Bürde eines Messumformers (2-Leiter)?

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Hier wird ein Messwert in einen Strom umgewandelt, der mit einem Amperemeter gemessen wird. Für die Erzeugung des Stroms ist intern eine Stromquelle implementiert, die, unabhängig vom angeschlossenen Widerstand (der Bürde) einen konstanten Stromwert aussendet (siehe Bild). An diesem Widerstand fällt die Spannung I*R ab. An der Stromquelle bleiben dann aber nur noch Ux = Uh - I*R. Für den ordnungsgemäßen Betrieb der Stromquelle muss an dieser aber eine Minimalspannung von 10V liegen, darunter arbeitet sie nicht mehr richtig und der Strom würde einbrechen. Dieses Verhalten ist typisch für Stromquellen, egal wie sie auch immer aufgebaut sein mögen.

Im Klartext heißt das, dass beim maximal möglichen Strom (20mA) immer noch mindestens 10V an der Quelle übrig bleiben müssen:

Uh - R*0,02 ≥ 10

bzw. umgeformt

(Uh-10)/0,02  ≥ R

oder eben

R  ≤ (Uh-10)/0,02

Es kommt hier überhaupt nicht auf den exakten Wert von R an, da du ja nur den Strom misst. Es kann 0 Ohm, 1 Ohm, 10Ohm sein - Hauptsache, es verbleiben 10V an der Stromquelle. 

Natürlich hindert dich niemand, den R gleich als Shunt zu verwenden (z.B. R=10 Ohm), sodass du den Strom über den Spannungsabfall messen kannst. In diesem Fall muss R genau sein.

Übrigens: 

Die Bezeichnung Bürde ist bei Messwandlern die einen Strom ausgeben üblich. Je höher R ist, umso mehr muss sich die Stromquelle anstrengen - es wird ihr mit großem Wert von R also gewissermaßen eine Bürde auferlegt. Je kleiner diese Bürde ist, umso leichter tut sich die Stromquelle.

Bei Stromwandlern (d.h. Übertragern) muss die Sekundärseite im Idealfall kurzgeschlossen sein, bei einer endlichen Bürde entstehen Phasenverschiebungen und damit Messfehler. Daher kommt der Begriff.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Ausbildung Elektronik/Nachrichtentechnik, Schaltungstechnik
 - (Elektronik, Elektrotechnik, Elektro)

Ist das eine Bastelei für dich, oder eine Industrieanwendung?

Wenn Industrieanwendung, auf welchen Messbereich reagiert denn das Messgerät? Auf den Bereich 0 bis 20 mA oder 4 bis 20 mA?

Grundlagen der E-Technik lauten wie?
Spannung ist die treibende Kraft! Sagt dir das was, kannst du damit sinngemäß was anfangen?

Eine Größe gibt es doch, diese 20 mA. Das ist der größte Stromwert der fließen darf. Folglich hängt es von dem zugehörigen Bürdenwiderstand im Zusammenhang mit der treibenden Kraft zusammen, wie groß der genau sein muss bei dieser oder jener Spannung.

Bei deinen 12 Volt muss der Widerstand folglich 600 Ohm sein.
600 Ohm und keine 605, oder 597 Ohm. Also 600 Ohm mit 1 % Genauigkeit oder besser und 0,5 Watt.

Was soll es denn genau werden, was wie genau gemessen werden?

Woher ich das weiß:Berufserfahrung – über 40 Jahre Instandhaltung, Reparaturen

also... 12V durch 0,02A ist schonmal ganz weit weg vom Datenblatt...

im Datenblatt wird die Hilfs„energie“ mit 24V angegeben... oda?
wieso eigentlich „Energie“? ist es vllt ne schlechte Übersetzung?

welches Ausgangssignal soll s denn sein?
also für sonen Störungs-armen 4mA..20mA Ausgang und eine Hilfs„energie“ von 12V muss die „Bürde“ also unter (12V-10V)/(0,02A) = 100Ohm sein... ob man nun beliebig weit unter 100Ohm liegen darf (also z. B. 50Ohm), weiß ich jedoch nicht... :)


janosli420 
Beitragsersteller
 19.09.2017, 16:12

Hilfsenergie wird in 10-30V angegeben. So wie Du dachte ich auch erst, aber:
Wenn man nach Deiner Rechnung eine Hilfsenergie von 10V benutzt hat man (10V-10V)/0,02A=garnix...

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RIDDICC  19.09.2017, 19:33
@janosli420

gar nix wäre in dem Fall Null Ohm... also einfach n Kabel oder ne Leiterbahn... wieso nich?

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