Chauvin-Arnoux CAHX0112 Bedienungsanleitung

Marke
Chauvin-Arnoux
Modell
CAHX0112
Typ
Bedienungsanleitung
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Copyright © X03961A00 - Ed. 1 - 05/13
2 Lern-Box
Inbetriebnahme
Glückwunsch!
Sie haben die Lern-Box HX0112 erworben und wir danken Ihnen für
Ihr Vertrauen in die Qualität unserer Produkte.
Das Gerät erfüllt die Sicherheitsnormen DIN EN 61010-1 für elek-
trische Geräte mit einfacher Isolierung.
Um den bestmöglichen Nutzen aus Ihrem Gerät zu ziehen, lesen Sie
diese Bedienungsanleitung und beachten Sie die Sicherheitshinweise.
Nichtbeachtung der Warnungen und der Bedienungshinweise kann zu
Schäden am Gerät und zu Gefahren für den Benutzer führen.
Definition Es handelt sich um eine Lern-Box für die Differenzialoszilloskope
MTX112 mit der sich unterschiedliche Spannungsverläufe darstellen
lassen.
Sicherheitshinweise - Nur für Benutzung in Innenräumen
- Für Umwelt-Verschmutzungsgrad 2
- Für Meereshöhen bis max. 2000 m
- Betriebstemperaturbereich von 0°C bis + 40°C
- Relative Luftfeuchte bis max. 80 % bei + 31°C
Definition der
Messkategorien CAT II: Mess- und Prüfkreise, die direkt an die Benutzeranschlüsse einer
Niederspannungs-Installation angeschlossen sind (Steckdosen oder ähnliche
Anschlüsse).
Beispiele: Messungen am Stromanschluss von Haushaltsgeräten, tragbaren
Elektrowerkzeugen oder ähnlichen Geräten.
CAT III: Mess- und Prüfkreise, die an Stromversorgungskreise in der Nieder-
spannungs-Elektro-Installation eines Gebäudes angeschlossen sind.
Beispiele: Messungen an Verteilerschränken (oder an Zwischenzählern), Trenn-
schaltern, Sicherungen, Verkabelungen und Kabeln, an Stromschienen, Unterver-
teilern, Schaltern, fest installierten Steckdosen, sowie an industriell genutzten Ge
-
räten, Maschinen und ständig an die Installation angeschlossenen Motoren.
CAT IV: Messungen an Quellenstromkreisen in der Niederspannungs-Elektro-
Installation eines Gebäudes.
Beispiele: Messungen an vor der Hauptsicherung oder vor dem Haupttrenn-
schalters des Gebäudes angeschlossenen Systemen.
Vorbereitungen für die
Benutzung
Vor der
Benutzung • Beachten Sie die Umwelt- und die Lagerbedingungen des Geräts.
• Prüfen Sie, ob alle Schutzeinrichtungen und Isolierungen, auch am
Zubehör, in Ordnung sind. Alle Teile mit auch nur teilweise beschä-
digter Isolierung müssen ausgesondert werden.
Eine Farbveränderung der Isolierung deutet bereits auf eine Beschä-
digung hin.
• Stromversorgung: achten Sie auf den einwandfreien Zustand des
mitgelieferten Netzkabels. Die Netzspannung beträgt auf 300 V
max. - CAT II.
• Steckbare Netzkabel dürfen nur durch Netzkabel mit den ent-
sprechenden Eigenschaften ersetzt werden.
• Die Schutzerde des Instruments muss unbedingt mit der Schutzerde
der Netzsteckdose verbunden sein.
Lern-Box IV - 3
Inbetriebnahme (Fortsetzung)
Während der
Benutzung • Achten Sie besonders auf alle Hinweise mit dem Zeichen .
• Benutzen Sie aus Sicherheitsgründen ausschließlich die mit dem
Gerät mitgelieferten oder vom Hersteller zugelassenen Leitungen und
Zubehörteile, die mindestens dieselbe Messkategorie wie das Gerät
aufweisen und die Norm DIN EN 61010-031 erfüllen.
Netzstrom-
versorgung Das Netzteil des Geräts kann an eine Netzspannung von 230 VAC
angeschlossen werden.
Die Netzfrequenz muss zwischen 50 und 60 Hz liegen.
Symbole
am Gerät
ACHTUNG! Gefahr. Wenn dieses Gefahrensymbol in der An-
leitung erscheint, muss der Benutzer die Hinweise aufmerksam
lesen.
