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Hi!

Ich habe hier ein FID-Messgerät(das misst den KOhlenwasserstoffgehalt in der Luft), welches das Mess-Signal über einen 4-20 mA Ausgang zur Verfügung stellt. Ich will das Singal mit einem Schreiber aufzeichnen. Der Schreiber hat einen 0-10 V Eingang.
Meine Frage ist nun: Kann ich nun einfach einen 500 Ohm Widerstand an den Ausgang anschließen und den Spannungsabfall am Widerstand aufzeichnen? Oder hat jemand eine Schaltung parat oder eine Idee?

Grüße,
Zottel

» Hi!
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» Ich habe hier ein FID-Messgerät(das misst den KOhlenwasserstoffgehalt in
» der Luft), welches das Mess-Signal über einen 4-20 mA Ausgang zur
» Verfügung stellt. Ich will das Singal mit einem Schreiber aufzeichnen. Der
» Schreiber hat einen 0-10 V Eingang.
» Meine Frage ist nun: Kann ich nun einfach einen 500 Ohm Widerstand an den
» Ausgang anschließen und den Spannungsabfall am Widerstand aufzeichnen?
» Oder hat jemand eine Schaltung parat oder eine Idee?

Ein Widerstand als Strom/Spannungswandler ist schon
der richtige Weg. Wenn Du allerdings den Nullpunkt
verschieben willst, bzw. einen niedrigeren Widerstand
im Stromkreis haben willst, kannst Du noch zusätzlich
einen OP-Verstärker zwischenschalten.
Gruss
Harald

» Hi!
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» Ich habe hier ein FID-Messgerät(das misst den KOhlenwasserstoffgehalt in
» der Luft)

Oder genauer die brennbaren KWs wie Methan, Ethan etc.

» welches das Mess-Signal über einen 4-20 mA Ausgang zur
» Verfügung stellt. Ich will das Singal mit einem Schreiber aufzeichnen. Der
» Schreiber hat einen 0-10 V Eingang.

Der FID wird mit einer Spannung von mehr als 1 kV betrieben. Die nachgeschaltete Verstärkerschaltung macht daraus dann das Messsignal. Ältere Schaltungen haben das Problem, dass sie nur mit einigen Volt arbeiten. Es kann daher sein, dass die 10V für den schreiber nicht erreicht werden können, da die Schaltung die garnicht liefern kann.
Darüber hinaus hat der Schreiber noch einen Widerstand. Die Spannung über einem Messwiderstand zu messen kann daher problematisch werden. Vor allem wenn es hierbei um quantitative Messungen gehen soll.

Besser ist es über einen 100 oder 200 Ohm Messwiderstand mit nachgeschaltetem OpAmp den Schreiber zu betreiben. der OpAmp sollte einen sehr hochohmigen Eingang haben um den Messwiderstand nicht zu verstimmen.


» Meine Frage ist nun: Kann ich nun einfach einen 500 Ohm Widerstand an den
» Ausgang anschließen und den Spannungsabfall am Widerstand aufzeichnen?
» Oder hat jemand eine Schaltung parat oder eine Idee?

Willst du den FID nur testen ob er funktioniert, also einfach mal ein Chroma aufnehmen oder soll es für eine quantitative Analyse verwendet werden?

Für einen reinen Test könnte der Widerstand reichen, sofern der Schreiber keine Störspannung produziert (Sparks im Chroma) und die Auswerteschaltung des FID die Spannung liefern kann (Peak-Cutting). Die Verstimmung des Messwiderstands ist dabei ja relativ egal.

--
Greez
Kami

-----------------------------------------

Die letzte Stimme, die man hört,
bevor die Welt explodiert,
wird die Stimme eines Experten sein,
der da sagt:
"Das ist technisch unmöglich!"

