OMEGA-Messumformer verfügen über drei Haupttypen von elektrischen Ausgängen: Millivolt (mV), Volt (V) und Strom (mA). Für den Anwender ist es wichtig zu wissen, welcher Ausgang für seine Anwendung geeignet ist, um die richtige Auswahl eines Wandlers zu gewährleisten.
Im Folgenden werden die Vor- und Nachteile sowie die Verkabelung von Wandlern mit Millivolt-, Volt- und Stromausgang beschrieben.
WANDLERAUSGÄNGE UND IHRE VERKABELUNGSKONFIGURATIONEN
Wandler mit Millivolt-Ausgang werden in der Regel in Laboranwendungen eingesetzt. Sie sind kostengünstig, klein und benötigen eine geregelte Stromversorgung. Da das Millivolt-Signal sehr schwach ist, ist es auf kurze Entfernungen beschränkt (in der Regel gelten bis zu 200 Fuß als Grenze) und sehr anfällig für elektrische Störungen durch andere elektrische Signale in der Nähe (andere Instrumente, Hochspannungsleitungen usw.). Typische Verkabelungskonfigurationen sind in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1
Wandler mit verstärktem Spannungsausgang werden in der Regel in der Leichtindustrie und in Computerschnittstellensystemen eingesetzt, wo ein Gleichstromsignal mit höherem Pegel erforderlich ist. Aufgrund der integrierten Signalaufbereitung sind sie teurer und größer als Wandler mit Millivolt-Ausgang. Verstärkte Spannungssignale können über mittlere Entfernungen übertragen werden und sind wesentlich unempfindlicher gegenüber elektrischen Störsignalen als Millivolt-Signale. Typische Verkabelungskonfigurationen sind in Abbildung 2 dargestellt.
Ein Wandler erzeugt Millivolt, verstärkte Spannung oder Stromausgang. Ein Transmitter erzeugt nur einen Stromausgang. Auch hier sind die Transmitter aufgrund der integrierten Signalaufbereitung teurer und größer als die Millivolt-Ausgangswandler. Im Gegensatz zu Millivolt- und Spannungsausgangswandlern ist ein Stromsignal immun gegen elektrische Störsignale, was in Fabriken von großem Vorteil ist. Ein Stromsignal kann auch über große Entfernungen übertragen werden. Typische Verkabelungskonfigurationen sind in Abbildung 3 dargestellt.
HANDHABUNG, POSITIONIERUNG UND INSTALLATION VON WANDLERN
Abbildung 2
- A. Membran – Drücken oder berühren Sie die Membran nicht, da Sie dadurch ihre Kalibrierung beschädigen oder verändern könnten, insbesondere bei Modellen mit niedrigem Messbereich.
- B. Anschlüsse und Befestigungselemente – Verwenden Sie Anschlüsse und Befestigungselemente mit geeigneter Druckfestigkeit. Achten Sie auf den richtigen Gewindetyp und die richtige Gewindegröße. Verwenden Sie bei Bedarf Druckbegrenzer, Kapazitätskammern, Dämpfer usw.
- C. Betrieb bei Umgebungstemperaturen – Platzieren Sie den Wandler an einem Ort, an dem er leicht inspiziert und gewartet werden kann. Die Umgebungstemperatur sollte innerhalb der Spezifikationen des Wandlers liegen. Die Auswirkungen des Temperaturkoeffizienten auf die Gesamtgenauigkeit des Wandlers können minimiert werden, je näher die Umgebungstemperatur an 25 °C liegt. Vermeiden Sie Standorte mit übermäßigen Vibrationen.
- D. Installation – Die Installation sollte nur von qualifiziertem Personal durchgeführt werden, das mit den Sicherheitsvorschriften vertraut ist und über Kenntnisse aller branchenüblichen Normen in Bezug auf Drucksysteme verfügt.Die Kalibrierung und/oder der Nullpunkt des Wandlers können sich verschieben, wenn er bei der Installation mit zu hohem Drehmoment angezogen wird. Überprüfen Sie nach der Installation, ob sich der Nullpunkt verschoben hat. Beachten Sie bei der Installation von Wandlern die branchenüblichen Drehmomentangaben für Gewindegröße und Materialtyp.
