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Veröffentlicht 01.03.2011 Bulletin-Nr. PAXLPV-E
Zeichnungs-Nr. LP0570
FUNKTIONSBESCHREIBUNG
Das PAX Lite Prozess-Voltmeter besteht aus einem digitalen Voltmeter, kombiniert mit einem analogen Skalierungsschaltkreis (siehe oben). Die
Eingangsspannung kann in der Polarität umgekehrt werden, was zu einer negativen numerischen Ablesung mit einem Minus (-) Zeichen führt.
Eingangsklemmen 3 und 4 sind an die Signalspannung verbunden. Der Pufferverstärker (K1) konditioniert und filtert die Eingangssignalspannung und
legt sie am Eingang des Skalierungsschaltkreises an. Das Verfahren für die Skalierung des PAX Lite Prozess-Voltmeters wird durch die Aufteilung des
Skalierungsprozesses in zwei separaten Komponenten, Messspanne-Anpassungen und Versatz-Anpassungen, die in der folgenden Erörterung definiert
sind, vereinfacht.
3
-SIG.
4
+SIG.
K2
5,5K
S6
R
S7
2R
S8
4R
S9
8R
S10
16R
12R
S5
32R
S1
S4 S3 S2
50R
16R
8R
4R
25R
VERSATZ-
RICHTUNGS-
SCHALTER
(+)
ADDIEREN
(-)
SUBTRAHIEREN
FEINVERSATZ
ANPASSEN
25K
K1
FEINE MESSPANNE-
ANPASSUNGEN
5K
MESSSPANNE
=150
MESSSPANNE
=0
EINGANGSSIGNAL-SKALIERUNGSSCHALTKREIS
PUFFER-
VERSTÄRKER
MESSSPANNE
ANPASSEN
VERSATZ ANPASSEN
A/D-
VOLTMETER-
SCHALTKREIS
S3 S2 S1
DIGITALE ANZEIGE
DEZIMAL-
STELLEN-
SCHALTER
DIGITALES VOLTMETER
1400
700
350
175
(+/- 25V)
EINGANGSSPANNUNGSIGNAL
550
275
140
75
40
S4
V
SCHALTER FÜR
HINTERGRUND-
BELEUCHTUNG-
ANZEIGER
1.
9.99.
R
R
+V
-V
I
V
I
V
O
V
PAXLPV SCHALTPLAN
4.0 SKALIEREN DES MESSGERÄTES
MESSSPANNE-ANPASSUNGEN
Die Messspanne ist definiert als der numerische Bereich, der die
Anzeige durchquert, abgesehen von Dezimalstellen, wenn das Eingangs-
signal von Minimum bis Maximum variiert wird. Wenn zum Beispiel ein
Gerät 25,0 @ 1 V und 100,0 @ 5 V anzeigen soll, beträgt die
Messspanne 750 (die Differenz zwischen 250 und 1000). Wäre die mini-
male Anzeige zwischen -25,0 @ 1 V und +100,0 @ 5 V gewesen, wäre
die Messspanne 1250 (1000 - (-250) = 1250). (Hinweis: die Begriffe
„GEWINN“, „SKALA“ und „EMPFINDLICHKEIT“ werden häufig synonym
mit dem Begriff „MESSSPANNE“ verwendet.) Das PAX Lite Prozess-Volt-
meter kann über einen sehr breiten Messspannenbereich mittels der DIP-
Schalter S6-S10 Grobanpassung und dem feinen Schraubendreher-
Anpassungspotentiometer, die sich auf der Rückseite befinden, ein-
gerichtet werden. Die Messspannenschalter mit Grobanpassung fügen
parallele Eingangswiderstände
zum Summierverstärker (K2),
dadurch erhöht sich sein Gewinn
oder seine Empfindlichkeit, wenn
mehr Summierwiderstände
hinzugefügt werden. Das Hinzufü-
gen weiterer paralleler Eingang-
swiderstände erhöht praktisch die
Steigung der Übertragungskenn-
linie (rechts) und erhöht die numer-
ische Ablesung für eine gegebene
Eingangssignaländerung. Die
Summierwiderstand-Eingang-
swerte werden in einer binären
Progression gewichtet, so dass sie
in Kombinationen geschaltet
werden können, um 32 diskrete
Schritte der Messspanne zu geben. Die Feinanpassungssteuerung
umfasst diese groben Schritte und kann auf die exakte benötigte
Messspanne angepasst werden.