Peter Ustinov

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» » Ich habe hier ein FID-Messgerät(das misst den KOhlenwasserstoffgehalt
» in
» » der Luft)
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» Oder genauer die brennbaren KWs wie Methan, Ethan etc.
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» » welches das Mess-Signal über einen 4-20 mA Ausgang zur
» » Verfügung stellt. Ich will das Singal mit einem Schreiber aufzeichnen.
» Der
» » Schreiber hat einen 0-10 V Eingang.
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» Der FID wird mit einer Spannung von mehr als 1 kV betrieben. Die
» nachgeschaltete Verstärkerschaltung macht daraus dann das Messsignal.
» Ältere Schaltungen haben das Problem, dass sie nur mit einigen Volt
» arbeiten. Es kann daher sein, dass die 10V für den schreiber nicht
» erreicht werden können, da die Schaltung die garnicht liefern kann.
» Darüber hinaus hat der Schreiber noch einen Widerstand. Die Spannung über
» einem Messwiderstand zu messen kann daher problematisch werden. Vor allem
» wenn es hierbei um quantitative Messungen gehen soll.
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» Besser ist es über einen 100 oder 200 Ohm Messwiderstand mit
» nachgeschaltetem OpAmp den Schreiber zu betreiben. der OpAmp sollte einen
» sehr hochohmigen Eingang haben um den Messwiderstand nicht zu verstimmen.
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» » Meine Frage ist nun: Kann ich nun einfach einen 500 Ohm Widerstand an
» den
» » Ausgang anschließen und den Spannungsabfall am Widerstand aufzeichnen?
» » Oder hat jemand eine Schaltung parat oder eine Idee?
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» Willst du den FID nur testen ob er funktioniert, also einfach mal ein
» Chroma aufnehmen oder soll es für eine quantitative Analyse verwendet
» werden?
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» Für einen reinen Test könnte der Widerstand reichen, sofern der Schreiber
» keine Störspannung produziert (Sparks im Chroma) und die Auswerteschaltung
» des FID die Spannung liefern kann (Peak-Cutting). Die Verstimmung des
» Messwiderstands ist dabei ja relativ egal.

Gibt viele Wege, dass zu erreichen - ein einfacher und genauer: RCV420 von TI/Burr-Brown.

» Hi!
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» Ich habe hier ein FID-Messgerät(das misst den KOhlenwasserstoffgehalt in
» der Luft), welches das Mess-Signal über einen 4-20 mA Ausgang zur
» Verfügung stellt. Ich will das Singal mit einem Schreiber aufzeichnen. Der
» Schreiber hat einen 0-10 V Eingang.
» Meine Frage ist nun: Kann ich nun einfach einen 500 Ohm Widerstand an den
» Ausgang anschließen und den Spannungsabfall am Widerstand aufzeichnen?
» Oder hat jemand eine Schaltung parat oder eine Idee?

Es gibt auch die Grundschaltung ohne Spannungsabfall durch die Stromquelle: Man praegt den Strom direkt ein in den invertierenden Eingang eines Opamp. Der Gegenkopplungswiderstand defininiert dann die Ausgangsspannung als Funktion des Eingangsstromes, sofern der invertierende Eingang auch virtueller GND ist. Dies ist dann der Fall wenn der nichtinvertierende Eingang des Opmap mit GND verbunden ist. Der Opamp muss dualsupply gespiesen werden!

Gruss
Thomas

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» » Ich habe hier ein FID-Messgerät(das misst den KOhlenwasserstoffgehalt
» in
» » der Luft), welches das Mess-Signal über einen 4-20 mA Ausgang zur
» » Verfügung stellt. Ich will das Singal mit einem Schreiber aufzeichnen.
» Der
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» » Meine Frage ist nun: Kann ich nun einfach einen 500 Ohm Widerstand an
» den
» » Ausgang anschließen und den Spannungsabfall am Widerstand aufzeichnen?
» » Oder hat jemand eine Schaltung parat oder eine Idee?
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» Es gibt auch die Grundschaltung ohne Spannungsabfall durch die
» Stromquelle: Man praegt den Strom direkt ein in den invertierenden Eingang
» eines Opamp. Der Gegenkopplungswiderstand defininiert dann die
» Ausgangsspannung als Funktion des Eingangsstromes, sofern der
» invertierende Eingang auch virtueller GND ist. Dies ist dann der Fall
» wenn der nichtinvertierende Eingang des Opmap mit GND verbunden ist. Der
» Opamp muss dualsupply gespiesen werden!
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» Gruss
» Thomas

