Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
11:31
 

Strom-Spannungs-Wandler (Elektronik)

Hallo zusammen,

ich habe da mal ein "Problem":

Für einen Versuchsaufbau habe ich einen sehr genauen Differenzdrucktransmitter, der mir ein 4-20mA Ausgangssignal liefert.
Um die Daten am PC auszuwerten habe ich mir eine analoge Messkarte (16bit, 250kS/s) bestellt.

Für die Anbindung muss ich ja den Strom durch einen Widerstand in eine Spannung wandeln.
Ich brauche also einen Widerstand mit 500Ohm um auf ein Eingangssignal von 2-10V zu kommen.

Kann mir bitte jemand einen Tipp für einen "Präzisionswiderstand" oder am liebsten ein fertiges Modul nennen, mit dem ich den Sensor an die Karte anschließen kann, ohne basteln zu müssen.

Gruß alex

x y

30.03.2010,
11:40

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

» Ich brauche also einen Widerstand mit 500Ohm

Schalte zwei 1k Widerstände parallel, welche mit 0,1% Toleranz gibts sogar bei Reichelt. Du solltest aber auch den Temperaturkoeffizienten beachten, so dein restliches Equipment überhaupt so genau ist.

Kabelsbauers

30.03.2010,
11:47

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

» Hallo zusammen,
»
» ich habe da mal ein "Problem":
»
» Für einen Versuchsaufbau habe ich einen sehr genauen
» Differenzdrucktransmitter, der mir ein 4-20mA Ausgangssignal liefert.
» Um die Daten am PC auszuwerten habe ich mir eine analoge Messkarte (16bit,
» 250kS/s) bestellt.
»
» Für die Anbindung muss ich ja den Strom durch einen Widerstand in eine
» Spannung wandeln.
» Ich brauche also einen Widerstand mit 500Ohm um auf ein Eingangssignal von
» 2-10V zu kommen.
»
» Kann mir bitte jemand einen Tipp für einen "Präzisionswiderstand" oder am
» liebsten ein fertiges Modul nennen, mit dem ich den Sensor an die Karte
» anschließen kann, ohne basteln zu müssen.
»
» Gruß alex

Moin Alex

Hat die Karte nicht eventuell bereits ein 4-20mA Eingang?
Dann müsstest du dich nicht mehr darum kümmern.
Ein fertiges Modul dafür kenn ich grade nicht.

Gruss Kabelsbauers

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
11:59

@ Kabelsbauers

Strom-Spannungs-Wandler

» Moin Alex
»
» Hat die Karte nicht eventuell bereits ein 4-20mA Eingang?
» Dann müsstest du dich nicht mehr darum kümmern.
» Ein fertiges Modul dafür kenn ich grade nicht.
»
» Gruss Kabelsbauers



Nein leider nicht.

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
12:00

@ x y

Strom-Spannungs-Wandler

» » Ich brauche also einen Widerstand mit 500Ohm
»
» Schalte zwei 1k Widerstände parallel, welche mit 0,1% Toleranz gibts sogar
» bei Reichelt. Du solltest aber auch den Temperaturkoeffizienten beachten,
» so dein restliches Equipment überhaupt so genau ist.

Also der Drucksensor hat bei einem Messbereich von 200Pa eine Genauigkeit von 0,2%

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
30.03.2010,
12:03

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

» Ich brauche also einen Widerstand mit 500Ohm um auf ein Eingangssignal von
» 2-10V zu kommen.

Nöö, ginge auch z.B. ein 470 Ohm und dann die aufgenommenen Spannungen mit 500/470 multiplizieren.

» (16bit, 250kS/s)
Bei DER Auflösung kannst du dir das leisten.

Hast du dir schonmal überlegt, was 1Bit bei 10V und 16Bit Wandler ausmachen?

Da muss man schon sehr viel Erfahrung im Analogschaltungsdesign haben, um nicht durch Rauschen, Brummen, Einstreuung, falsche Masseführung usw auf nutzbare 12 Bit zu "versauen".

Auch 0,1% Widerstände sind da nicht mehr genau genug - aber vermutlich brauchst du die Genauigkeit auch gar nicht?


hws

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
12:09
(editiert von alexisonfire
am 30.03.2010 um 12:14)


@ hws

Strom-Spannungs-Wandler

» » Ich brauche also einen Widerstand mit 500Ohm um auf ein Eingangssignal
» von
» » 2-10V zu kommen.
»
» Nöö, ginge auch z.B. ein 470 Ohm und dann die aufgenommenen Spannungen mit
» 500/470 multiplizieren.
»
» » (16bit, 250kS/s)
» Bei DER Auflösung kannst du dir das leisten.
»
» Hast du dir schonmal überlegt, was 1Bit bei 10V und 16Bit Wandler
» ausmachen?
»
» Da muss man schon sehr viel Erfahrung im Analogschaltungsdesign haben, um
» nicht durch Rauschen, Brummen, Einstreuung, falsche Masseführung usw auf
» nutzbare 12 Bit zu "versauen".
»
» Auch 0,1% Widerstände sind da nicht mehr genau genug - aber vermutlich
» brauchst du die Genauigkeit auch gar nicht?
»
»
» hws


Das Problem ist, dass ich von der Elektronikseite nicht viel Ahnung habe (bin Maschinenbauer).
Der ganze Aufbau misst eben extrem geringe Druckdifferenzen und diese möglichst genau.
Eine 16bit Karte wurde vom Vertrieb des Sensorherstellers empfohlen und hat mich mit Kabel und Anschlussblock 520€ gekostet.

