Um ein Signal zu messen, das über einen Messbereich variiert, der größer ist als der Eingangsbereich eines analogen oder digitalen Eingangs eines Messgeräts, kann ein Spannungsteiler die Spannung des Eingangssignals auf das Niveau senken, das der analoge oder digitale Eingang messen kann.
Ein Spannungsteiler nutzt das Ohmsche Gesetz, das besagt:
SPANNUNG = STROM * WIDERSTAND
Und das Kirkoffsche Spannungsgesetz, das besagt:
Die Summe der Spannungsabfälle in einem Stromkreis entspricht dem Spannungsabfall für den gesamten Stromkreis.
Jede Änderung des Spannungsabfalls für den Stromkreis als Ganzes hat eine proportionale Änderung aller Spannungsabfälle im Stromkreis zur Folge.
Ein Spannungsteiler nutzt die Tatsache, dass die Spannung an einem der Widerstände in einem Stromkreis proportional zur Spannung am Gesamtwiderstand des Stromkreises ist.
Der Trick bei der Verwendung eines Spannungsteilers besteht darin, zwei Widerstände mit den richtigen Proportionen im Verhältnis zum Vollausschlag der analogen oder digitalen Eingänge und der maximalen Signalspannung auszuwählen. Das Phänomen des proportionalen Spannungsabfalls wird oft als Dämpfung bezeichnet. Die Formel für die Dämpfung lautet:
A = R1 + R2/ R2
Die Variable A ist die proportionale Differenz zwischen der maximalen Signalspannung und dem Vollausschlag des analogen Eingangs.
Einfacher Spannungsteiler Einfacher Spannungsteiler
Wenn das Signal zwischen 0 und 20 VDC schwankt und Sie es mit einem Datenerfassungsmodul mit einem analogen Eingang mit einem Vollbereich von 0 bis 10 VDC messen möchten, beträgt die Dämpfung 2:1 oder einfach 2.
Sobald Sie die Dämpfung A bestimmt haben, können Sie den Widerstand R1 berechnen. Wählen Sie zunächst einen Wert für R2 (typischerweise 10 kΩ) und berechnen Sie R1.
R1 = (A - 1) * R2 R1 = (2 - 1) * 10000 R1 = 10000 Ohm
Daher sind R1 und R2 beide 10-kΩ-Widerstände. Informationen zur Verkabelung finden Sie im folgenden Anschlussdiagramm.
WICHTIGER HINWEIS: Die Widerstände R1 und R2 leiten gemäß der Gleichung Strom = Spannung / Widerstand die gesamte Leistung im Teilerschaltkreis ab. Je höher der Wert des Widerstands (R1 + R2) ist, desto weniger Leistung wird vom Teilerschaltkreis abgeführt.
Schreiber Einleitung zu Schreibern