ohne Spannungsabfall geht auch das nicht, es muss ja ein Widerstand vor den Eingang. Der Spannungsabfall kann allerdings recht gering sein.
Bleibt aber noch die Sache mit dem zu kompensierenden Offset von 4mA. Dazu braucht man weitere Schaltungsteile, u.a. eine zur gewünschten Genauigkeit passende Referenz.

» ohne Spannungsabfall geht auch das nicht, es muss ja ein Widerstand vor
» den Eingang.

Nein, das stimmt nicht. Mann kann direkt mit einer Stromquelle (die ist selbst ein Widerstand...) direkt auf den invertierenden Eingang.

Das Problem ist nur, dass die Zuleitung wegen parasitaeren Effekten so kurz wie moeglich sein sollte, weil dieser Eingang verstaerkungsmaessig sehr empfindlich ist.

» Bleibt aber noch die Sache mit dem zu kompensierenden Offset von 4mA. Dazu
» braucht man weitere Schaltungsteile, u.a. eine zur gewünschten Genauigkeit
» passende Referenz.

Ja aber dieses Problem besteht doch genau so, wenn man den Strom einfach durch einen Widerstand fliessen laesst. In beiden Faellen gibt es einen Spannungsunterschied von einem Faktor 5, der selbe Faktor wie beim Strom 20mA/4mA.

Bei der Opampversion ist es doch ganz einfach die Kompensation am nichtinvertierenden Eingang so vorzunehmen, dass am Ausgang des Opamp bei einem Eingangsstrom von 4 mA eine Ausgangsspannung von 0 Volt entsteht. Der Gegenkopplungswiderstand muss dann so dimensioniert sein, dass es bei 20 mA 10 Volt ergibt.

Sollte doch gehen, oder?

Gruss
Thomas

Hi!

» Der FID wird mit einer Spannung von mehr als 1 kV betrieben.

Ich hab das Uralt-Ding mal aufgemacht, die Saugspannung ist nur 200 V.

Die
» nachgeschaltete Verstärkerschaltung macht daraus dann das Messsignal.
» Ältere Schaltungen haben das Problem, dass sie nur mit einigen Volt
» arbeiten. Es kann daher sein, dass die 10V für den schreiber nicht
» erreicht werden können, da die Schaltung die garnicht liefern kann.

Das wäre im Prinzip kein Problem, der Schreiber kann auch 0-1 V wie ich herausgefunden habe.

» Darüber hinaus hat der Schreiber noch einen Widerstand. Die Spannung über
» einem Messwiderstand zu messen kann daher problematisch werden. Vor allem
» wenn es hierbei um quantitative Messungen gehen soll.
»
» Besser ist es über einen 100 oder 200 Ohm Messwiderstand mit
» nachgeschaltetem OpAmp den Schreiber zu betreiben. der OpAmp sollte einen
» sehr hochohmigen Eingang haben um den Messwiderstand nicht zu verstimmen.

Dazu habe ich mir folgendes überlegt: ein Poti als Referenzspannungsquelle, zwei OPAmps als Impedanzwandler und ein Dritter OPAmp als Subtrahierer.

» Willst du den FID nur testen ob er funktioniert, also einfach mal ein
» Chroma aufnehmen oder soll es für eine quantitative Analyse verwendet
» werden?

Der FID soll ein paar Monate laufen, er hängt an einem Biofilter und soll die KW-Konzentrationen im Rohgas und im Reingas überwachen.