Erdungsbuchse
Die CE-Kennzeichnung bedeutet, dass die europäischen Richt-
linien für Niederspannungsgeräte, EMV, RoHS und Elektro-
schrott eingehalten werden.
Klemme mit Chassis-Masse
Reinigung, Pflege Im Inneren des Geräts dürfen keinerlei Eingriffe vorgenommen werden.
- Schalten Sie das Gerät aus, stecken Sie das Netzkabel aus.
- Reinigen Sie das Gerät mit einem feuchten Tuch und etwas Seife.
- Benutzen Sie niemals Scheuermittel oder Lösungsmittel.
- Trocknen Sie das Gerät mit einem Tuch oder durch Anblasen mit
warmer Luft mit max. 80 °C.
Wartung, messtech-
nische Überprüfung Im Gerät befinden sich keine durch den Benutzer zu ersetzende Teile.
Jeder Eingriff darf nur durch fachkundige und dafür zugelassene Per-
sonen erfolgen.
Für Nachkalibrierungen nehmen Sie mit Ihrem zuständigen Chauvin-
Arnoux-Händler oder der Chauvin-Arnoux-Tochtergesellschaft Kontakt
auf. Dort wird man Sie beraten.
Kontaktadressen auf unserer Website:
http ://www.chauvin-arnoux.com oder telefonisch:
+33 1 44 85 44 85 (Chauvin Arnoux, Paris)
+49 7851 99 26-0 (Chauvin Arnoux, Deutschland)
+43 1 6161 961-0 (Chauvin Arnoux, Österreich)
+41 44 727 7555 (Chauvin Arnoux, Schweiz)
IV - 4 Lern-Box
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX«
Lern-Box HX0112 Die Aufgabe des Netzteils eines elektronischen Geräts ist die Umwandlung des
sinusförmigen Wechselstroms (AC) des elektrischen Netzes (230 Veff, 50 Hz)
in eine gegenüber dem Bezugspotential der »Erde« positive oder negative
Gleichspannung (DC).
Die Lern-Box HX0112 muss mit einer Netz-Wechselspannung von 230 Veff
±10%, 50 Hz, versorgt werden. Die Leistungsaufnahme der HX0112-Box liegt
unter 2 W (typisch 1 W bei 230 Veff 50 Hz).
Die Netzstromversorgung muss zwingend über einen dreiadrigen Netzan-
schluss mit den folgenden Leitern erfolgen:
Phasenleiter (brauner Leiter)
Neutralleiter (blau)
Schutzerde (grün/gelb)
Ansicht der
Frontplatte
Beschriftung
Lern-Box IV - 5
Untersuchung der in einem AC/DC-Netzteil vorhandenen
Signale mit der Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX«
Die Umwandlung des Wechselstroms (AC) in einen Gleichstrom (DC) in
einem Netzteil erfolgt in den folgenden Schritten:
1) Schutzfunktion Die Primärwicklung des Transformators ist gegenüber dem Netz mit einer in
den Phasenleiter eingefügten Schmelzsicherung abgesichert.
2) Galvanische
Trennung und
Umwandlung
Die Netzspannung (230 Veff ± 10 %, 50 Hz) wird durch einen 50 Hz-Trans-
formator in eine sinusförmige Spannung geringerer Amplitude umgewandelt.
Die Sekundärwicklung des Transformators ist gegenüber der Primärwick-
lung isoliert, d.h. galvanisch von ihr getrennt, und die Energieübertragung
vom Primärkreis zum Sekundärkreis erfolgt ausschließlich über ein magne-
tisches Feld:
• Die Primärwicklung ist an das 230 V, 50 Hz-Netz der öffentlichen
Stromversorgung angeschlossen.
• Die Sekundärwicklungen erzeugen Wechselströme gleicher Fre-
quenz, jedoch mit niedrigerer Spannung.
3) Gleichrichtung
und Filterung Um die Wechselspannung des Sekundärkreises des Transformators in eine
Gleichspannung umzuwandeln, verwendet man für diesen Schritt Gleich-
richterdioden und Filterkondensatoren.
4) Regelung Die im gleichgerichteten und gefilterten Signal noch vorhandene Restwellig-
keit wird durch die Regelung unterdrückt, um zwei Gleichspannungen mit
+5 V und mit -5 V zu erhalten.
5) Signalerzeugung Die beiden geregelten Spannungen ± 5 V versorgen die Logik- und Analog-
Schaltkreise der Lern-Box HX0112 und erzeugen die drei Ausgangs-Signale
S1, S2 und S3.
