Ich 
schaue in das Datenblatt

[Jörg K. (joergk)]

Sensor+ an 24V legen, Sensor- über 100 Ohm auf Masse. Spannungsabfall am 
R messen. Strom OK?
Wenn nicht: Versorgung von Board zum Sensor bei angeschlossenem Sensor 
messen.
Sensor abklemmen, am Board Widerstand nach Masse messen. Bürdewiderstand 
ok?

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Im Einschaltmoment kann der Sensor kurzzeitig etwas mehr Strom fließen
> lassen und 21mA oder 22mA sind übliche Ausgangsströme für Fehlerzustände
> (Überdruck).

Nein, sowas kenn ich nur von mies designten Schrott. Im Einschaltmoment 
sollte der Strom unter 3.6 mA sein bis die analoge Elektronik laeuft 
oder falls es ein Mikrocontroller gibt, bis der laeuft.
Dann sollte der Sensor seine Messung aufnehmen und einen passenden Strom 
ausgeben. Falls der Sensor einen Fehler feststellt darf er 21.5mA oder 
3.8mA ausgeben. Beides sind erlaubte Fehlerzustaende.

Das sollte sich auch einfach an jedem Beliebigen Labornetzteil 
ueberpruefen lassen. So wie ich das hier aber sehe scheint der Sensor 
defekt zu sein.

Vanye

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Lysandros schrieb:
> (s.Anhang)
Gehen die beiden Labels uC_INP und uC_INN tatsächlich direkt an die 
µC-Pins? Das wäre ein wenig naiv. Denn wenn da mal einer "zufällig" 
einen Schlurzkuss in die Sensorleitung bringt, liegen 24V am µC-Pin an. 
Das dürfte das sichere Ende der sicheren Funktion des Pins sein.

Aber man könnte den ADC einfach testen, indem man einen 2k2 Widerstand 
statt des Sensors einsteckt. Dann sollten ca. 10mA fließen und der 
entsprechende Wert angezeigt werden.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Lysandros schrieb im Beitrag #7816008:
> Falls jemand eine Idee hat, wäre ich dankbar.
Nimm zum Mesen des Stromes ein geeignetes Messgerät mit einem geeignetem 
Messbereich statt der allerletzten Stelle deines Netzteils.

[Rainer W. (rawi)]

Sebastian R. schrieb:
> Im Einschaltmoment kann der Sensor kurzzeitig etwas mehr Strom fließen
> lassen und 21mA oder 22mA sind übliche Ausgangsströme für Fehlerzustände
> (Überdruck).

Zwischen 21µA und 21mA liegt ein Faktor 1000.
Der Messwert bedeutet eher, dass der Sensor keinen Strom aufnimmt, 
vielleicht weil er verpolt angeschlossen ist.

[Rainer W. (rawi)]

Lysandros schrieb:
> Nach einem Software-Reset/Crash, ist nun die Spannung am dafür
> vorgesehenen externen "Shunt"-Widerstand gleich 0.035 mV, was einem
> Strom von 0.021mA impliziert

Im Schaltbild gibst du für den Shunt einen Wert von 165 Ohm an. Das 
passt alles nicht zusammen.

[Peter D. (peda)]

Ich fürchte mal auch, Du hast den µC geschossen. Zu den 165Ω hängen nun 
0Ω parallel. Ein Software-Reset/Crash dürfte aber nicht die Ursache 
sein. Eine elektrostatische Entladung wäre möglich.

Ich mache immer Schutzwiderstände (10kΩ) in Reihe zu den Eingängen des 
µC und 100Ω in Reihe zu den Ausgängen.

[Rainer W. (rawi)]

Peter D. schrieb:
> Ich fürchte mal auch, Du hast den µC geschossen.

Wenn bei zwei bekannten Größen (U, R) und einer berechneten (I) das 
ohmsche Gesetz scheinbar verletzt wird, hat das andere Ursachen ;-)

Bei dem angegebenen Spannungsabfall von 0.035 mV über dem Shunt, würde 
ich erstmal die Temperaturen der Anschlussstellen überprüfen 🤣

[Christian (axelf40)]

Leider ist die Überschrift schon falsch, es müsste heißen:

Bürde für 4-20mA Erfassung, nach Hardware-Pfusch.

Man muß dafür sorgen das keine 24V an den MC kommen kann.
Schon beim anschließen liegen 24V an, wenn man den
Pluspol zuerst anschließt. Solange kein Strom fließt liegt
24V am Pin des MC.