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1–5 V, 1–6 V, 0–5 V, 0–10 V, 0,5–4,5 V, 0,5–2,5 V
Ein Spannungsausgangssignal ist ein analoges Ausgangssignal, das häufig bei Druck-, Temperatur- und anderen Sensortypen verwendet wird. Im Bereich des Spannungsausgangs gibt es eine Vielzahl von E/A-Optionen, darunter die in der folgenden Tabelle aufgeführten.
Die gebräuchlichsten Spannungsausgangssignale, vor allem wenn der Stromverbrauch nicht im Vordergrund steht, sind 1-5VDC, 1-6VDC und 0-10VDC für industrielle Anwendungen.
Mit der Zunahme von IoT- und IIoT-Projekten, die Sensoren beinhalten, ist die Fähigkeit, mit geringem Stromverbrauch zu arbeiten, von großem Wert, insbesondere für Geräte, die in abgelegenen Gebieten eingesetzt werden, wo häufige Batteriewechsel kostspielig und zeitaufwendig sind.
Um den Anforderungen an einen geringen Stromverbrauch gerecht zu werden, gibt es eine Reihe von Spannungsausgangsoptionen, die von 3V, 3,3V, 3,7V, 5V und 9V Netzteilen und Batterien gespeist werden können. Die Spannungsausgangssignale, die üblicherweise mit diesen Versorgungsspannungen gepaart werden, sind*: Millivolt, 0,5-2,5 VDC nicht-ratiometrisch und 0,5-4,5 VDC ratiometrisch. Die Option 0,5-2,5 VDC wird aufgrund der zunehmenden Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien mit 3 bis 5 VDC immer beliebter.
*Anforderungen an die Erregerspannung siehe Tabelle.
Während das Millivolt-Signal ein ratiometrisches Signal ist, wird der Begriff ratiometrisch meist mit 0,5-4,5 VDC gepaart, was ratiometrisch zu einer regulierten 5 VDC-Erregung ist. Das ratiometrische Ausgangssignal 0,5-4,5 V ist in der Automobil- und Off-Road-Branche weit verbreitet. Bei Fahrzeugen, die mit einer 12-V-Versorgung arbeiten, konnten die Benutzer die Spannung auf 5 V herunterregeln und ein Signal erzeugen, das proportional zur Versorgung ist. Eine Verringerung der Versorgungsspannung um 10 % gegenüber der 5-V-Versorgung bewirkt eine proportionale Verringerung des Ausgangssignals um 10 %. Diese Methode wird immer noch in ähnlichen Anwendungen eingesetzt und wurde auch in industriellen Anwendungen wie Kompressoren und Wasserpumpen verwendet.
| Ausgangssignal |
|---|
| 0-5VDC, Dreileiter |
| 0-10VDC, Dreileiter |
| 1-5VDC, 1-6VDC |
| 0,25 bis 10VDC, 1-10VDC |
| 0,5-4,5VDC, ratiometrisch |
| 0,5-2,5VDC, nicht-ratiometrisch |
| Erregerspannung |
|---|
| 10-28VDC, ungeregelt |
| 15-28VDC, ungeregelt |
| 10-28VDC, ungeregelt |
| 15-28VDC, ungeregelt |
| 5,0VDC, geregelt |
| 3-5VDC, ungeregelt |
3-Draht-Spannungs-Schaltplan
Leitfaden
Für diese Anleitung benötigen wir drei Komponenten: eine Stromversorgung, einen Druckmessumformer von Core Sensors und ein Messgerät oder ein anderes DAQ-System.
1) Stromversorgung – Schließen Sie den positiven (+) Anschluss der Stromversorgung an den +V-Stift oder die +V-Leitung des Messwertaufnehmers an. Schließen Sie den Minuspol (-) des Netzteils sowohl an den Erdungsstift oder -draht (GND) des Messwertaufnehmers als auch an den gemeinsamen Anschluss (COM) des Messgeräts oder der Messeinrichtung an. Bei einem Prüfstandsaufbau wird dies üblicherweise mit einem Bananenstecker (Stecker auf Stecker) für die Verbindung von Netzteil und Messgerät und einer Bananen-/Alligatorenklemme für den Anschluss des Netzteils an den Messwertaufnehmer erreicht.
2) Messgerät oder andere Datenerfassung (DAQ) – Verbinden Sie die Volt-Eingangsklemme des Messgeräts oder DAQ mit dem Signalstift oder der Leitung des Messwertaufnehmers.
Unter bestimmten Umständen kann ein zusätzlicher Stift oder Draht als Gehäusemasse verwendet werden. Diese Verbindung ist für das Ausgangssignal nicht entscheidend, kann aber für die Aufrechterhaltung der aufgeführten Zertifizierungen des Messwertaufnehmers entscheidend sein. Zur Überprüfung der Verdrahtung vor der Installation lesen Sie bitte die Verdrahtungsanleitung von Core Sensors.
Vorteile
- Viele Signalkonfigurationen für eine Vielzahl von Elektronikoptionen, Stromversorgungen und PLCs
- Optionen für geringen Stromverbrauch und niedrige Leistungsaufnahme
- „Live Zero“-Optionen verbessern die Unterstützung bei der Fehlersuche (z. B. keine Stromversorgung oder System-/Sensorausfall)
Benachteiligungen
- Lange Kabelwege können zu Signaldämpfungen/Signalverlusten führen
- Verfügt nicht über die gleiche Störfestigkeit wie der 4-20mA Stromausgang
Gemeinsame Anwendungen
Tankfüllstandsüberwachung – Für Tankfüllstandsanwendungen kann ein Drucksensor mit Spannungsausgang und Schutzart IP-68 mit einem SCADA-System kombiniert werden, um den Kraftstoff- oder Wasserfüllstand ferngesteuert zu überwachen, wenn aufgrund der Batterielebensdauer ein geringer Stromverbrauch erforderlich ist. Die eigensicheren CS12-Tauchdruckmessumformer und CS82-Tauchdruckmessumformer können mit einem ASIC mit geringem Stromverbrauch hergestellt werden, um diese Anwendung zu erfüllen.
Ausrüstung für Ölfelder – Auf abgelegenen Ölfeldern verbrauchen Druck- und Temperatursensoren mit Spannungsausgang weniger Batterielebensdauer, liefern aber genug Signal, um die Medien zu messen und das Signal an die Telemetrieeinheit zu übertragen. Die Daten werden dann zur Analyse und Überwachung an die Cloud gesendet.
IIoT – Industrielle Anwendungen nutzen weiterhin die Vorteile der IoT-Technologie. Fabriken messen den Druck und die Temperaturen von Prüfgeräten sowie Automatisierungsanlagen, um die Effizienz zu maximieren, insbesondere an Orten, an denen es zu kostspielig oder schwierig ist, Strom zu beziehen.
HLK und Kältetechnik – Spannungsausgangssignale sind nach wie vor eine beliebte Option bei HLK/R-OEM- und Serviceinstallationen. Aufgrund der niedrigen Kosten und der einfachen Anwendung können Druck-, Temperatur- und Kombinationsfühler schnell und geräuscharm in die meist kurzen Entfernungen integriert werden, in denen Sensoren in HLK-Automatisierungsanwendungen, wie z. B. in Kesselräumen, eingesetzt werden. Produkte wie der CS10-Industriedruckmessumformer können mit einem Spannungsausgangssignal für Anwendungen mit geringem bis hohem Volumen ausgelegt werden.