X-AD20-4i

  • 4 differentielle analoge Eingänge für DMS, Temperaturfühler und Thermoelemente
  • einzeln galvanisch getrennt
  • bis 24 Bit Auflösung
  • max. 97,5SPS (42kSPS) Abtastrate


Beschreibung

Zur Messung von Temperatur, Schwingung, Druck oder elektrischem Widerstand können an das MAX-Modul X-AD20-4i vier Sensorelemente wie Dehnmessbrücken (4- und 6-Leiter), Temperaturmesswiderstände (z.B. Pt100) oder Thermoelemente (alle Typen) direkt angeschlossen werden. Jeder Sensorkanal liefert 24 Bit Auflösung und ist galvanisch vom Rest des Moduls getrennt. Die Wandlung erfolgt mit einer integrierten Störunterdrückung der 50Hz bzw. 60Hz Netzfrequenz. Bei den Versionen /S, /P und /T entspricht dies Ergebnisraten von 6,25SPS bzw. 7,5SPS. Alternativ kann die Wandlung auch mit 97,5SPS (Version /S, /P, /T) bzw. 42kSPS (Version /V, /C, /F, ,/E, /I) erfolgen. Die für Dehnmessbrücken benötigte Versorgungsspannung wird für jeden Sensor direkt von dem Modul geliefert und ist galvanisch getrennt. Für die Messung von sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen werden verschiedenen Typen von Thermoelementen eingesetzt. Diese können unabhängig vom Typ direkt an das Modul angeschlossen werden. Die Linearisierung und die Kaltstellenkompensation wird von der Treibersoftware vorgenommen. Für die präzise Temperaturmessung mit Hilfe von Pt100 bzw. Pt1000 Temperaturmesswiderständen wird eine 4-Leiter Verkabelung genutzt, um die parasitären Widerstände in den Zuleitungen zu kompensieren.

Eingangsbereiche
Die Module bieten 4 AD-Wandler mit je einem differentiellen Messeingang und einem differentiellen Referenzeingang. Jeder AD-Wandler ist gegen die übrigen Wandler und gegen den X-Bus galvanisch getrennt. Die Eingangsbereiche werden durch die Versorgungsspannung der Wandler auf 0-5V begrenzt, jedoch wird durch einen Operationsverstärker auch ein Eingangsbereich von –10V bis +10V ermöglicht (Version /V). Die Module eignen sich zum Anschluss von Sensorelementen wie Dehnmessbrücken (4- und 6-Leiter), Temperaturmesswiderständen (z.B. Pt100) oder Thermoelementen (alle Typen) und bieten eine galvanisch getrennte 5V-Versorgung für die Sensoren. Für ICP Sensoren beträgt die externe Spannungsversorgung 24V@4mA. Für Sensoren mit Stromschnittstelle steht eine Modulversion mit 0..20mA Eingangsstrombereich zur Verfügung. Andere Bereiche sind mit geänderter Eingangsbeschaltung des Operationsverstärkers je Kanal möglich.

Verwendete Wandler, Anti-Aliasing und Oversampling
Auf den Modulen werden AD-Wandler eingesetzt, die nach dem Sigma-Delta Verfahren arbeiten. Diese Wandler tasten das Analogsignal mit einer hohen internen Frequenz ab und führen das Wandelergebnis durch ein digitales SINC-Filter. Die Analogbandbreite des Einganges ist wesentlich niedriger als die Ergebnisrate, so dass in den meisten Fällen Anti-Aliasing Filter überflüssig sind. In Anwendungen, in denen die Bandbreite des Eingangssignals größer als die 256-fache Ergebnisrate sein kann, sind zusätzliche Tiefpassfilter notwendig. Diese können aber aufgrund des hohen Abstandes zum Nutzsignal mit einfachen RC-Filtern ausgeführt werden.