Abbildung 3 BESTIMMUNG DER ANZAHL DER VON EINER STROMVERSORGUNG ANGESPRICHTEN WANDLER
Von einer Stromversorgung können mehrere Wandler angesprochen werden. Die Anzahl der verwendbaren Wandler wird einfach durch die Stromaufnahme jedes Wandlers und die Stromkapazität der Spannungsversorgung bestimmt. Die Summe der Stromaufnahme der Wandler darf die Gesamtstromkapazität der Spannungsversorgung nicht überschreiten. Wenn Sie beispielsweise 50 Wandler mit einer Stromaufnahme von 13 Milliampere haben, benötigen Sie eine Stromversorgung mit mindestens 650 Milliampere (50 x 13). Es ist auch kein Problem, nur einen Wandler mit einer Stromversorgung mit hoher Stromkapazität zu betreiben.
Abbildung 6. Mehrere Wandler, die an ein Messgerät und einen Schalter angeschlossen sind (Wandler mit integrierten Null- und Spanneinstellungen, gleichen Ausgängen und gleichen Messbereichen)
Abbildung 7. Umwandlung von Strom in Spannung für Messgeräte, die für Spannung ausgelegt sind
ANSCHLUSS EINES WANDLERS AN MEHRERE ANZEIGEGERÄTE, AUFZEICHNUNGSGERÄTE, COMPUTER USW.
Druckwandler, die Milliampere-Signale ausgeben, können in Reihe an mehrere Geräte angeschlossen werden. Da sie Signale über große Entfernungen ohne Störungen übertragen können, ist es einfacher, ein Milliampere-Signalgerät an mehrere Messgeräte anzuschließen. Dieses Diagramm veranschaulicht die korrekte Verkabelung. Einer der großen Vorteile eines Stromsignals ist die einfache Einrichtung eines Mehrfachmesssystems. Die Übertragung über große Entfernungen von Gerät zu Gerät ohne elektrische Störungen erleichtert den Einsatz von Mehrfachmesssystemen. Beispielsweise kann ein Materialprüfzentrum über einen einzigen Kontrollraum für alle verschiedenen Prüflabore verfügen, sodass der Betrieb von einem zentralen Standort aus möglich ist. Die Kalibrierung und Fehlerbehebung von Messgeräten ist in einer Stromschleife mit mehreren Messgeräten einfach. Die einzige Einschränkung für die Anzahl der Messgeräte ist die Spannung der Stromversorgung, die die Stromschleife antreibt. Die erforderliche Mindestspannung wird durch das Ohmsche Gesetz V-IR (Spannung entspricht Strom mal Widerstand) bestimmt. Dies wird in Abbildung 4 dargestellt und erläutert. 
Abbildung 4
WO:
RLINE = Widerstand aufgrund des Kabels
RLOAD = kombinierte Instrumentenwiderstände
VsTRANSDUCER = minimale Versorgungsspannung für den Wandler
Nehmen wir beispielsweise nehmen wir an, Sie haben Folgendes:
- Drucktransmitter (4–20 mA) mit 12–30 VDC Versorgungsspannung
- Panel-Messgerät mit einer Eingangsimpedanz von 10 Ohm
- Schreiber mit einer Eingangsimpedanz von 25 Ohm
- Computer mit einer Eingangsimpedanz von 200 Ohm
- Leitungswiderstand von 5 Ohm.