Beobachtung der an der Lern-Box HX0112 verfügbaren Signale:
Mit dem Differenzialoszilloskop können wir die bei der Umwandlung der
Netz-Wechselspannung von 230 V, 50 Hz, in die beiden Gleichspannungen
von + 5 V und - 5 V auftretenden Signale beobachten und messen.
Die beiden ± 5 V-Spannungen dienen zur Stromversorgung der Elektronik in
der Lern-Box HX0112 sowie zur Erzeugung der Ausgangssignale S1, S2
und S3.
Mit dem Oszilloskop lassen sich die folgenden Differenz-Signale anzeigen
und messen:
• Differenz-Signal zwischen Phase und Neutralleiter
• Differenz-Signal zwischen Phase und Erde
• Differenz-Signal zwischen Neutralleiter und Erde
• Differenz-Signal an den Sekundärwicklungen des Netztransformators
• Differenz-Signal an den Ein-/Ausgängen der Gleichrichterdioden
• Gleichgerichtetes und gefiltertes Differenz-Signal
* Das MTX112 ist ein Oszilloskop mit 2 Differenz-Kanälen, d.h. von den oben
genannten 6 Differenz-Signalen lassen sich jeweils zwei gleichzeitig anzei-
gen und messen.
IV - 6 Lern-Box
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX«
1. Phase- und
Neutralleiter-
Signal des
Stromnetzes
230 VAC 50 Hz
Im Differenzialkanal CH1 wird das zwischen Phase (Eingang CH1+) und Erde
(Eingang CH1-) anliegende Signal unserer Netzstromversorgung abgebildet.
Es handelt sich um ein Sinussignal mit einer Frequenz von 50 Hz, einer Perio-
dendauer von 20 ms und einer Spitze-Spitze-Amplitude von 642 Vss, was
einer Effektivspannung von 227 Veff entspricht.
* Die zwischen
Phase und Neutral-
leiter anliegende
Netzspannung wird
an die Primärwick-
lung des Netztrans-
formators ange-
schlossen
In Kanal CH2 sieht
man das zwischen
Neutralleiter und
Erde anliegende
Signal: seine Fre-
quenz beträgt eben-
falls 50 Hz, die Peri-
odendauer 20 ms,
die Spitze-Spitze-
Amplitude 4,88 Vss
* Die Vertikalem-
pfindlichkeit ist in
Kanal CH1 auf
100V/div und in
Kanal CH2 auf
1V/div eingestellt,
jeweils mit AC-
Kopplung
Im Differenzialkanal
CH1 wird das zwi-
schen Phase (Buch-
se CH1+) und Erde
(Buchse CH1-) an-
liegende Signal
unserer Netzstrom-
versorgung abge-
bildet. Es handelt
sich um ein Sinus-
signal mit einer Fre-
quenz von 50 Hz,
einer Perioden-
dauer von 20 ms
und einer Spitze-
Spitze-Amplitude
von 642 Vss, was
einer Effektivspan-
nung von 227 Veff
entspricht.
Lern-Box IV - 7
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX« (Fortsetzung)
* Die Vertikalem-
pfindlichkeit ist in
Kanal CH1 auf
100V/div eingestellt
und getriggert wird
mit Kanal CH1.
Im Differenzialkanal
CH1 wird das zwi-
schen Phase und
Neutralleiter an-
liegende Signal
unserer Netzstrom-
versorgung abge-
bildet.
Es handelt sich um
ein Sinussignal mit
50 Hz, einer Peri-
odendauer von
20 ms und einer
Spitze-Spitze-
Amplitude von
642 Vss, was einer
Effektivspannung
von 227 Veff
entspricht.
IV - 8 Lern-Box
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX« (Fortsetzung)
2. Transformation,
Isolation Der Netztransformator in der Lern-Box hat zwei Sekundärwicklungen, die
jeweils eine zur Netzspannung an der Primärwicklung phasengleiche und
eine zu ihr gegenphasige transformierte Spannung abgeben.
