Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 4-20mA PC-Schnittstelle


von Muecke -. (muecke82)


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Hallo,

ich würde gerne einen Induktive Sensoren an meinen PC anschließen :-).

wie bekannt ich mich in der Elektrik nicht wirklich aus, daher Frage ich 
euch jetzt mal nach dem ich nichts im Netz gefunden habe.

mit dem Induktive Sensoren - IM5139 
(https://www.ifm.com/products/at/ds/IM5139.htm) kann ich bis zu 15mm die 
Entfernung Metallener Gegenstände bestimmen, das Ausgangs Signal ist ein 
4 - 20 mA wobei 1,143mA für 1mm steht.

Jetzt ist nur die Frage wie kann ich das an meinem PC anschließen, so 
das ich auch die Genauigkeit des Sensors noch nutzen kann?

Gibt es da eine Karte die ich in den PC Stecken kann und dann die 2 
Kabel einfach anschließen muss? und fertig? oder wie muss ich mir so was 
vorstellen?

Gruß
Mücke


EDIT: was bedeutet es eigentlich wenn jemand zu mir sagt das ein Signal 
bit 16 Bit eingelesen werden kann?
wie muss ich mir das vorstellen? wieviele Nach Komma Stellen sind das 
denn bei  4 - 20 mA?
ich habe nämlich das hier gefunden: 
http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/209884

von Dietrich L. (dietrichl)


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Muecke -- schrieb:
> EDIT: was bedeutet es eigentlich wenn jemand zu mir sagt das ein Signal
> bit 16 Bit eingelesen werden kann?
> wie muss ich mir das vorstellen? wieviele Nach Komma Stellen sind das
> denn bei  4 - 20 mA?

16 Bit hat einen Wertebereich von 0 bis 2^16-1. 20mA dividiert durch den 
max. Wert ergibt die Auflösung.
2^16 = 2 hoch 16

Gruß Dietrich

von Ansgar K. (malefiz)


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Solche Karten wird es geben aber das ist Industriespielzeug da kenn ich 
mich nicht mit aus. Nur bei nem normalen Computerbastelbude wirst du das 
nicht finden.

16 Bit heist das der Sensor den Abstand in ca 65000 teile aufteilen 
kann.
Wenn er also 0-10mm Abstand auflösen kann dann enspricht 1 Bit 0,000152 
mm

von Muecke -. (muecke82)


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Dietrich L. schrieb:
> 16 Bit hat einen Wertebereich von 0 bis 2^16-1. 20mA dividiert durch den
> max. Wert ergibt die Auflösung.
> 2^16 = 2 hoch 16
>
> Gruß Dietrich

Ok damit kann ich genau soviel anfangen :-(
was sagt mir das denn auf das 4-20 mA signal?
entspricht das dann 0,001mA? Auflösung oder 0,01mA oder 0,1mA oder 
1,0mA?
Sorry für die doofe frage ich habe da nur keinerlei Vorstellungen da zu.


Ansgar k. schrieb:
> Solche Karten wird es geben aber das ist Industriespielzeug da kenn ich
> mich nicht mit aus. Nur bei nem normalen Computerbastelbude wirst du das
> nicht finden.
>
dann ist ja gut das ich das nicht in der Bastelstube neben an gefunden 
habe ;-) sondern bei NI :-).
wer führt so was denn noch?


Ansgar k. schrieb:
> 16 Bit heist das der Sensor den Abstand in ca 65000 teile aufteilen
> kann.
> Wenn er also 0-10mm Abstand auflösen kann dann enspricht 1 Bit 0,000152
> mm

Ok das Teil kann 1-15mm auflösen (14mm)
somit entspricht ein Bit = 14mm / 6500 teile = ca. 0,002153mm

was bedeutet das denn nun für mich?

ich habe eine Genauigkeit von 0,01mA bzw. deutlich besser an dem Sensor?

von loller (Gast)


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LOL
Wer lesen kann ist klar im Vorteil:
[quote]
Analogausgang 4...20 mA
(linear, Steigung: 1,143 mA/mm) *)
[/quote]
Also dann noch Rechnen 4mA = 0mm => 5,143mA = 1mm usw. usf. ...

