Vom Sensor zum System

Die Rechner dieser Website in der Reihenfolge der Arbeit: den Sensor auswählen, verdrahten und versorgen, sein Signal verstehen, aufbereiten und digitalisieren, dann ins System bringen und das Ergebnis belegen.

Schritt 1 von 5 · Den Sensor auswählen

Festlegen, was der Sensor aushalten und wie genau er dort sein muss, wo Sie messen: Ex-Kennzeichnung, Schutzart, Prozessanschluss und was eine Genauigkeitsangabe bei Ihrem Messwert bedeutet statt beim Endwert.

Gesamtfehler von DruckmessumformernReferenzgenauigkeit, Temperatureinfluss und Langzeitdrift zum wahrscheinlichen Gesamtfehler für Ihren kalibrierten Bereich kombinieren.Gewinde von Prozessanschlüssen bestimmenAußendurchmesser und Steigung messen und das passende G-, R-, NPT-, metrische, UNF- oder PG-Gewinde finden.Ex-Kennzeichnung entschlüsselnWas eine ATEX-, IECEx- oder NEC-Kennzeichnung bedeutet und ob das Gerät zu Ihrer Zone, Gasgruppe und Zündtemperatur passt.IP-Schutzart entschlüsselnIP-Codes Ziffer für Ziffer erklärt, mit der Prüfung hinter jeder Ziffer und einem Abgleich mit der geforderten Schutzart.Umrechner für Sensor-Genauigkeitsangaben„±(% v. M. + % v. E.)“, Temperaturkoeffizient und Stabilität aus dem Datenblatt als eine Zahl bei Ihrem Messwert, in Einheiten, % vom Messwert und % vom Endwert.

Schritt 2 von 5 · Verdrahten und versorgen

Prüfen, dass am Ende der Leitung genug Spannung ankommt, dass der Leitungswiderstand nicht Teil der Messung wird und dass die Quelle die Last trägt: Schleifenspeisung, Spannungsfall bei Drei- und Vierleiter-Sensoren, RTD-Leitungen, Stromwandlerbürde und Batterielaufzeit.

Speisespannung und Bürde für 4–20 mAPrüfen Sie, ob ein Zweileiter-Messumformer auch beim höchsten Alarmstrom mit Ihrer Bürde und Ihrem Kabel genug Spannung erhält.Rechner für den Spannungsfall der SensorversorgungWie viel von den 24 V an einem Drei- oder Vierleiter-Sensor ankommt und wie weit die gemeinsame 0-V-Ader seinen Spannungsausgang verschiebt.Rechner für die Bürde von StromwandlernLeitung und Messgeräte am Sekundärkreis eines Stromwandlers addieren und mit der Nennbürde vergleichen.Rechner für die BatterielaufzeitWie lange ein batteriebetriebener Sensor hält, der schläft, misst und einmal pro Intervall sendet.Leitungsfehler bei WiderstandsthermometernWie stark der Kabelwiderstand die Anzeige eines PT100 oder PT1000 in 2-, 3- oder 4-Leiter-Schaltung verfälscht.

Widerstandstabelle für Kupferleiter (AWG und mm²)

Schritt 3 von 5 · Das Signal verstehen

Die physikalische Größe in das umrechnen, was der Sensor liefert, und zurück: Widerstand eines RTD oder Thermistors, Thermospannung, Brückenausgang in mV/V, hydrostatischer Druck eines Füllstands, Feuchte- und Schwingungsgrößen, Druckeinheiten.

PT100-/PT1000-RechnerWiderstand und Temperatur von Platin-Widerstandsthermometern nach IEC 60751. Eingabe in beiden Feldern möglich.Thermoelement-RechnerTemperatur und gemessene Thermospannung nach NIST ITS-90, mit Vergleichsstellenkompensation. Eingabe in beiden Feldern möglich.NTC-Thermistor-RechnerBeta-Modell aus Datenblattwerten und Steinhart-Hart aus drei Kalibrierpunkten.Ausgangssignal von WägezellenBrückensignal für eine Wägezelle oder mehrere parallel über einen Klemmenkasten.Rechner für DehnungsmessbrückenAusgangssignal einer Wheatstone-Brücke mit Dehnungsmessstreifen für eine Dehnung, oder die Dehnung zu einem gemessenen Signal. Eingabe in jedem Feld.Druckeinheiten umrechnenGeben Sie einen Wert in einer beliebigen Einheit ein; alle anderen werden aktualisiert.Füllstand-Druck-RechnerHydrostatischer Druck einer Flüssigkeitssäule und der Bereich, auf den ein Füllstandtransmitter kalibriert wird.Taupunkt- und FeuchterechnerTaupunkt, absolute Feuchte und Mischungsverhältnis aus Temperatur und relativer Feuchte, oder umgekehrt.Durchfluss-UmrechnerVolumen- und Massenstrom in allen gängigen Einheiten, und Durchfluss zu Wirkdruck an Blende oder anderem Wirkdruckgeber.SchwingungsumrechnerBeschleunigung, Geschwindigkeit und Weg einer sinusförmigen Schwingung als Spitze, Effektivwert und Spitze-Spitze, mit Bewertungszone.

Schritt 4 von 5 · Aufbereiten und digitalisieren

Das Signal für die Elektronik lesbar machen: Teiler- und Verstärkungswiderstände, der Anti-Aliasing-Filter, ein Strom-Shunt, die ADC-Auflösung in der Messgröße, 4–20-mA-Skalierung und Impulsausgänge gegen den Zählereingang.

4–20-mA-UmrechnerSchleifenstrom in einen Messwert umrechnen und umgekehrt, mit Bewertung nach NAMUR NE 43.Rechner für ImpulsausgängeFrequenz und Auflösung eines Impulsausgangs, aus dem K-Faktor eines Durchflussmessers oder der Strichzahl eines Drehgebers, gegen Ihren Zählereingang.Rechner für ADC-AuflösungWie fein ein A/D-Wandler ein Sensorsignal auflöst, in der Einheit, die Sie messen.Rechner für Anti-Aliasing-RC-FilterEinen RC-Eingangsfilter gegen den ADC prüfen: Grenzfrequenz, Dämpfung bei halber Abtastrate, Einschwingen auf ½ LSB und Verzögerung.Rechner für Instrumentenverstärker-VerstärkungDen Verstärkungswiderstand für einen Brücken- oder Sensorverstärker wählen und prüfen, dass der Ausgang innerhalb der Versorgung bleibt.Rechner für Strom-Shunt-WiderständeSpannung, Verlustleistung und Fehler eines Strom-Shunts, dazu die Verstärkung und Auflösung, die er vor einem ADC braucht.Rechner für NTC-SpannungsteilerDen Vorwiderstand für einen NTC an einem ADC auslegen: Ausgang, Empfindlichkeit, Auflösung pro Code und Eigenerwärmung über Ihren Bereich.

4–20-mA-Skalierungstabellen

Schritt 5 von 5 · Einbinden und belegen

Den Wert in die Steuerung bringen und zeigen, was er wert ist: Modbus-Register in der richtigen Byte-Reihenfolge dekodieren, dann alle Fehler der Kette zu einer Summe addieren, die in einen Bericht passt.

Modbus-Register-DecoderRohe Holding- oder Input-Register in die Zahl umrechnen, die sie tragen, in jeder Byte- und Wortreihenfolge, oder einen Wert in Register.Rechner für den TemperaturmessfehlerDie ganze Messkette in einer Zahl: Toleranzklasse, Verdrahtung oder Vergleichsstelle, Transmitter und Ausgang, als wahrscheinlicher Gesamtfehler und Worst Case.