Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss

Hinweise

Zur Berechnung der Viertelbrücke:

Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 1:Abb.93: Anschluss der Viertelbrücke

Erläuterung:

 

Der Zusammenhang zur Dehnung (µStrain, µε) ist wie folgt:

Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 2:

Bei der Viertelbrücke ist immer N = 1.

Der Zusammenhang zwischen UBridge/UExc und ∆R1 ist nicht-linear:

Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 3:Abb.94: Zusammenhang zwischen UBridge/UExc und ∆R1

Die ELM350x verwenden eine interne Linearisierung, so dass die Ausgabe schon linearisiert erfolgt mit

Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 4:

da intern mit UExc‘ gerechnet wird.

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG ¼-Brücke 120 Ω 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

Messbereich, nominell

±32 mV/V [entspricht ±64.000 µε bei K=2]

120 ± 15,36 Ω

±8 mV/V [entspricht ±16.000 µε bei K=2]

120 ± 3,84 Ω

±4 mV/V [entspricht ±8.000 µε bei K=2]

120 ± 1,92 Ω

±2 mV/V [entspricht ±4.000 µε bei K=2]

120 ± 0,96 Ω

Messbereich, Endwert (MBE)

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V

2 mV/V

Messbereich, technisch nutzbar

±34,359… mV/V

±8,589… mV/V

±4,294… mV/V

±2,147… mV/V

PDO Auflösung

24 Bit (inkl. Vorzeichen)

PDO LSB (Extended Range)

0,128 ppm
4,096 nV/V

0,128 ppm
1,024 nV/V

0,128 ppm
0,512 nV/V

0,128 ppm
0,256 nV/V

PDO LSB (Legacy Range)

0,119… ppm
3,814… nV/V

0,119… ppm
0,9535… nV/V

0,119… ppm
0,47675… nV/V

0,119… ppm
0,238375… nV/V

Spezifische Angaben

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG ¼-Brücke 120 Ω 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V 5) (comp.)

2 mV/V 5) (comp.)

Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 23°C, mit Mittelwertbildung, typ. 2)

ohne Offset

< ±0,026 %MBE
< ±260 ppmMBE
< ±8,3 µV/V

< ±0,08 %MBE
< ±800 ppmMBE
< ±6,4 µV/V

< ±0,16 %MBE
< ±1600 ppmMBE
< ±6,4 µV/V

< ±0,32 %MBE
< ±3200 ppmMBE
< ±6,4 µV/V

inkl. Offset

< ±0,1 %MBE
< ±1000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±0,4 %MBE
< ±4000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±0,8 %MBE
< ±8000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±1,6 %MBE
< ±16000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

Erweiterte Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 0…55°C, mit Mittelwertbildung, typ. 2) 6)

ohne Offset

< ±0,1745 %MBE
< ±1745 ppmMBE
< ±55,8 µV/V

< ±0,6015 %MBE
< ±6015 ppmMBE
< ±48,1 µV/V

< ±1,203 %MBE
< ±12030 ppmMBE
< ±48,1 µV/V

< ±2,406 %MBE
< ±24060 ppmMBE
< ±48,1 µV/V

inkl. Offset

< ±0,1995 %MBE
< ±1995 ppmMBE
< ±63,8 µV/V

< ±0,718 %MBE
< ±7180 ppmMBE
< ±57,4 µV/V

< ±1,436 %MBE
< ±14360 ppmMBE
< ±57,4 µV/V

< ±2,872 %MBE
< ±28720 ppmMBE
< ±57,4 µV/V

Offset/Nullpunkt-Abweichung (bei 23°C) 4)

FOffset

< 960 ppmMBE

< 3920 ppmMBE

< 7840 ppmMBE

< 15680 ppmMBE

Gain/Scale/Verstärkungs-Abweichung (bei 23°C)

FGain

< 160 ppm

< 520 ppm

< 1040 ppm

< 2080 ppm

Nichtlinearität über den gesamten Messbereich

FLin

< 200 ppmMBE

< 600 ppmMBE

< 1200 ppmMBE

< 2400 ppmMBE

Wiederholgenauigkeit, über 24 h, mit Mittelwertbildung

FRep

< 25 ppmMBE

< 100 ppmMBE

< 200 ppmMBE

< 400 ppmMBE

Rauschen (ohne Filterung, bei 23°C)

FNoise, PtP

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

FNoise, RMS

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

Max. SNR

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

Rauschdichte@1kHz

< tbd.