von ge-nka (Gast)


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Muecke -- schrieb:
> was sagt mir das denn auf das 4-20 mA signal?
> entspricht das dann 0,001mA? Auflösung oder 0,01mA oder 0,1mA oder
> 1,0mA?
> Sorry für die doofe frage ich habe da nur keinerlei Vorstellungen da zu.
Muecke -- schrieb:
>Ok das Teil kann 1-15mm auflösen (14mm)
>somit entspricht ein Bit = 14mm / 6500 teile = ca. 0,002153mm

Das bedeutet, dass wenn der Sensor 4mA ausgibt, dann hast du einen 
Abstand von 1mm oder weniger,bei 20mA->15mm Abstand oder mehr.(oder 
Umgekehrt je nach Wirkrichtung deines Sensors)
Alles was zwischen 1 und 15mm liegt, bei 16bit Eingang kann nach der 
folgender Formel berechnet werden:
15-1=14mm
2^16=65536

Auflösung=14/65536=0,000213623 mm/bitwert
16bit_Variable= ist ein Istwert dass du aus der Karte in dein Programm 
einliest, wie man das macht muss du natürlich auch rausfinden.

X(in mm)= 16bit_Variable*Auflösung

von ge-nka (Gast)


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Wenn deine Eingangskarte eine 0-20mA Karte ist, dann werden natürlich 
20% an 4mA verschenkt, mit Möglichkeit des Drahtbruchs-Überwachens.
also:
Drahtbruch 16bit_Variable < (65536*0,2)
Auflösung = 14/(65536*0,8)= 0,000267028 mm/bitwert
X(in mm)= 16bit_Variable*Auflösung

von ge-nka (Gast)


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Je nach Werkstoff sollte man die Korrekturfaktoren bei der Berechnung 
berücksichtigen, laut Datenblatt:
Stahl (St37) = 1 / V2A ca. 0,7 / Ms ca. 0,5 / Al ca. 0,4 / Cu ca. 0,3

von analogio (Gast)


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Hab mal Google bemüht - usb analog i/o - liefert auf der ersten Seite:

8x16bit 4-20mA €253.00
http://buy.advantech.eu/USB-4718-AE/USB-4718-AE/model-USB-4718-AE.htm

16*12bit 10V $108.00 + Gebastel
http://labjack.com/u3/specs

2*10bit 5V $50.00 + etwas mehr Gebastel
http://www.phidgets.com/products.php?category=0&product_id=1011_0

Das zum Auslesen erforderliche Program darfst du selber schreiben.

Bei
Linearitätsfehler     ± 3 %; von IA max
Wiederholgenauigkeit     ± 2 %; von IA max
des Abstandsensors kannst ungefähr abschätzen welche Auflösung dein 
A/D-Wandler braucht.

Hint: 1% sind 100 Teile, 7bit sind 128 Teile

Vemutlich ist ein µC-Board die preiswertere Lösung
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Net-IO_Bausatz_von_Pollin

von Jens M. (Gast)


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Muecke -- schrieb:
> Jetzt ist nur die Frage wie kann ich das an meinem PC anschließen, so
> das ich auch die Genauigkeit des Sensors noch nutzen kann?


Aus dem verlinkten Datenblatt:

Genauigkeit / Abweichungen
Korrekturfaktoren
Stahl (St37) = 1 / V2A ca. 0,7 / Ms ca. 0,5 / Al ca. 0,4 / Cu ca. 0,3

Linearitätsfehler     ± 3 %; von IA max
Wiederholgenauigkeit     ± 2 %; von IA max
Temperaturkoeffizient     ± 10 %; von IA max


Macht worst case (je nach Temperaturschwankung) 15% vom Maxwert, dh 150 
%+ am Anfang.

Das ist jedes Billigvoltmeter mit USB Schnittstelle "übergenau".

Kauf dir eines, häng das Ding da dran, das war's.

Strommessbereich brauchst du auch nicht da man den Spannungsabfall 
bequem über einem Widerstand messen kann.

500 Ohm z.B. ergibt 10Volt bei 20mA.

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