INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2024

SENSOR + TEST 2024
DRUCKSENSOREN DER NEUEN GENERATION PUNKTEN MIT
4 .. 20 MA STROMSCHLEIFENAUSGANG
KOMPAKTE MULTITALENTE
Drucksensoren haben sich in vielen
industriellen Anwendungen etabliert.
Als Ausgang hat sich hier vor allem
die 4 .. 20 mA Stromschleife als
stör resistente Schnittstelle zur analogen
Datenübertragung über große Strecken
bewährt. Denn durch das simple,
genormte Interface sind die
Komponenten problemlos
gegen einander austauschbar. Anders
als bei vielen digitalen Protokollen ist
der Konfigurationsaufwand wie auch die
Verkabelung mit nur zwei Adern minimal.
Bei der Übertragung in einer störungsreichen Umgebung
oder über größere Entfernungen erfreut sich die genormte
Zweidraht-Stromschleife daher weiterhin hoher Beliebtheit.
Dient eine Stromquelle als Sender (Grafik), so liefert
diese unabhängig von eventuellen Kabelinnen- oder Kontaktwiderständen
immer den gewünschten Strom. Das bedeutet: die
Signalinformation wird durch die externe Hardwarekonfiguration
nicht beeinflusst. Durch den niederohmigen Empfängereingang
einerseits und durch die Stromquelle mit floatender Masse
andererseits (Parallelschaltung des realen Ausgangswiderstandes
der Stromquelle und des Eingangswiderstandes des Empfängers)
haben im Gegensatz zur Spannungsübertragung elektromagnetische
Störungen keinen größeren Einfluss auf die übertragenen
Stromsignale. Im Prinzipschaltbild geht man beim Sender
davon aus, dass er in Abhängigkeit von einem Messwert den gewünschten
Signalstrom von I Schleife
= 4 .. 20 mA generiert. Als Empfänger
in der SPS dient ein Widerstand R Last
, mit dem Spannungsabfall
V A
, der das Eingangssignal für die SPS darstellt.
Nur wenige OEM-Sensoren zum Auflöten auf PCBs bieten
solch einen unempfindlichen Stromausgang, denn meist ist hier
ein Spannungsausgang mit typischerweise 0,5 .. 4,5 V verbaut,
wie in Bild 02 des Differenzdrucksensors AMS 5812 [1] zu sehen.
Dieser weit verbreitete 0,5 .. 4,5 V–Ausgang, aber auch andere
analoge und sogar pulsweitenmodulierte Ausgänge können mit
wenig Aufwand dank eines Spannung/Strom-Wandler-IC in ein
genormtes 4 .. 20 mA Signal umgewandelt werden.
Bei dem AM462 [2] handelt es sich um einen Spannung/Strom-
Wandler-IC in Form eines mehrstufigen Verstärkers mit einer
Reihe von Zusatz- und Schutzfunktionen. Die Funktionsblöcke
sind einzeln über die entsprechenden Pins zugänglich und können
extern verknüpft oder separat betrieben werden. Eine Beschreibung
inkl. Schaltungsbeispiel finden Sie online unter [6].
Sensor mit 4 .. 20 mA Stromschleife als störfeste Signalübertragung
zur speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS)
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