» Für einen reinen Test könnte der Widerstand reichen, sofern der Schreiber
» keine Störspannung produziert (Sparks im Chroma) und die Auswerteschaltung
» des FID die Spannung liefern kann (Peak-Cutting). Die Verstimmung des
» Messwiderstands ist dabei ja relativ egal.

Ich werfe die Geräte morgen mal an und schaue, obs funktioniert...

Grüße,
Zottel

» Bei der Opampversion ist es doch ganz einfach die Kompensation am
» nichtinvertierenden Eingang so vorzunehmen, dass am Ausgang des Opamp bei
» einem Eingangsstrom von 4 mA eine Ausgangsspannung von 0 Volt entsteht.
» Der Gegenkopplungswiderstand muss dann so dimensioniert sein, dass es bei
» 20 mA 10 Volt ergibt.
»
» Sollte doch gehen, oder?

Gehen tut es, aber warum?

Kleine Hintergrundinfo über den FID

Ein FID (Flammen IonisationsDetektor) ist ein Detektor zur Bestimmung von Ionen, die durch Verbrennung entstehen. Eingesetzt wird der Detektor unter anderem in der Gaschromatografie. Die quantitative Auswertung wird anhand der Fläche der Peaks (teilweise auch über Peakhöhe) durchgeführt. Hierbei ist die Basislinie die Referenz.

Die Basislinie selber hängt von der Qualität des Wasserstoffs und der Luft (für die Flamme) sowie dem Trägergas ab. Null ist hier nicht gleich Null. Ferner kommen durch nachgeschaltete Schaltungen noch Verrauschungen dazu. Und die sind der Tod einer genauen Messung.

Da die 4mA nicht die Referenz darstellen, ist es also unnötig die zu korrigieren. Die reine Spannungsumsetzung reicht eigendlich.

--
Greez
Kami

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Die letzte Stimme, die man hört,
bevor die Welt explodiert,
wird die Stimme eines Experten sein,
der da sagt:
"Das ist technisch unmöglich!"

Peter Ustinov

» Das wäre im Prinzip kein Problem, der Schreiber kann auch 0-1 V wie ich
» herausgefunden habe.

Ist eigendlich egal, wenn du eh über einen OpAmp gehst

» Dazu habe ich mir folgendes überlegt: ein Poti als
» Referenzspannungsquelle, zwei OPAmps als Impedanzwandler und ein Dritter
» OPAmp als Subtrahierer.

Die Subtraktion ist eigendlich nicht zwingend nötig.
Du willst ja eh nur eine KW-Summenmessung durchführen und das dann nach Ausschlaghöhe auswerten. Oder soll das ganze noch über eine kleine Trennsäule?

» Der FID soll ein paar Monate laufen, er hängt an einem Biofilter und soll
» die KW-Konzentrationen im Rohgas und im Reingas überwachen.

Dann solltest du einen Kondensator und einen Widerstand parallel zum Schreiber einbauen. Das reduziert das Gezappel durch Rauschen und statistische Gasschwankungen.

Normal wird die Papiergeschwindigkeit erhöht, für eine Langzeitmessung kannste aber auch einen RC Puffer einsetzen.

» Ich werfe die Geräte morgen mal an und schaue, obs funktioniert...

Am besten erstmal in normaler Luft messen für die Basislinie und dann ein bischen Feuerzeuggas dazugeben. Der FID sollte schon die geringsten spuren von Propan anzeigen.

--
Greez
Kami

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Die letzte Stimme, die man hört,
bevor die Welt explodiert,
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der da sagt:
"Das ist technisch unmöglich!"

Peter Ustinov

» Dazu habe ich mir folgendes überlegt: ein Poti als
» Referenzspannungsquelle,

Davon würde ich abraten, da ein Poti an dieser Stelle
die Genauigkeit sehr verschlechtert. Alles, was man
verstellen kann, verstellt sich auch von alleine.
Gruss
Harald

» » Das wäre im Prinzip kein Problem, der Schreiber kann auch 0-1 V wie ich
» » herausgefunden habe.
»
» Ist eigendlich egal, wenn du eh über einen OpAmp gehst

stimmt eigentlich!

