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• bei der Inbetriebnahme Kabelbrüche oder Verdrahtungsfehler zu finden,
• die Erst-Kalibrierung der Messvorrichtung zu vereinfachen: ist eine Belastung des Sensors nicht
möglich, kann die Verstärkung der elektrischen Messung durch die bekannte Verstimmung überprüft
werden. Noch weitergehend wäre die Erfassung, wenn der Shunt nicht im Messgerät (hier: Beckhoff
Messklemme) sondern vorne im Sensor bzw. in der Brücke verbaut ist,
• im laufenden Betrieb ohmsche Veränderungen (die Verstärkung/Gain ändern) an Kabeln, Steckern,
Voll/Halb/Viertelbrücke zu detektieren,
• bei der Inbetriebnahme reale Leitungswiderstände zu kompensieren, ohne eine (teure)
Kompensationsleitung legen zu müssen. Dazu wird die ermittelte mit der theoretisch erwarteten
Verstimmung verglichen und ein entsprechender Verstärkungskorrekturfaktor in der PLC oder Klemme
gerechnet (ein technisch besserer Weg in Bezug auf Leitungswiderstände wäre aber die Verwendung
von Kompensationsleitungen, d.h. 3‑Leiter‑Modus bei Viertelbrücke, 5‑Leiter-Modus bei Halbbrücke,
6‑Leiter-Modus bei Vollbrücke).
Ablauf der Shunt-Kalibrierung
1. Bei der Inbetriebnahme den Messwert bei gleichbleibender Last, idealerweise ohne Last notieren.
2. Den Shunt schließen, die Abweichung zum vorherigen Messwert notieren. Es sollte sich ein Signal-
sprung in [mV/V] einstellen die der vorberechneten Höhe entspricht.
3. Im weiteren Anlagenbetrieb kann die Shunt-Kalibrierung regelmäßig wiederholt werden, der Signal-
sprung sollte sich nicht wesentlich ändern – ansonsten haben sich elektrisch relevante Komponenten
unbeabsichtigt verändert.
Theoretisch sollte sich ein Signalsprung nach der Gleichung
für R = 350 Ω und Rs = 100 kΩ in der Höhe von 0,875 mV/V einstellen.
In hochwertiger Fachliteratur (Keil, Hoffmann) und punktuell bei Brücken-Herstellern (Vishay, HBM) finden
sich Formeln und Informationen zum Shunt-Abgleich. Es muss an dieser Stelle aber der Hinweis gegeben
werden, dass die reale Brückenausführung in handelsüblichen Messbrücken/DMS oft über die in einfachen
Standardwerken beschriebenen Grundlagen mit R1...R4 = R hinausgeht. Dies zu wissen ist aber sehr
wichtig, um den Signalsprung [mV/V] bei der Shuntkalibrierung vorausberechnen zu können. Deshalb soll im
Folgenden auf einige Aspekte realer Messbrücken hingewiesen werden. Sie sind als Anregung zu
verstehen, im Bedarfsfall sollte der Anwender, der in diesen Nutzungsbereich vordringt, Detailfragen -
insbesondere mit dem gewählten Brückenhersteller diskutieren.
Input- vs. Output-Impedanz
Professionell hergestellte Messbrücken/Vollbrücken bestehen nicht nur aus den vier Brückenwiderständen
R1, R2, R3, R4, sondern aus einer erheblichen Menge zusätzlicher Widerstände und anderer ausgefuchster
Elemente, um z. B. Temperatur- und Nichtlinearitätseffekte zu kompensieren. Der sog. Nennwiderstand von
120 oder 350 Ω bezieht sich immer auf die Ausgangsimpedanz (Ausgangswiderstand) einer Brücke, also
den Widerstand, den das Messgerät an U
Abb. 14: Messbrücke mit 4 Brückenwiderständen
EL3356-00x0
sieht.
Bridge
Version: 4.6
Produktbeschreibung
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