Messung Potentiometer

Das Potentiometer ist mit dem integrierten Netzteil (max. 5V, einstellbar) zu versorgen. Die Schleifer-Spannung wird dann im Verhältnis zur Speisespannung gemessen und in % ausgegeben. Technisch verläuft die Messung also wie eine DMS‑Halbbrücke.

Es sind Potentiometer ab 1 kΩ einsetzbar.

Im Folgenden ist die Spezifikation im 5-Leiter-Anschluss gegeben, externe Leitungswiderstände werden durch den 5-Leiter-Anschluss kompensiert und das Poti wird direkt vom Messkanal erfasst. Im 3-Leiter-Anschluss leistet der Messkanal grundsätzlich die gleiche Spezifikation da er intern weiterhin im 5-Leiter-Betrieb misst und dazu intern Brücken schließt. Allerdings wird seine Sicht auf das angeschlossene Poti durch die unklaren und temperaturabhängigen Zuleitungswiderstände in Kabeln und Steckern getrübt. Insofern wird dann das Gesamtsystem „Potentiometer + Zuleitungen + Messkanal“ im 3-Leiter-Anschluss praktisch nicht die u.a. Spezifikationswerte erreichen können.

Diagnosen

Schleiferbruch: Vollausschlag bzw. 0-Anzeige
Versorgungsunterbrechung: Vollausschlag bzw. 0-Anzeige

Messung Modus	Potentiometer (3/5-Leiter)
Betriebsart	Die Speisespannung ist per CoE einstellbar, 0,5...5 V
Messbereich, nominell	-1 … 1 V/V
Messbereich, Endwert (MBE)	1 V/V
Messbereich, technisch nutzbar	-1 …1 V/V
PDO Auflösung	24 Bit (inkl. Vorzeichen)
PDO LSB (Extended Range)	0,128 ppm
PDO LSB (Legacy Range)	0,119… ppm

Messung Modus		Potentiometer (3/5-Leiter)
Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 23°C, mit Mittelwertbildung, typ. ²⁾	ohne Offset	< ± tbd. %_MBE < ± tbd. ppm_MBE < ± tbd. µV/V
	inkl. Offset	< ± tbd. %_MBE < ± tbd. ppm_MBE < ± tbd. µV/V
Erweiterte Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 0…55°C, mit Mittelwertbildung, typ. ^{2) 6)}	ohne Offset	< ± tbd. %_MBE < ± tbd. ppm_MBE < ± tbd. µV/V
	inkl. Offset	< ± tbd. %_MBE < ± tbd. ppm_MBE < ± tbd. µV/V
Offset/Nullpunkt-Abweichung (bei 23°C)	F_Offset	< tbd. ppm_MBE
Gain/Scale/Verstärkungs-Abweichung (bei 23°C)	F_Gain	< tbd. ppm
Nichtlinearität über den gesamten Messbereich	F_Lin	< tbd. ppm_MBE
Wiederholgenauigkeit, über 24 h, mit Mittelwertbildung	F_Rep	< tbd. ppm_MBE
Temperaturkoeffizient, typ.	Tk_Gain	< tbd. ppm/K
Temperaturkoeffizient, typ.	Tk_Offset	< tbd. ppm_MBE/K < tbd. µV/V/K
Rauschen (ohne Filterung, bei 23°C)	F_{Noise, PtP}	< tbd. ppm_MBE< tbd. digits
	F_{Noise, RMS}	< tbd. ppm_MBE< tbd. digits
	Max. SNR	> tbd. dB
	Rauschdichte@1kHz	< tbd.
Rauschen (mit 50 Hz FIR Filter, bei 23°C)	F_{Noise, PtP}	< tbd. ppm_MBE< tbd. digits
	F_{Noise, RMS}	< tbd. ppm_MBE< tbd. digits
	Max. SNR	> tbd. dB
Gleichtaktunterdrückung (ohne Filter) ³⁾		DC: tbd. typ.	50 Hz: tbd. typ.	1 kHz: tbd. typ.
Gleichtaktunterdrückung (mit 50 Hz FIR Filter) ³⁾		DC: tbd. typ.	50 Hz: tbd. typ.	1 kHz: tbd. typ.
Größte kurzzeitige Abweichung während einer festgelegten elektrischen Störprüfung		tbd. %_MBE = tbd. ppm_MBE typ.
Eingangsimpedanz (Innenwiderstand)		tbd.

²) Ein ggf. regelmäßiger Offset-Abgleich bei angeschlossenem Potentiometer wird empfohlen. Die gegebene Offset-Spezifikation der Klemme spielt damit praktisch keine Rolle mehr. Deshalb sind hier Spezifikationswerte mit und ohne Offset-Anteil angegeben. Praktisch kann der Offset-Anteil durch die Funktionen Tara als auch ZeroOffset der Klemme oder eine übergeordnete Tara-Funktion in der Steuerung eliminiert werden. Die Offset-Abweichung kann sich über die Zeit ändern, deshalb empfiehlt Beckhoff einen regelmäßigen Offset-Abgleich oder eine aufmerksame Beobachtung der Veränderung.

³) Werte beziehen sich auf eine Gleichtaktstörung zwischen SGND und internem GND.

⁶) Berechneter Wert nach Formel in Kapitel „Allgemeines zur Messgenauigkeit/Messunsicherheit“ zur schnellen Abschätzung der Einsetzbarkeit über den angegebenen Umgebungstemperaturbereich im Betrieb (T_ambient). Im realen Einsatz z.B. bei relativ konstanter Umgebungstemperatur T_ambient wird eine geringere (bessere) erzielbare Unsicherheit erreicht, eine spezifische Berechnung nach Kapitel „Allgemeines zur Messgenauigkeit/Messunsicherheit“ wird empfohlen, insbesondere wenn das Gerät einen weiteren Umgebungstemperaturbereich im Betrieb als 0…55°C zulässt.

Potentiometer-Messbereich

Messung Potentiometer 8: — Darstellung Potentiometer-Messbereich

Hinweis: Im Extended Range Mode hat die Underrange/Overrange-Anzeige im PDO Status bei Überschreitung des nominellen Messbereichs den Charakter einer Information/Warnung, das heißt, es wird dabei kein Error in PDO-Status und LED angezeigt. Wird dann im Weiteren auch der technische Messbereich überschritten, wird zusätzlich Error = TRUE angezeigt. Die Erkennungsgrenze für Underrange/Overrange Error ist im CoE einstellbar.

Im Legacy Range Mode führt ein Underrange/Overrange -Ereignis zugleich zu einem Error im PDO-Status.