Die ungefähre Messspanne, die von jedem Schalter beigetragen wird,
wird auf dem hinteren Label gezeigt. Die angezeigten Werte sind „Ein-
heiten pro Volt“. Wenn zum Beispiel nur S6 „EIN“-geschaltet ist, ändert
die numerische Ablesung ca. 550 Einheiten für eine Signalspan-
nungsänderung von 1 Volt. Wenn nur S7 „EIN“-geschaltet ist, ändert die
numerische Ablesung ca. 825 Einheiten für eine Signalspan-
nungsänderung von 1 Volt. Das Messspanne-Anpassungspotentiometer
hat einen fortlaufenden Messspannenbereich von etwa 0-45.
VERSATZ-ANPASSUNGEN
Das Hinzufügen weiterer par-
alleler Eingangswiderstände
erhöht praktisch die Steigung
der Übertragungskennlinie
(rechts) und erhöht die numeri-
sche Ablesung für eine gege-
bene Eingangssignaländerung.
In der vorangegangenen
Erörterung der Messspanne
wurden die Übertragungskenn-
linien als „NULL-BASIERT“
gezeigt, d. h., die numerische
Ablesung zeigt „0“, wenn das
Signal auf Null geht. Bei Span-
nungsbereichen wie beispiels-
weise 0-5 V oder 0-10 V und
bipolaren (+/-) Signalen ist dies
oft die gewünschte Bedingung. Bei Spannungsbereichen wie beispiels-
weise 1-5 V oder 1-10 V repräsentiert jedoch die Mindestspannung in der
Regel das Nullniveau des Parameters, der angezeigt wird. Es gibt auch
viele Anwendungen, wo das Minimum (oder Nullniveau) einen Wert
darstellt, der nicht auf eine null-basierte Übertragungskennlinie fällt. Um
nicht-null-basierte Anwendungen zu berücksichtigen, hat das PAX Lite
Prozess-Voltmeter eine Vorrichtung zum Kompensieren der Übertragung-
skennlinie über einen weiten Bereich. Der Versatz bewegt die Übertra-
gungskennlinie im Wesentlichen nach oben oder nach unten, um ihren
Schnittpunkt mit der Achse der numerischen Ablesung zu ändern, aber er
ändert nicht die Steigung (MESSSPANNE) der Übertragungskennlinie. Im
PAX Lite Prozess-Voltmeter wird der Versatz durch Addieren (oder Sub-
trahieren) einer Konstante am Eingang des Summierverstärkers (K2)
erreicht. Diese Versatzkonstante wird mit einem geschalteten binären
Widerstandsnetzwerk und einer Feinanpassung-Versatzsteuerung in
einer ähnlichen Weise, die für Messspanne-Anpassung verwendet wird,
summiert. Die Schalter S2-S5 können in Kombinationen eingeschaltet
werden, um 16 verschiedene grobe Versatzstufen zu geben. Jeder Schal-
ter ist beschriftet, um die ungefähre Größe des Versatzes zu zeigen,
wenn er „EIN“-geschaltet ist. Schalter 1 wählt die Polarität des einges-
chalteten Versatzwertes und ermöglicht die Kompensation „AUF“ (addie-
ren der Versatzkonstante) oder „AB“ (subtrahieren) der
Übertragungskennlinie. Das Versatz-Anpassungspotentiometer hat einen
numerischen Ablesebereich von +/-100 und umfasst alle groben ges-
chalteten Bereiche.
-500
NUMERISCHE ABLESUNG
0
1 2 3 45
+500
+1000
+1500
+1999
EINGANGSSIGNALSPANNUNG
Messspanne-Anpassung
MESSSPANNE 140 (S8 EIN)
MESSSPANNE 550 (S6 EIN)
MESSSPANNE 275 (S7 EIN)
-500
+500
0
+1000
+1500
+1999
EINGANGSSIGNALSPANNUNG
+500 VERSATZ
NUMERISCHE ABLESUNG
12345
Versatz-Anpassung
„NULL-BASIERT“ KEIN VERSATZ
-300 VERSATZ
-300
VERSATZ
+500
VERSATZ