Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Impedanzproblem an Analogeingang?


von LeFish (Gast)


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Liebe Community!

Ich bitte um Hilfe, da ich am Eingang meiner B&R X20 SPS einen 
Spannungsoffset von 0,15V im unbelasteten Zustand habe. Dadurch ist der 
Sensor unbrauchbar, bis das Signal größer als der Offset ist.

Um folgende Hardware geht es:

Kraftmessdose Megatron KTB82 mit internem Messverstärker.
Datenblatt: 
http://www.megatron.de/produkte/kraftmessdosen/kraftmessdose-serie-ktb82/download/159.html

an

A/D-Wandler B&R X20AI4222
Datenblatt. 
http://www.br-automation.com/downloads_br_productcatalogue/BRP44400000000000000315217/X20AI4222_GER.pdf

Ich glaube, ohne Erfahrung zu haben, dass es sich hierbei um ein 
Impedanzproblem handelt. Die Ausgangsimpedanz der Kraftmessdose scheint 
zu hoch für den Eingang der Wandler-Karte zu sein.

Wenn ich das Multimeter ohne Kraftmessdose parallel an den Eingang hänge 
steigt die Offsetspannung gar auf ca. 7V an!!!
Umgekehrt liefert der Sensor ein einwandfreies Spannungssignal, wenn ich 
ihn ans Multimeter hänge.

Meine Frage nun: Ist die Vermutung richtig? Und was empfehlt ihr mir zur 
Abhilfe?

LG
LeFish

von Kai K. (klaas)


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Hat deine Kraftmeßdose einen Stromausgang??

von TheLeFish .. (thelefish)


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Nein, sie liefert ein kraftproportionales Spannungssignal 0-10V.

Allerdings hätte ich an der SPS noch einige Stromeingänge frei, wenn 
diese Adaptierung leichter wäre.

LG

von Peter R. (pnu)


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Kläre erst eimal, welche Ausfhrung der Dose Du hast: DMS alleine, mit 
Spannungsausgang 0....10V ,mit Stromausgang  4...20mA. Üblicherweise 
sind die per Elektronik hergestellten Ausgänge gut belastungsfähig, 
schließlich sollen sie ohne weitere Hilfen über mehrere Meter Signale 
liefern können.

Dann kläre, welchen Eingang die SPS hat. (Spannungseingang für 0..10V 
oder  Stromeingang für 4...20mA).

Dann taucht die Lösung Deines Problems wohl schon von alleine auf.

von Kai K. (klaas)


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Wie genau hast du die beiden Geräte angeschlossen? (-> Schaltplan!) Hast 
du gesehen, daß es da eine Tara-Funktion gibt?

von TheLeFish .. (thelefish)


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Hi!

Sorry, Schaltplan hab ich jetzt keinen da. Beantwortet das deine Frage 
zufriedenstellend?

KTB82 weiß (Excitation-) an Masse des Netzteils der SPS
KTB82 braun (Excitation+) an +24V am Netzteil der SPS
KTB82 grün (Signal an.) an AI +2U am X20AI4222

AI -2U gebrückt mit Masse an SPS. Das ergibt einen kleinen Brumm, ich 
weiß, aber der macht niemals die 0,15V aus.


Tara Funktion hab ich schon getestet, war auch mein erster Gedanke. 
Funktioniert auch, nur wird halt immer auf 0,15V genullt.

LG

: Bearbeitet durch User
von Kai K. (klaas)


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Hhm, die Excitations sollten schon an eine sehr saubere Spannung 
angeschlossen werden...

>AI -2U gebrückt mit Masse an SPS. Das ergibt einen kleinen Brumm, ich
>weiß, aber der macht niemals die 0,15V aus.

AI -2U würde ich mal mit "Excitation -" an der Kraftmeßdose verbinden. 
Beide Verbindungen sollten verdrillt und abgeschirmt sein.

Scheint mir ein Verbindungsmurks zu sein. Wenn du da einen brumm hast, 
ist definitiv was falsch.

von TheLeFish .. (thelefish)


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Hi!

Nun, die Masse an der SPS ist ja mit Masse am Netzteil verbunden.

KTB82_br-------------------+24V

KTB82_gr-------------------------------------------AI +2U

KTB82_wh--------------------0V
                            |
                       SPS_Masse
                            |----------------------AI -2U



Das mit dem Brumm hab ich aber nicht gemessen... ist nur eine Annahme.

Die Leitungen sind geschirmt, nur an der SPS ein kurzes Stück 
ungeschirmt (geht nicht anders).

An der selben Stelle, wie AI ein Voltmeter gehängt ist kein Offset zu 
messen!

: Bearbeitet durch User
von Kai K. (klaas)


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Hhm, im Datenblatt des Wandlers sind dubiose Widerstände vom Eingang 
nach "+" und "-" zu sehen. Was sollen die da machen? Das könnte an 
Leitungs- und Quellwiderständen einen Offset erzeugen.

: Bearbeitet durch User
von TheLeFish .. (thelefish)


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Eine Information habe ich euch noch vorenthalten und sie ist mir gerade 
eingeschossen.

Ich habe testweise einmal mittels LM317 eine Testspannung an den Eingang 
AI 2 gelegt. Der Ausgangswiderstand der LM317-Schaltung war dabei im 
KOhm-Bereich.

Der Analogeingang hatte dabei keinen nennenswerten Offset. Auch bei 
Parallelschaltung des Voltmeters zur Kontrolle ergab sich keine messbare 
Veränderung.

: Bearbeitet durch User
von asdfasd (Gast)


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Wie lang sind deine Kabel?  Eine zu hochohmige Masse versaut dir, je 
nach Stromverbrauch des Sensors, deinen Nullpegel.

Der ADC hat laut Datenblatt eine Eingangsimpedanz von 20 Megaohm - also 
eher wie ein offenes Kabelende.  Terminier das Signal doch mal etwas 
(z.B. 1-10 kOhm), vielleicht spielt dein Kabel Antenne.

Btw, du hast den Parameter "Zero Balance: 1% FS", also 0.1V, im 
Datenblatt gesehen?

von TheLeFish .. (thelefish)


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Zu lange Kabel sind glaube ich kein Problem. Alle Kabellängen sind 
<2,5m.

Mit Terminierung meinst du "Parallelterminierung" laut 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Wellenwiderstand ?

LG

: Bearbeitet durch User
von TheLeFish .. (thelefish)


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Hallo!

Des Rätsels Lösung war in der tat einen OP-V als Impedanzwandler 
zwischen zu schalten.

Danke an alle, die mitgeholfen haben die Lösung zu finden!

LG
LeFish

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