Abbildung 5 Erforderliche Mindestspannung = (.020). (5 + 10 + 25 + 200) + 12 = 16,8 Volt 24 Volt ist die gängigste Stromversorgung in einer 4-20-mA-Stromschleife. Die Verdrahtung eines Spannungs- oder Millivolt-Signals an mehrere Instrumente ist ebenfalls möglich, jedoch nicht so einfach und bietet nicht die Vorteile einer Stromschleife hinsichtlich Kalibrierung und Fehlerbehebung. Das Spannungs- oder Millivolt-Signal kann parallel an mehrere Instrumente verdrahtet werden, wie in Abbildung 5 dargestellt. Diese Methode setzt eine sehr hohe Eingangsimpedanz in den zu verdrahtenden Instrumenten voraus. Ist dies nicht der Fall, kann stattdessen ein Analogausgang zur Weiterleitung des Signals verwendet werden.
Praxisbeispiel
Wenn Sie den PX409 Milliampere-Ausgangs-Druckmessumformer an das DP400TP Schnellansprechendes Prozessmessgerät anschließen, würden Sie alle Geräte in Reihe schalten. In diesem Fall kann das DP400TP auch als Stromversorgung dienen und die für den Betrieb des PX409 erforderlichen 12 V oder zusätzlich 20 V Gleichstrom liefern.Testen des Systems Das PX409-Gerät kann drahtlos mit einem NFC-Gerät (Near Field Communication) wie einem Mobiltelefon programmiert werden. Das Signal des PX409 kann dann an ein Messgerät der PLATINUM-Serie weitergeleitet werden, bei dem es sich um einen weiteren Typ eines schnell ansprechenden Messgeräts handelt. Alle Messgeräte der PLATINUM-Serie verfügen über USB-Ausgänge, sodass sie direkt an einen Computer angeschlossen werden können.
Nachdem Sie die Installation durchgeführt haben, können Sie es testen, um sicherzustellen, dass es funktioniert. Führen Sie dazu die folgenden drei Schritte aus:
- Üben Sie mit einer Handpumpe Druck auf den Wandler aus.
- Beobachten Sie, ob sich der Druck an allen drei Geräten ändert.
- Vergewissern Sie sich, dass alle drei Geräte die gleiche Druckanzeige zeigen, sobald der Druck stabil und statisch ist.
VERBINDUNG MEHRERER WANDLER MIT EINER ANZEIGE, EINEM AUFZEICHNUNGSGERÄT, EINEM COMPUTER USW.
Bei der Messung mehrerer Drücke wird häufig der Fehler gemacht, mehrere Wandler, ein Schaltgerät und nur ein Panel-Messgerät zu verwenden, um Kosten für mehrere Panel-Messgeräte (oder andere Messgeräte) zu sparen. Das Problem dabei ist, dass jeder Wandler einen eigenen Nullpunkt hat, die Anzeige jedoch nur über eine Nullschraube verfügt. Das Ergebnis ist, dass die Gesamtgenauigkeit auf etwa 3 % steigt, obwohl jeder Drucksensor eine Genauigkeit von 0,5 % aufweist. In den meisten Fällen ist dieser größere Fehler nicht akzeptabel.
Die richtige Methode zur Verwendung mehrerer Messwandler mit einem Anzeigegerät besteht darin, Messwandler mit integrierten Nullpunkt- und Spannenjustierschrauben, derselben Ausgangsleistung (Spannung oder Strom) und demselben Messbereich zu verwenden. Jeder Messwandler wird durch Anlegen eines bekannten Drucks so eingestellt, dass alle Messwandler identische Ausgänge haben. Wenn alle Messwandler identische Ausgänge haben, wird das Messgerät skaliert und ein Schalter kann verwendet werden.
Abbildung 6 Eine weitere Lösung für die Verwendung mehrerer Wandler mit einer Anzeige ist die Verwendung eines Scanners anstelle eines Messgeräts und eines Schalters. Es gibt viele Arten von Scannern. Der Scannertyp, der mit mehreren Druckwandlern funktioniert, muss über eine unabhängige Skalierung für jeden Kanal verfügen.