» » Dazu habe ich mir folgendes überlegt: ein Poti als
» » Referenzspannungsquelle, zwei OPAmps als Impedanzwandler und ein
» Dritter
» » OPAmp als Subtrahierer.
»
» Die Subtraktion ist eigendlich nicht zwingend nötig.
» Du willst ja eh nur eine KW-Summenmessung durchführen und das dann nach
» Ausschlaghöhe auswerten. Oder soll das ganze noch über eine kleine
» Trennsäule?

Leider hab ich keine GC-Säule, das wäre natürlich sehr schön. Ich mache nur eine Summenmessung, was nicht viel ausmacht, da ich nur einen einzigen Schadstoff zugebe. Da kann ich den FID ziemlich gut kalibrieren.


» Dann solltest du einen Kondensator und einen Widerstand parallel zum
» Schreiber einbauen. Das reduziert das Gezappel durch Rauschen und
» statistische Gasschwankungen.

Das probiere ich gleich mal aus. Ich nehme mal einen 100 nF Folienkondensator.

» » Ich werfe die Geräte morgen mal an und schaue, obs funktioniert...
»
» Am besten erstmal in normaler Luft messen für die Basislinie und dann ein
» bischen Feuerzeuggas dazugeben. Der FID sollte schon die geringsten spuren
» von Propan anzeigen.

Ich habe extra etwas synthetische Luft besorgt, um den Nullpunkt einzustellen. Der Tipp mit dem Feuerzeug funktioniert prächtig! Jetzt muss ich nur noch mit meinem Schadstoff kalibrieren...
Grüße,
Nottel

» » Dazu habe ich mir folgendes überlegt: ein Poti als
» » Referenzspannungsquelle,
»
» Davon würde ich abraten, da ein Poti an dieser Stelle
» die Genauigkeit sehr verschlechtert. Alles, was man
» verstellen kann, verstellt sich auch von alleine.

Hmmm, ich könnte ja auch mit einem Poti den Nullpunkt einstellen, dieses dann Ausmesseun und dann einen passenden Spannungsteiler mit Festwiderständen zusammenpuzzeln? Die sollten dann viel stabiler sein.

Grüße,
Zottel

» » » Dazu habe ich mir folgendes überlegt: ein Poti als
» » » Referenzspannungsquelle,
» »
» » Davon würde ich abraten, da ein Poti an dieser Stelle
» » die Genauigkeit sehr verschlechtert. Alles, was man
» » verstellen kann, verstellt sich auch von alleine.
»
» Hmmm, ich könnte ja auch mit einem Poti den Nullpunkt einstellen, dieses
» dann Ausmesseun und dann einen passenden Spannungsteiler mit
» Festwiderständen zusammenpuzzeln? Die sollten dann viel stabiler sein.

Das hört sich schon besser an. Du könntest das Poti
natürlich auch so dimensionieren, das der Einstell-
bereich nur noch +-1% um den vorer ausgemessenen
Mittelwert beträgt.
Gruss
Harald

» Hmmm, ich könnte ja auch mit einem Poti den Nullpunkt einstellen, dieses
» dann Ausmesseun und dann einen passenden Spannungsteiler mit
» Festwiderständen zusammenpuzzeln? Die sollten dann viel stabiler sein.

Warum willst du überhaupt den Nullpunkt abgleichen?

Nur mal so als Beispiel ....
Der FID soll die Abgasbelastung messen und hat einen abgeglichenen Nullpunkt. Nun passiert es auf einmal, dass eine Laborfee (Putzfrau) mit ihrem Zauberstab (Besen) an einem Kabel hängen bleibt. Das Kabel rutscht aus dem Schreiber und der Schreiber macht eine Null. Das ist aber von der Basislinie nicht zu unterscheiden. Du merkst das nicht und die Messung geht weiter.
Der Filter selbst ist schon seit 3 Wochen voll und macht nichts mehr. Laut Schreiber ist aber immer noch keine Verunreinigung im Abgas.