Technische Daten

Parameter Randbedingungen Wert Einheit
Analoge Eingänge:      
Anzahl Alle Modultypen ausser /T 4 differenz  
Anzahl Modultyp /T 8 single-ended  
Messgenauigkeit 7,5SPS min.: 17; typ.:19; max.: 24 Bit
Messgenauigkeit 97,5SPS min.: 16; typ.:18; max.: 24 Bit
Messgenauigkeit 42,5kSPS min.: 14; typ.:15; max.: 21 Bit
Analogbandbreite Modultyp /S, /P und /T bei 50Hz Unterdrückung min.: 0; max.: 3,02 Hz
Analogbandbreite Modultyp /S, /P und /T bei 60Hz Unterdrückung min.: 0; max.: 3,63 Hz
Analogbandbreite Modultyp /S, /P und /T bei 97,5 SPS min.: 0; max.: 47,1 Hz
Analogbandbreite (-3dB) Modultyp /C und /V bei 50Hz Unterdrückung min.: 0; max.: 10,8 Hz
Analogbandbreite (-3dB) Modultyp /C und /V bei 60Hz Unterdrückung min.: 0; max.: 12,9 Hz
Analogbandbreite (-3dB) Modultyp /C und /V bei 42,5 kSPS min.: 0; max.: 9100 Hz
Analogbandbreite (-3dB) Modultyp /I bei 42,5 kSPS min.: 1,5; max.: 9100 Hz
Integrale Nichtlinearität Tmin ... Tmax max.: +/-4 LSB
Differentielle Nichtlineariät Tmin ... Tmax max.: +/-1,5 LSB
Verstärkungsfehler Tmin...Tmax, per Software korrigierbar max.: +/-2 mV
Verstärkungs-Temperatur-Koeffizient Modultyp /S, /P und /T Tmin...Tmax, per Software korrigierbar typ: 2 ppm/°C
Verstärkungs-Temperatur-Koeffizient Modultyp /V, /C und /I Tmin...Tmax, per Software korrigierbar typ: 7,5 ppm/°C
Offset-Fehler Tmin...Tmax, per Software korrigierbar max.: +/-4 mV
Ergebnisrate pro Kanal Modultyp /S, /P und /T bei 50Hz Unterdrückung max.: 7,5 Hz
Ergebnisrate pro Kanal Modultyp /S, /P und /T bei 50Hz Unterdrückung max.: 7,5 Hz
Ergebnisrate pro Kanal Modultyp /S, /P und /T bei 60Hz Unterdrückung max.: 6,25 Hz
Ergebnisrate pro Kanal Modultyp /S, /P und /T Maximal max.: 97,5 Hz
Ergebnisrate pro Kanal Modultyp /V, /C und /I bei 50Hz Unterdrückung max.: 50 Hz
Ergebnisrate pro Kanal Modultyp /S, /P und /T bei 60Hz Unterdrückung max.: 60 Hz
Ergebnisrate pro Kanal Modultyp /S, /P und /T Maximal max.: 42,5 kHz
Versorgungsspannungen des Moduls:      
Versorgungsstrom für +3,3 V typ.: 165 mA
Versorgungsstrom für +3,3 V typ.: 165 mA
Versorgungsstrom für +/-12 V (nicht /I) typ.: 0 mA
Versorgungsstrom für +/-12V (/I-Version) typ.: 16 mA
Temperatur-Bereich:      
Betrieb   -40 ... +85 °C
Lagerung   –40 ... +85 °C

Modulvarianten

Version Sensoranschluss Max. Wandelrate Sensor-Versorgung Bemerkung
X-AD20-4i/S Messbrücken 97,5 SPS 4x 5V, 15mA Für 350 Ohm Brücken
X-AD20-4i/T Thermoelemente 97,5 SPS 4x 0,2mA Externe Kompensation
X-AD20-4i/P Pt100 Temp. Sensoren 97,5 SPS 4x 0,2mA  
X-AD20-4i/I ICP-Sensoren 42k SPS 4x 24V,4mA Keine Galvanische Trennung
X-AD20-4i/V -10V..+10V 42k SPS -  
X-AD20-4i/C 0-20mA 42k SPS - 100 Ohm Eingangswiderstand
X-AD20-4i/F Messbrücken 42k SPS 4x 5V, 5mA  
X-AD20-4i/E Messbrücken 42k SPS 4x 5V, 5mA Entspricht dem /F Modul mit feineren Messbereich von -6.2 ... +6.2mV
X-AD20-4i/x Kundenspezifische Kombinationen