Einige Scanner verfügen nicht nur über eine unabhängige Skalierung für jeden Kanal, sondern bieten auch unabhängige Strom-, Spannungs- oder Millivolt-Eingänge für jeden Kanal. Mit diesen Scannertypen können Sie Wandler mit unterschiedlichen Ausgängen sowie unterschiedlichen Messbereichen mit demselben Gerät verwenden.
Abbildung 2. Typische Verkabelungskonfiguration für einen Spannungsausgangswandler (-Erregung und -Signal sind gemeinsam)
Abbildung 1. Typische Verkabelungskonfiguration für einen Millivolt-Ausgangswandler
Abbildung 3. Typische Verkabelungskonfiguration für einen Stromausgangswandler
Abbildung 4. Mehrfachinstrument-4-20-mA-Stromschleife (Panel-Messgeräte, Schreiber, Computer usw.)
Erforderliche Mindestspannung = (0,20 Ampere)(R LINE + R LOAD) + Vs TRANSDUCER
Abbildung 5. Mehrere Instrumente, die parallel an einen Spannungsausgangswandler angeschlossen sind
VERWENDUNG EINES MILLIAMPERE-SIGNALS MIT SPANNUNGSEINGANGSINSTRUMENTEN
Die meisten Instrumente sind für den Empfang von Spannung ausgelegt. Eine häufig gestellte Frage ist, wie ein Stromsignal mit für Spannung eingerichteten Instrumenten verwendet werden kann. Dies geschieht ganz einfach durch die Installation eines Widerstands über den Eingangsanschlüssen der Instrumente. Der Wert des Widerstands wird durch das Ohmsche Gesetz (V = IR) bestimmt. Durch die Installation eines 500-Ohm-Widerstands werden beispielsweise 20 mA in 10 Volt umgewandelt (V = IR = 0,020 x 500). Dies ist in Abbildung 7 dargestellt. Die einzige weitere zu berücksichtigende Größe ist die Nullpunktverschiebung. Da die meisten Stromschleifen einen unteren Grenzwert von 4 mA haben, kommt es zu einer Nullpunktverschiebung. Bei Verwendung eines Widerstands mit dem gleichen Wert wie oben werden 4 mA in 2 Volt umgewandelt.
Abbildung 7 R=V/I
Wobei:
R = Größe des Widerstands
V = Gewünschte Spannung
I = Strom
Beispiel:
Um 4-20 mA in 2-10 V umzuwandeln
R = V/I = 10/.02 = 500 Ohm Ein 500-Ohm-Widerstand würde über den (+) und (-) Anschlüssen des Messgeräts installiert werden
Installation des Druckwandlerrohrs
Die Installation des Druckwandlerrohrs erfordert einen Fachmann mit praktischer Erfahrung in der Einrichtung von Drucksensoren. Der Grund für die Wahl eines professionellen Dienstleisters liegt darin, dass eine unsachgemäße Installation zu Flüssigkeitslecks führen kann, die sowohl für Mensch als auch Maschine gefährlich sein können.Die Installationsmethode und die Positionierung des Druckwandlers hängen vom Druckmedium (Flüssigkeit, Gas oder Dampf) und der Ausrichtung der Rohrleitung ab. Die Wahl zwischen einer internen oder externen Druckwandler-Montage hängt ebenfalls von der Konfiguration ab.
- Was ist ein Druckwandler?
- Wie funktionieren Druckmessumformer?
- Drucksensor vs. Druckwandler
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- Häufig gestellte Fragen zu Druckmessumformern
- Selecting a pressure sensor
- So spezifizieren Sie
- Installation eines Druckmessumformers
- Fehlerbehebung
- Auswahl eines Verstärkers
- Auswahl eines Controllers
- ANWENDUNGEN
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Verfasst von: Dan Schultz
Aktualisiert am: 30. Oktober 2025
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Written by: Dan Schultz
Updated on: March 30, 2026