< tbd.

< tbd.

< tbd.

Rauschen (mit 50 Hz FIR Filter, bei 23°C)

FNoise, PtP

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

FNoise, RMS

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

Max. SNR

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

Gleichtaktunterdrückung (ohne Filterung) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Gleichtaktunterdrückung (mit 50 Hz FIR Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Temperaturkoeffizient, typ.

TkGain

< 20 ppm/K

< 48 ppm/K

< 96 ppm/K

< 192 ppm/K

TkOffset

< 50 ppmMBE /K
< 1,6 µV/V/K

< 180 ppmMBE /K
< 1,44 µV/V/K

< 360 ppmMBE /K
< 1,44 µV/V/K

< 720 ppmMBE /K
< 1,44 µV/V/K

Größte kurzzeitige Abweichung während einer festgelegten elektrischen Störprüfung

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

Eingangsimpedanz ±Input 1

Differentiell

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

CommonMode

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Eingangsimpedanz ±Input 2

3-Leiter

 

 

 

 

Differentiell

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

CommonMode

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG ¼-Brücke 350 Ω 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

Messbereich, nominell

±32 mV/V [entspricht ±64.000 µε bei K=2]

350 ± 44,8 Ω

±8 mV/V [entspricht ±16.000 µε bei K=2]

350 ± 11,2 Ω

±4 mV/V [entspricht ±8.000 µε bei K=2]

350 ± 5,6 Ω

±2 mV/V [entspricht ±4.000 µε bei K=2]

350 ± 2,8 Ω

Messbereich, Endwert (MBE)

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V

2 mV/V

Messbereich, technisch nutzbar

±34,359… mV/V

±8,589… mV/V

±4,294… mV/V

±2,147… mV/V

PDO Auflösung

24 Bit (inkl. Vorzeichen)

PDO LSB (Extended Range)

0,128 ppm
4,096 nV/V

0,128 ppm
1,024 nV/V

0,128 ppm
0,512 nV/V

0,128 ppm
0,256 nV/V

PDO LSB (Legacy Range)

0,119… ppm
3,814… nV/V

0,119… ppm
0,9535… nV/V

0,119… ppm
0,47675… nV/V

0,119… ppm
0,238375… nV/V

Spezifische Angaben

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG ¼-Brücke 350 Ω 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V 5) (comp.)

2 mV/V 5) (comp.)

Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 23°C, mit Mittelwertbildung, typ. 2)

ohne Offset

< ±0,022 %MBE
< ±220 ppmMBE
< ±7 µV/V

< ±0,08 %MBE
< ±800 ppmMBE
< ±6,4 µV/V

< ±0,16 %MBE
< ±1600 ppmMBE
< ±6,4 µV/V

< ±0,32 %MBE
< ±3200 ppmMBE
< ±6,4 µV/V

inkl. Offset

< ±0,1 %MBE
< ±1000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±0,4 %MBE
< ±4000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±0,8 %MBE
< ±8000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±1,6 %MBE
< ±16000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

Erweiterte Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 0…55°C, mit Mittelwertbildung, typ. 2) 6)

ohne Offset

< ±0,106 %MBE
< ±1060 ppmMBE
< ±33,9 µV/V

< ±0,395 %MBE
< ±3950 ppmMBE
< ±31,6 µV/V

< ±0,79 %MBE
< ±7900 ppmMBE
< ±31,6 µV/V

< ±1,5795 %MBE
< ±15795 ppmMBE
< ±31,6 µV/V

inkl. Offset

< ±0,144 %MBE
< ±1440 ppmMBE
< ±46,1 µV/V

< ±0,5565 %MBE
< ±5565 ppmMBE
< ±44,5 µV/V

< ±1,113 %MBE
< ±11130 ppmMBE
< ±44,5 µV/V

< ±2,2255 %MBE
< ±22255 ppmMBE
< ±44,5 µV/V

Offset/Nullpunkt-Abweichung (bei 23°C) 4)

FOffset

< 970 ppmMBE

< 3920 ppmMBE

< 7840 ppmMBE

< 15680 ppmMBE

Gain/Scale/Verstärkungs-Abweichung (bei 23°C)

FGain

< 120 ppm

< 440 ppm

< 880 ppm

< 1760 ppm

Nichtlinearität über den gesamten Messbereich

FLin

< 180 ppmMBE

< 650 ppmMBE

< 1300 ppmMBE

< 2600 ppmMBE

Wiederholgenauigkeit, über 24 h, mit Mittelwertbildung

FRep

< 25 ppmMBE

< 100 ppmMBE

< 200 ppmMBE

< 400 ppmMBE

Rauschen (ohne Filterung, bei 23°C)

FNoise, PtP

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

FNoise, RMS

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

Max. SNR

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

Rauschdichte@1kHz

< tbd.

