Allgemeine Informationen zu Messumformer
Häufig wird auch für den Messumformer der englische Begriff „Transmitter“ verwendet, man spricht aber auch von Drucktransmitter oder Niveautransmitter. Weitere Bezeichnungen, je nach Anwendungsfall sind wie folgt:
Messwandler: wenn sie am Eingang und Ausgang dieselbe physikalische Größe aufweisen und ohne Hilfsenergie arbeiten, das wäre z. B. ein Stromwandler. Dieser wandelt hohe Wechselströme in kleine handhabbare Wechselströme um.
Messverstärker: wenn sie am Eingang und Ausgang dieselbe physikalische Größe aufweisen, aber mit Hilfsenergie arbeiten.
Messumsetzer: wenn sie in eine andere Signalstruktur umsetzen; dabei können Messsignale eine analoge oder digitale Signalstruktur aufweisen, gegebenenfalls auch unterschiedlich digital sein.
2-Draht-Messumformer: ohne zusätzliche Spannungsversorgung, sind Messumformer betrieben durch den Schleifenstrom. Vorteile eines solchen Messumformers sind z.B. geringe Kosten, geringer Stromverbrauch und bei der Installation sind keine zusätzlichen Stromkabel erforderlich.
4-Draht-Messumformer: mit zusätzlicher Spannungsversorgung haben je nach Anwendungsfall andere Vorteile. Die Messumformer können mit zusätzlichen Eigenschaften ausgestattet sein, z.B. mit Relaisausgänge oder einem integrierten Display. Des Weiteren kann ein 4-Drahtmessumformer mit Gleich- oder Wechselspannung betrieben werden. Ein 2-Drahtmessumformer nur mit Gleichspannung.
Grundlagen zu einer Stromschleife 4-20mA DC
Die 4-20-mA-Schleife ist immer noch Standard in der Prozess- und Regelungstechnik. In der Automatisierungstechnik wird meist ein Strom von 4…20mA DC verwendet. Dieser Strom dient als Prozess-Signal und wird an die entsprechenden Regler bzw. Steuerelemente weitergeleitet.
Dabei hat die Stromschleife eine Reihe von Vorteilen. Die Kabel können sehr lang sein, solange die Schleifenspannung groß genug ist, mindestens 20 mA Strom durch die Leitung zu treiben. Da Stromimpulse unempfindlich gegen allerlei Störquellen im industriellen Umfeld sind, sind auch die Ansprüche an die Leitungsführung relativ unproblematisch. Die Signalleitungen müssen nicht von Stromleitungen getrennt geführt oder abgeschirmt sein. Das macht eine Verkabelung großer Industrieanlagen, bei denen die Sensoren hunderte Meter entfernt sein können, viel einfacher und damit auch kostengünstiger.
Eine Störüberwachung bzw. Fehlererkennung ist durch dieses System automatisch inkludiert. Da im System immer ein Strom fließt. Fließt kein Strom, ist der Messwert nicht „Null“, sondern die Leitung ist unterbrochen oder der Sensor defekt.
Der Messumformer findet zur Auswertung bei folgenden physikalischen Größen seinen Einsatz:
Temperatur; Drehzahl; Drehwinkel; Länge; Druck; Kraft; Dehnung; Durchfluss; Feuchte; Füllstand; elektrische Spannung; elektrische Stromstärke; elektrische Leistung
Als Ausgangssignal wird häufig ein genormtes analoges elektrisches Einheitssignal eingesetzt:
0 … 20 mA - 4 … 20 mA - 0 … 10 V