Das war eigendlich der Hauptgrund, warum es einen Arbeitsnullpunkt gibt.

Schalt am besten einen Messwiderstand an die beiden Ausgänge des FID. Die Spannung vom Messwiderstand dann über einen OpAmp verstärken (20mA = 10V) und damit dann den Schreiber füttern. Die Basislinie wird dann bei 2V sein. Für die Auswertung bleiben dann immernoch 8V. Und wenn etwas mit der Signalleitung des FIDs ist, dann fällt der Schreiber auf 0V und du merkst es dann.

Der Kondi käme parallel zum Messwiderstand. Je größer der ist, um so weniger gezappel gibt es.
(Der Kondi mit dem Strommesswiderstand in dem internen Verstärker des FID einen Tiefpass)

Einfach mal ein paar testen und dann den besten nehmen.

--
Greez
Kami

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Die letzte Stimme, die man hört,
bevor die Welt explodiert,
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der da sagt:
"Das ist technisch unmöglich!"

Peter Ustinov

» Warum willst du überhaupt den Nullpunkt abgleichen?

ich muss die jeweiligen Absolutwerte an Kohlenwasserstoffen kennen, daszu habe ich extra das sündhaft teuere Nullgas zum kalibrieren besorgt

» » Nur mal so als Beispiel ....
» Der FID soll die Abgasbelastung messen und hat einen abgeglichenen
» Nullpunkt. Nun passiert es auf einmal, dass eine Laborfee (Putzfrau) mit
» ihrem Zauberstab (Besen) an einem Kabel hängen bleibt. Das Kabel rutscht
» aus dem Schreiber und der Schreiber macht eine Null. Das ist aber von der
» Basislinie nicht zu unterscheiden. Du merkst das nicht und die Messung
» geht weiter.

An den FID und den Schreiber sollte niemand herankommen, die sind in einem Schaltschrank montiert...

» Der Filter selbst ist schon seit 3 Wochen voll und macht nichts mehr. Laut
» Schreiber ist aber immer noch keine Verunreinigung im Abgas.
»Das war eigendlich der Hauptgrund, warum es einen Arbeitsnullpunkt gibt.

Das ist ein Biofilter, der kann nicht in diesem Sinne "voll" werden, da die Schadstofe dort zu CO2 und H2O abgebaut werden und nicht akkumulieren sollten. Ausserdem messe ich ja beide Werte: Rohgas und Reingas, die Differenz ist die Abbauleistung meines Filters.

» Schalt am besten einen Messwiderstand an die beiden Ausgänge des FID. Die
» Spannung vom Messwiderstand dann über einen OpAmp verstärken (20mA = 10V)
» und damit dann den Schreiber füttern. Die Basislinie wird dann bei 2V
» sein. Für die Auswertung bleiben dann immernoch 8V. Und wenn etwas mit der
» Signalleitung des FIDs ist, dann fällt der Schreiber auf 0V und du merkst
» es dann.

So in etwa habe ich es jetzt laufen, die 2V Offset kann ich durch einen Subtrahierer loswerden. Wenn das ganze läuft, will ich einen PC mit AD-Wandler anschließen, um die Messwerte digital (Mit Zeitstempel) aufzunehmen. Das Programm nimmt auch die Kalibrierdaten auf und rechnet mit das Signal in mg organischem Kohlenstoff pro Kubikmeter um.

» Der Kondi käme parallel zum Messwiderstand. Je größer der ist, um so
» weniger gezappel gibt es.
» (Der Kondi mit dem Strommesswiderstand in dem internen Verstärker des FID
» einen Tiefpass)

Ja, ich habs gerade mit 100 nF probiert, funktioniert prima.

Grüße,
Zottel