< tbd.

< tbd.

< tbd.

Rauschen (mit 50 Hz FIR Filter, bei 23°C)

FNoise, PtP

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

FNoise, RMS

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

Max. SNR

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

Gleichtaktunterdrückung (ohne Filterung) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Gleichtaktunterdrückung (mit 50 Hz FIR Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Temperaturkoeffizient, typ.

TkGain

< 12 ppm/K

< 50 ppm/K

< 100 ppm/K

< 200 ppm/K

TkOffset

< 30 ppmMBE /K
< 0,96 µV/V/K

< 110 ppmMBE /K
< 0,88 µV/V/K

< 220 ppmMBE /K
< 0,88 µV/V/K

< 440 ppmMBE /K
< 0,88 µV/V/K

Größte kurzzeitige Abweichung während einer festgelegten elektrischen Störprüfung

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

Eingangsimpedanz ±Input 1

Differentiell

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

CommonMode

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Eingangsimpedanz ±Input 2

3-Leiter

 

 

 

 

Differentiell

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

CommonMode

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG ¼-Brücke 1 kΩ 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

Messbereich, nominell

±32 mV/V [entspricht ±64.000 µε bei K=2]

1000 ± 128 Ω

±8 mV/V [entspricht ±16.000 µε bei K=2]

1000 ± 32 Ω

±4 mV/V [entspricht ±8.000 µε bei K=2]

1000 ± 16 Ω

±2 mV/V [entspricht ±4.000 µε bei K=2]

1000 ± 8 Ω

Messbereich, Endwert (MBE)

32 mV/V

128 Ω

8 mV/V

32 Ω

4 mV/V

16 Ω

2 mV/V

8 Ω

Messbereich, technisch nutzbar

±34,359… mV/V

±8,589… mV/V

±4,294… mV/V

±2,147… mV/V

PDO Auflösung

24 Bit (inkl. Vorzeichen)

PDO LSB (Extended Range)

0,128 ppm
4,096 nV/V

0,128 ppm
1,024 nV/V

0,128 ppm
0,512 nV/V

0,128 ppm
0,256 nV/V

PDO LSB (Legacy Range)

0,119… ppm
3,814… nV/V

0,119… ppm
0,9535… nV/V

0,119… ppm
0,47675… nV/V

0,119… ppm
0,238375… nV/V

Spezifische Angaben

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG ¼-Brücke 1 kΩ 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V 5) (comp.)

2 mV/V 5) (comp.)

Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 23°C, mit Mittelwertbildung, typ. 2)

ohne Offset

< ±0,02 %MBE
< ±200 ppmMBE
< ±6,4 µV/V

< ±0,065 %MBE
< ±650 ppmMBE
< ±5,2 µV/V

< ±0,13 %MBE
< ±1300 ppmMBE
< ±5,2 µV/V

< ±0,26 %MBE
< ±2600 ppmMBE
< ±5,2 µV/V

inkl. Offset

< ±0,1 %MBE
< ±1000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±0,4 %MBE
< ±4000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±0,8 %MBE
< ±8000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

< ±1,6 %MBE
< ±16000 ppmMBE
< ±32,0 µV/V

Erweiterte Grundgenauigkeit: Messabweichung bei 0…55°C, mit Mittelwertbildung, typ. 2) 6)

ohne Offset

< ±0,1975 %MBE
< ±1975 ppmMBE
< ±63,2 µV/V

< ±0,7435 %MBE
< ±7435 ppmMBE
< ±59,5 µV/V

< ±1,4865 %MBE
< ±14865 ppmMBE
< ±59,5 µV/V

< ±2,973 %MBE
< ±29730 ppmMBE
< ±59,5 µV/V

inkl. Offset

< ±0,2205 %MBE
< ±2205 ppmMBE
< ±70,6 µV/V

< ±0,8415 %MBE
< ±8415 ppmMBE
< ±67,3 µV/V

< ±1,683 %MBE
< ±16830 ppmMBE
< ±67,3 µV/V

< ±3,366 %MBE
< ±33660 ppmMBE
< ±67,3 µV/V

Offset/Nullpunkt-Abweichung (bei 23°C) 4)