Meine bedenken sind, dass ich mit so einem 08/15-Conrad/Reichelt Widerstand die Genauigkeit versaue.

Da muss es doch fertige Wandler geben.

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
12:25

@ x y

Strom-Spannungs-Wandler

» » Ich brauche also einen Widerstand mit 500Ohm
»
» Schalte zwei 1k Widerstände parallel, welche mit 0,1% Toleranz gibts sogar
» bei Reichelt. Du solltest aber auch den Temperaturkoeffizienten beachten,
» so dein restliches Equipment überhaupt so genau ist.

wieso eigentlich 2 Stück parallel? Wäre es nicht besser einen zu nehmen, da man ja mit zweien wieder mehr Fehlerquellen hat?

Hartwig

30.03.2010,
12:25

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

Hallo,
solche Wandler würdest Du als Module mit Potenzialtrennung evtl. bei Knick (www.knick.de) bekommen. Die sind zwar nicht billig, aber das ist jedenfalls für Inndustrieeinsatz geeignet.
Ansonsten muße Du beim Widerstand bleiben, am besten 0,1%. Meßwiderstände bekommst Du auch bei Farnell, Reichelt, RS-Components, Bürklin etc. Ich denke, daß in Deinem Fall die Temperaturdrift die größte Rolle spielt. (Wie sieht es denn da bei dem Medium aus, dessen Druck Du mißt? Und bei sehr niedrigen Drücken mußt Du eh aufpassen, die Messanordnungen arbeiten manchmal als hervorragende (Körperschall-) Mikrofone!!! Also evtl. Filter (Tiefpass)vorsehen oder den Sensor durch einen mechanischen Tiefpass (Fritte) schützen!
Konstante Fehler durch Toleranzen etc. lassen sich ja - wie HWS schon sagte, im Rechner korrigieren.
Viele Grüße
Hartwig

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
30.03.2010,
12:27

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

» Der ganze Aufbau misst eben extrem geringe Druckdifferenzen und diese
» möglichst genau.
Dann hast du mit 0,2% Genauigkeit einen viel zu groben Sensor genommen.;-)

» Eine 16bit Karte wurde vom Vertrieb des Sensorherstellers empfohlen ...
Und die hat dann keinen 4..20mA Eingang?
16Bit hat eine Auflösung von 0,0015%, also wesentlich genauer (einige Zehnerpotenzen!) als dein Drucksensor.

Und 0,1% Widerstände gibts vermutlich auch bei Conrad / Reichelt. Auf jeden Fall aber z.B. bei Isabellenhütte. Und da gibts auch 0,01% (nur kosten etwas mehr)
Auch 0,1% sind genauer als die 0,2% des Sensors.

Nur - und da wiederhole ich mich - du brauchst nichts so genaues.

"Möglichst genau" ist immer ein schlechter Ansatz. Für einige Hunderttausend Euro bau ich dir was wesentlich genaueres - mit anderem Sensor und anderer Meßwertverarbeitung.
Aber das willst und brauchst du vermutlich nicht.

Beschäftige dich mal mit der NOTWENDIGEN Genauigkeit in deinem Projekt.

» Da muss es doch fertige Wandler geben.

Ja, hätteste aber stattdessen dann kaufen müssen. (andere Meßkarte)

hws

x y

30.03.2010,
12:37

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

» Also der Drucksensor hat bei einem Messbereich von 200Pa eine Genauigkeit
» von 0,2%

Gibts einen Link zum Datenblatt?

Ansonsten gibts Hochpräzisionswiderstände mit bis zu 0,001% von Vishay. Wende dich an deren darauf spezialisierte Distris:

http://www.vishay.com/resistors-discrete/res-tol-less-pt005/sales?locs=Germany

Powertron dürfte dabei erste Wahl sein.


Ein weiteres Problem wird die Rauscharmut der Spannungsquelle sein, aber da kann man evtl durch Mehrfachmessung und Mittelwertbildung einiges rausholen.