Das folgende Bild zeigt die an der Primär- (Kanal CH1) und an der Sekundär-
wicklung (Kanal CH2) des Netztransformators anliegenden Signale:
* Die Vertikalem-
pfindlichkeit ist in
Kanal CH1 auf
100V/div und in
Kanal CH2 auf
10 V/div eingestellt,
jeweils mit AC-
Kopplung
1) Gleichzeitige An-
zeige der Netzspan-
nung mit 230 Veff
50 Hz am Primär-
kreis des Transfor-
mators (CH1+ =
Phase, CH1- = Neu-
tral) und des Signals
am Sekundärkreis
mit 18,8 Veff 50 Hz
(CH2+ = T2,
CH2- = T1)
2) Gleichzeitige An-
zeige des Signals
am Primärkreis des
Transformators
(CH1+ = Phase,
CH1- = Neutral) und
des Signals am
Sekundärkreis
(CH2+ = T1,
CH2- = Erde)
Lern-Box IV - 9
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX« (Fortsetzung)
* Die Vertikalem-
pfindlichkeit ist in
Kanal CH1 und in
Kanal CH2 auf
5 V/div eingestellt,
jeweils mit DC-
Kopplung
3) Gleichzeitige An-
zeige der Signale
am Sekundärkreis
des Transformators
(CH1+ = T1,
CH1- = Erde) und
(CH2+ = T2,
CH2- = Erde)
Messwerte des
Signals in CH1:
9,42 Veff, 50 Hz
IV - 10 Lern-Box
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX« (Fortsetzung)
3. Gleichrichtung,
Filterung Die beiden Sekundärwicklungen des Transformators sind an eine Gleich-
richter- und eine Filterschaltung angeschlossen, die aus einer Diodenbrücke
und Filterkapazitäten bestehen. So erhält man 2 gleichgerichtete und gefilter-
te Spannungen von denen die eine positiv gegenüber Erde ist (dargestellt in
CH1), die andere ist negativ (dargestellt in CH2).
* Die Vertikalem-
pfindlichkeit ist in
Kanal CH1 und in
Kanal CH2 auf
10 V/div eingestellt,
jeweils mit DC-
Kopplung, um die
Polarität der Signale
richtig darzustellen
Hier werden die Sig-
nale an den Ausgän-
gen des Gleichrich-
ters dargestellt
(CH1+ = T1
CH1- = +RD) und
(CH2+ = T2
CH2- = -RD)
Das folgende Bild zeigt die Signale nach den beiden Filter-Kondensatoren:
+RD für die positive Spannung und -RD für die negative Spannung:
* Die Vertikalem-
pfindlichkeit ist in
Kanal CH1 und in
Kanal CH2 auf
5 V/div eingestellt,
jeweils mit DC-
Kopplung, um die
Polarität der Signale
und die Restwelligkeit
von +RD und -RD
richtig darzustellen
Wie man sieht, hat
das gleichgerichtete
Signal in CH1 einen
positiven DC-Anteil
mit Vavg = 11,9 V
und mit einer Rest-
welligkeit von 1,72 V
als Spitze-Spitze-
Amplitude. Deren
Frequenz beträgt
100 Hz, da wir eine
"Zweiweg-Gleichrich-
tung" vorgenommen
haben.
Lern-Box IV - 11
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX« (Fortsetzung)
* Die Vertikalem-
pfindlichkeit ist in
beiden Kanälen auf
0,5 V/div eingestellt,
jeweils mit AC-Kopp-
lung, um die Rest-
welligkeit von +RD
und -RD ohne ihren
DC-Anteil
darzustellen
Um die Restwelligkeit
der beiden DC-Sig-
nale genauer darzu-
stellen, wird die Ein-
gangskopplung der
Kanäle CH1 und CH2
auf "AC" gestellt und
die Vertikalempfind-
lichkeit auf 0,5 V/div
erhöht.
Das folgende Bild zeigt in CH1 die 50 Hz-Netzspannung und in CH2 die
Spannung -RD nach Gleichrichtung und Filterung:
* Die Frequenz der
Restwelligkeit des
gleichgerichteten und
gefilterten Signals
-RD beträgt 100 Hz,
da eine Zweiweg-
Gleichrichtung statt-
gefunden hat
Empfindlichkeit CH1:
100 V/div
DC-Kopplung
Empfindlichkeit CH2:
1 V/div
AC-Kopplung,
um den DC-Anteil zu
unterdrücken
Wie man sieht, be-
trägt die Spitze-
Spitze-Amplitude der
Restwelligkeit ca.
1,46 Vss.
IV - 12 Lern-Box
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX« (Fortsetzung)
4. Regelung Um die Restwelligkeit des gleichgerichteten und gefilterten Signals zu unter-
drücken, verfügt die Lern-Box über zwei Spannungsregler, die jeweils eine
geregelte Gleichspannung mit ca. + 5 V und ca. - 5 V abgeben.