FOffset

< 980 ppmMBE

< 3940 ppmMBE

< 7880 ppmMBE

< 15760 ppmMBE

Gain/Scale/Verstärkungs-Abweichung (bei 23°C)

FGain

< 105 ppm

< 305 ppm

< 610 ppm

< 1220 ppm

Nichtlinearität über den gesamten Messbereich

FLin

< 165 ppmMBE

< 560 ppmMBE

< 1120 ppmMBE

< 2240 ppmMBE

Wiederholgenauigkeit, über 24 h, mit Mittelwertbildung

FRep

< 25 ppmMBE

< 120 ppmMBE

< 240 ppmMBE

< 480 ppmMBE

Rauschen (ohne Filterung, bei 23°C)

FNoise, PtP

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

FNoise, RMS

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

Max. SNR

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

Rauschdichte@1kHz

< tbd.

< tbd.

< tbd.

< tbd.

Rauschen (mit 50 Hz FIR Filter, bei 23°C)

FNoise, PtP

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

FNoise, RMS

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

< tbd. ppmMBE
< tbd. digits
< tbd. µV/V

Max. SNR

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

> tbd. dB

Gleichtaktunterdrückung (ohne Filterung) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Gleichtaktunterdrückung (mit 50 Hz FIR Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Temperaturkoeffizient, typ.

TkGain

< 13 ppm/K

< 25 ppm/K

< 50 ppm/K

< 100 ppm/K

TkOffset

< 60 ppmMBE /K
< 1,92 µV/V/K

< 230 ppmMBE /K
< 1,84 µV/V/K

< 460 ppmMBE /K
< 1,84 µV/V/K

< 920 ppmMBE /K
< 1,84 µV/V/K

Größte kurzzeitige Abweichung während einer festgelegten elektrischen Störprüfung

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

tbd. %MBE

 

Eingangsimpedanz ±Input 1

Differentiell

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

CommonMode

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Eingangsimpedanz ±Input 2

3-Leiter

 

 

 

 

Differentiell

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

CommonMode

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

2) Bei der realen Brückenmessung wird meist ein Offset-Abgleich nach Installation durchgeführt. 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 einer Brückenmessung über die Zeit kann sich 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.

4) Die Offset-Spezifikation gilt nicht im 2-Leiter-Betrieb, da hier geräteseitig der Offset erhöht ist. Es wird deshalb ein anlagenseitiger Offset-Abgleich empfohlen, siehe Tara- oder Zero-Offset-Funktion. Die final erzielbare Grundgenauigkeit im 2-Leiter-Betrieb ist wesentlich von der Qualität dieses anlagenseitigen Offset-Abgleichs abhängig.

5) Der Kanal misst elektrisch auf 8 mV/V, stellt aber seinen Messwert skaliert auf 2 bzw. 4 mV/V dar. Die Compensated-Funktion ermöglicht die Messung kleiner Pegel auch bei hohem Offset-Anteil.

6) Berechneter Wert nach Formel in Kapitel „Allgemeines zur Messgenauigkeit/Messunsicherheit“ zur schnellen Abschätzung der Einsetzbarkeit über den angegebenen Umgebungstemperaturbereich im Betrieb (Tambient). Im realen Einsatz z.B. bei relativ konstanter Umgebungstemperatur Tambient 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.

Hinweis

Übergangswiderstände der Anschlusskontakte

Die Übergangswiderstände der Anschlusskontakte beeinflussen den Messvorgang. Durch einen anwenderseitigen Abgleich bei gesteckter Signalverbindung kann die Messgenauigkeit weiter erhöht werden.

Wenn statt der internen Ergänzungswiderstände für Viertelbrückenbetrieb ein externer, temperaturstabilerer Ergänzungswiderstand bei Betrieb der Klemme in Halb- oder gar Vollbrücke verwendet wird, kann die Temperaturempfindlichkeit der Klemme und somit des Messaufbaus verringert werden.