So funktioniert der Rechner für Impulsausgänge
Viele Sensoren melden über Impulse statt über ein Analogsignal. Ein Turbinen-, Ovalrad- oder magnetisch-induktiver Durchflussmesser gibt einen Impuls pro festem Volumen aus, angegeben als K-Faktor in Impulsen pro Liter. Ein Inkrementalgeber gibt eine feste Zahl Impulse pro Umdrehung auf zwei Kanälen A und B aus, um eine Viertelperiode versetzt. Die Steuerung zählt die Impulse oder misst ihre Frequenz.
Der Rechner nennt Impulsfrequenz, Periode, Volumen pro Impuls oder Winkel pro Zählschritt, die Zählrate, der der Zählereingang folgen muss, und die Auflösung einer über eine Torzeit gemessenen Frequenz. Geben Sie die Höchstfrequenz des Zählereingangs ein, um zu prüfen, ob er mitkommt.
Durchflussmesser und K-Faktor
Die Frequenz ist K × Durchfluss. Ein Messgerät mit 100 Impulsen/L bei 30 L/min gibt 50 Hz aus; jeder Impuls sind 10 mL, und ein Zählwerk zählt 100 000 Impulse pro Kubikmeter. Der K-Faktor steht im Kalibrierschein des Geräts und kann sich zwischen Geräten desselben Typs leicht unterscheiden; verwenden Sie den bescheinigten Wert.
Drehgeber und Quadraturauswertung
Ein Drehgeber mit 1024 Impulsen pro Umdrehung bei 3000 min⁻¹ gibt auf jedem Kanal 51,2 kHz aus. Das Zählen der steigenden Flanken von Kanal A ergibt 1024 Zählschritte pro Umdrehung (×1), beide Flanken von A ergeben 2048 (×2), beide Flanken beider Kanäle 4096 (×4) und die Richtung. Der Zähler muss die ausgewertete Zählrate verarbeiten, im Beispiel 204,8 kHz, nicht nur die Frequenz eines Kanals. Mit ×4 ist der Winkel pro Zählschritt 0,088°.
Geben Sie den Weg pro Umdrehung ein, die Steigung einer Spindel oder den Umfang eines Messrads, um lineare Auflösung und Geschwindigkeit zu sehen.
Torzeit und Auflösung
Das Zählen von Impulsen über eine feste Torzeit ergibt die Frequenz auf einen Impuls genau. Die relative Auflösung ist 1 / (f × Torzeit): 2 % für 50 Hz über 1 s, 0,02 % für 5 kHz über 1 s. Bei kleinen Frequenzen liefert eine längere Torzeit oder die Messung der Periode zwischen den Impulsen statt des Zählens ein besseres Ergebnis. Für die Drehzahl aus einem Drehgeber ist die Auflösung 60 / (Zählschritte pro Umdrehung × Torzeit) min⁻¹.
Um einen Zähler- oder Durchflusswert über Modbus in eine Steuerung zu bringen, liest der Modbus-Register-Decoder die Register; der 4–20-mA-Umrechner skaliert einen Analogausgang desselben Geräts.
Häufige Fragen
Warum verliert der Zähler bei hoher Drehzahl Impulse?
Höchstfrequenz des Eingangs, Mindestimpulsbreite und ein Eingangsfilter begrenzen die Zählrate, und eine lange Leitung verschleift die Impulsflanken. Prüfen Sie den Zähler bei der ausgewerteten Zählrate und Ihrer Leitungslänge.
Gegentakt oder offener Kollektor?
Gegentaktausgänge (HTL oder TTL) treiben beide Flanken und arbeiten bei höheren Frequenzen über längere Leitungen. Ein Ausgang mit offenem Kollektor braucht einen Pull-up-Widerstand, und seine steigende Flanke wird mit der Leitungskapazität langsamer. Für lange Leitungen sind differenzielle RS-422-Geberausgänge die robuste Wahl.
Kann ich einen Durchfluss aus einem Zählerstand gewinnen?
Ja, aus der Differenz zweier Zählerstände geteilt durch die Zeit dazwischen. Das ist dieselbe Torzeitmessung mit derselben Auflösung von einem Impuls.