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
13:22
(editiert von alexisonfire
am 30.03.2010 um 13:46)


@ hws

Strom-Spannungs-Wandler

» » Der ganze Aufbau misst eben extrem geringe Druckdifferenzen und diese
» » möglichst genau.
» Dann hast du mit 0,2% Genauigkeit einen viel zu groben Sensor genommen.;-)
»
»
» » Eine 16bit Karte wurde vom Vertrieb des Sensorherstellers empfohlen ...
» Und die hat dann keinen 4..20mA Eingang?
» 16Bit hat eine Auflösung von 0,0015%, also wesentlich genauer (einige
» Zehnerpotenzen!) als dein Drucksensor.
»
» Und 0,1% Widerstände gibts vermutlich auch bei Conrad / Reichelt. Auf
» jeden Fall aber z.B. bei Isabellenhütte. Und da gibts auch 0,01% (nur
» kosten etwas mehr)
» Auch 0,1% sind genauer als die 0,2% des Sensors.
»
» Nur - und da wiederhole ich mich - du brauchst nichts so genaues.
»
» "Möglichst genau" ist immer ein schlechter Ansatz. Für einige
» Hunderttausend Euro bau ich dir was wesentlich genaueres - mit anderem
» Sensor und anderer Meßwertverarbeitung.
» Aber das willst und brauchst du vermutlich nicht.
»
» Beschäftige dich mal mit der NOTWENDIGEN Genauigkeit in deinem Projekt.
»
» » Da muss es doch fertige Wandler geben.
»
» Ja, hätteste aber stattdessen dann kaufen müssen. (andere Meßkarte)
»
» hws


Die Vorgabe an die Geanuigkeit ist 0,01mbar = 1Pa
Bei einem Messbereich von 200Pa habe ich mit den 0,2% eine Genauigkeit von 0,4Pa, was also ausreichen ist.

Meinst du ich soll die Karte stornieren und eine andere kaufen oder kann ich sie für mein Vorhaben verwenden?
Hast du eine Empfehlung?

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
13:28

@ x y

Strom-Spannungs-Wandler

» Gibts einen Link zum Datenblatt?

ja das gibts: http://www.bdsensors.de/download/datasheet_ld_301_de_034.pdf

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

30.03.2010,
14:06

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

» Das Problem ist, dass ich von der Elektronikseite nicht viel Ahnung habe
» (bin Maschinenbauer).

Du bewegst ich da schon in einem Genauigkeitsbereich,
wo Beratung durch einen Elektroniker vor Ort sinnvoll
wäre.

» Der ganze Aufbau misst eben extrem geringe Druckdifferenzen und diese
» möglichst genau.

"Möglichst genau" kann höchstens die PTB sagen.
Ansonsten solltest Du Dir vor dem Kaufen von
Teilen überlegen, wie genau Du es benötigst und
die Messkette genau darauf abstimmen.

» Eine 16bit Karte wurde vom Vertrieb des Sensorherstellers empfohlen und
» hat mich mit Kabel und Anschlussblock 520€ gekostet.

Mag sein das mein Denken da veraltet ist, aber an
eine 16 Bit Genauigkeit in einer so störverseuchten
Umgebung wie einem PC kann ich nicht so recht glauben.
Ich würde da einen externen AD-Wandler vorziehen.

» Meine bedenken sind, dass ich mit so einem 08/15-Conrad/Reichelt
» Widerstand die Genauigkeit versaue.

Die "Genauigkeit versauen" wirst Du eher durch einen
ungeeigneten elektronischen Aufbau. Der Widerstand
spielt da nur eine untergeordnete Rolle. Wichtig ist
allerdings der Temperaturkoeffizient des Widerstands,
den Du nach Deinen Anforderungen aussuchen solltest.

» Da muss es doch fertige Wandler geben.

Fertige "Stromspannungswandler" machen wenig Sinn.
Man sucht sich entweder einen Sensor mit Spannungs-
ausgang oder einen AD-Wandler mit Stromeingang.
Wichtig ist dann noch die Überalles-Kalibrierung
der gesamten Messkette. Dann fällt z.B. die Ungenau-
igkeit des Widerstands heraus.
Gruss
Harald

alexisonfire(R)

E-Mail

30.03.2010,
14:10
(editiert von alexisonfire
am 30.03.2010 um 14:19)


@ Harald Wilhelms

Strom-Spannungs-Wandler

ich sehe schon, dass ich mit dem Bestellen der Karte etwas voreilig war und mich zu sehr auf externe Aussagen verlassen habe.

Ich werde Sie zur Sicherheit erst mal stornieren.

edit: Wurde zum Glück noch nicht bestellt.

Kann mir jemand eine für mich geeignete, falls besser externe Lösung empfehlen?

Tobi(R)

30.03.2010,
14:24

@ alexisonfire

Strom-Spannungs-Wandler

» ich sehe schon, dass ich mit dem Bestellen der Karte etwas voreilig war und
» mich zu sehr auf externe Aussagen verlassen habe.
»
» Ich werde Sie zur Sicherheit erst mal stornieren.
»
» Kann mir jemand eine für mich geeignete, falls besser externe Lösung
» empfehlen?

Der LD301 verfügt doch über HART, sollte sich also zb. über die HI311 parametrieren und auslesen lassen.

http://www.smar.de/main_produkte_1210.htm#hi311

Wäre das evtl. nicht der elegantere und kostengünstigere Weg.

Mal nach "HART protokoll" suchen.

Gruss, Tobi(R)