* Hier wurde die
DC-Kopplung und
eine Empfindlichkeit
von 2,5 V/div ge-
wählt, um die bei-
den geregelten Aus-
gangsspannungen
von ± 5 V darzu-
stellen
Das folgende Bild zeigt in CH1 die Sekundär-Ausgangsspannung des Netz-
transformators (CH1+ = T2 und CH1- = T1) und in Kanal CH2 die geregelte
Ausgangsspannung von -5 V (CH2+ = -5 V und CH2- = Erde). Um die Rest-
welligkeit nach der Regelung zu beobachten, wurde für CH2 die maximale
Empfindlichkeit von 25 mV/div mit AC-Eingangskopplung gewählt:
* Für CH1 wurde
eine Empfindlichkeit
von 10 V/div mit
DC-Kopplung
gewählt und für
CH2 die maximale
Empfindlichkeit von
25 mV/div mit AC-
Kopplung
Man erkennt, dass
die Restwelligkeit der
-5 V-Spannung mit
dem Oszilloskop nicht
mehr messbar ist.
Lern-Box IV - 13
Vier praktische Übungen zur Signalanalyse mit der
Lern-Box HX0112 »HX DIDAC DIFF MTX« (Fortsetzung)
Wie wir gesehen haben, lassen sich mit der Lern-Box HX DIDAC DIFF MTX
die bei der Umwandlung einer 230 V, 50 Hz Netzspannung in die beiden
Gleichspannungen mit +5 V und -5 V entstehenden unterschiedlichen Signale
beobachten.
Mit den beiden +/-5 V-Spannungen können z.B. logische oder analoge Schalt-
kreise versorgt werden, um damit bestimmte Signale zu erzeugen. Das fol-
gende Bild zeigt zwei Signale, die an der Lern-Box HX DIDAC DIFF MTX zur
Verfügung stehen.
S1 ist ein Rechteck-
signal, das in Kanal
CH1 dargestellt wird
(CH1+ = S1 und
CH1- = Erde).
S2 ist ein Sägezahn-
signal, das in Kanal
CH2 dargestellt wird
(CH2+ = S2 und
CH2- = Erde)
Dieses Bild zeigt in
Kanal CH1 das Diffe-
renzsignal S2 - S1.
Dazu geht man wie
folgt vor:
Das Signal S2 wird
an den Eingang
CH1+ gelegt und das
Signal S1 an den
Eingang CH1-. Da-
durch erhält man in
CH1 die Differenz
S2 - S1
(CH1+ = S2 und
CH1- = S1)
IV - 14 Lern-Box
Allgemeine technische Daten
Umgebungs-
bedingungen • Bezugstemperatur 18 °C bis 28 °C
• Betriebstemperatur 0 °C bis 40 °C
• Lagertemperatur -20 °C bis +60 °C
• Benutzung in Innenräumen
• Meereshöhe < 2000 m
• Relative Luftfeuchte < 80 % bei max. 31 °C
Netzstrom-
versorgung • Netzspannung Nennspannung 230 VAC ± 10 %
• Frequenz von 50 bis 60 Hz
• Leistungsaufnahme < 2 W bei 230 VAC - 50 Hz
• Sicherung 0,15 A / 230 V / träge
• Netzkabel steckbar
Elektrische
Sicherheit Gemäß DIN EN 61010-1:
• Isolierung Klasse 1
• Verschmutzungsgrad 2
• Überspannungskategorie: CAT II 240 V max.
EMV Das Gerät wurde entsprechend den gültigen EMV-Normen entwickelt und
seine EMV wurde gemäß Norm DIN EN 61326-1 wie folgt geprüft:
Immunität: Einflussgröße 5 mV bei Vorliegen eines
elektromagnetischen Feldes von 10 V/m
Mechanische Daten
Gehäuse • Abmessungen 150 x 80 x 46 mm
• Gewicht 0,366 kg
• Werkstoff ABS VO (selbstverlöschend)
• Schutzart IP 20
Verpackung • Abmessungen 230 x 157 x 65 mm
Lieferumfang
Zubehör • Bedienungsanleitung auf CD ROM
• Netzkabel
Option • 2 Paar Leitungen mit Sicherheits-Bananensteckern
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Chauvin-Arnoux CAHX0112 Bedienungsanleitung

Marke
Chauvin-Arnoux
Modell
CAHX0112
Typ
Bedienungsanleitung
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