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

Hinweise

Durch einen anwenderseitigen Abgleich mit angeschlossenem Brückensensor kann die Messunsicherheit in Bezug auf Verstärkungs(Gain)- und Offset-Fehler deutlich reduziert werden.

Mit dem integrierten schaltbaren Shunt-Widerstand kann eine vorausberechenbare Verstimmung erzeugt werden bzw. daraus bei Abweichung ein Korrekturfaktor.

Zur Berechnung der Viertelbrücke:

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

Die EPP3504/ ERP3504 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 1/4-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

Vorläufige Angaben:

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-Brücke 120 Ω 2/3-Leiter

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

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

ohne Offset

< ±0,052%MBE
< ±520 ppmMBE
< ±16,6 µV/V

< ±0,16%MBE
< ±1600 ppmMBE
< ±12,8 µV/V

< ±0,32%MBE
< ±3200 ppmMBE
< ±12,8 µV/V

< ±0,64%MBE
< ±6400 ppmMBE
< ±12,8 µV/V

mit Offset

< ±0,2%MBE
< ±2000 ppmMBE
< ±64 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

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

FOffset

1920 ppmMBE

7840 ppmMBE

15680 ppmMBE

31360 ppmMBE

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

FGain

320 ppm

880 ppm

1760 ppm

3520 ppm

Nichtlinearität über den gesamten Messbereich

FLin

400 ppmMBE

1300 ppmMBE

2600 ppmMBE

5200 ppmMBE

Wiederholgenauigkeit (bei 23°C)

FRep

50 ppmMBE

200 ppmMBE

400 ppmMBE

800 ppmMBE

Gleichtaktunterdrückung (ohne Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Gleichtaktunterdrückung (mit 50 Hz FIR Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Temperaturkoeffizient, typ.

TkGain

40 ppm/K

96 ppm/K

192 ppm/K

384 ppm/K

TkOffset

100 ppmMBE/K
3,2 µV/V/K

360 ppmMBE/K
2,88 µV/V/K

720 ppmMBE/K
2,88 µV/V/K

1440 ppmMBE/K
2,88 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.

Rauschen (mit/ ohne Filterung)/ vorläufige Angaben:

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-Brücke 120 Ω 2/3-Leiter

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

Rauschen (ohne Filterung, bei 23°C)

FNoise, PtP

285,0 ppmMBE
2227 digits
9,12 µV/V

< 1000,0 ppmMBE
< 7813 digits
< 8,0 µV/V

< 2000,0 ppmMBE
< 15625 digits
< 8,0 µV/V

< 4000,0 ppmMBE
< 31250 digits
< 8,0 µV/V

FNoise, RMS

50,0 ppmMBE
391 digits
1,6 µV/V

< 150,0 ppmMBE
< 1172 digits
< 1,2 µV/V

< 300,0 ppmMBE
< 2344 digits
< 1,2 µV/V

< 600,0 ppmMBE
< 4688 digits
< 1,2 µV/V

Max. SNR

86,0 dB

> 76,5 dB

> 70,5 dB

> 64,4 dB

Rauschdichte@1kHz

0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 5:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 6:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 7:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 8:

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

FNoise, PtP

20,0 ppmMBE
156 digits
0,64 µV/V

< 60,0 ppmMBE
< 469 digits
< 0,48 µV/V

< 120,0 ppmMBE
< 938 digits
< 0,48 µV/V

< 240,0 ppmMBE
< 1875 digits
< 0,48 µV/V

FNoise, RMS

4,0 ppmMBE
31 digits
0,13 µV/V

< 12,0 ppmMBE
< 94 digits
< 0,1 µV/V

< 24,0 ppmMBE
< 188 digits
< 0,1 µV/V

< 48,0 ppmMBE
< 375 digits
< 0,1 µV/V

Max. SNR

108,0 dB

98,4 dB

> 92,4 dB

> 86,4 dB

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-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

Vorläufige Angaben:

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-Brücke 350 Ω 2/3-Leiter

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

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

ohne Offset

< ±0,044%MBE
< ±440 ppmMBE
< ±14 µV/V

< ±0,16%MBE
< ±1600 ppmMBE
< ±12,8 µV/V

< ±0,32%MBE
< ±3200 ppmMBE
< ±12,8 µV/V

< ±0,64%MBE
< ±6400 ppmMBE
< ±12,8 µV/V

mit Offset

< ±0,2%MBE
< ±2000 ppmMBE
< ±64 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

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

FOffset

1940 ppmMBE

7840 ppmMBE

15680 ppmMBE

31360 ppmMBE

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

FGain

240 ppm

760 ppm

1520 ppm

3040 ppm

Nichtlinearität über den gesamten Messbereich

FLin

360 ppmMBE

1500 ppmMBE

3000 ppmMBE

6000 ppmMBE

Wiederholgenauigkeit (bei 23°C)

FRep

50 ppmMBE

200 ppmMBE

400 ppmMBE

800 ppmMBE

Gleichtaktunterdrückung (ohne Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Gleichtaktunterdrückung (mit 50 Hz FIR Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Temperaturkoeffizient, typ.

TkGain

24 ppm/K

100 ppm/K

200 ppm/K

400 ppm/K

TkOffset

60 ppmMBE/K
1,92 µV/V/K

220 ppmMBE/K
1,76 µV/V/K

440 ppmMBE/K
1,76 µV/V/K

880 ppmMBE/K
1,76 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.

Rauschen (mit/ ohne Filterung)/ vorläufige Angaben:

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-Brücke 350 Ω 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

Rauschen (ohne Filterung, bei 23°C)

FNoise, PtP

290,0 ppmMBE
2266 digits
9,28 µV/V

< 1000,0 ppmMBE
< 7813 digits
< 8,0 µV/V

< 2000,0 ppmMBE
< 15625 digits
< 8,0 µV/V

< 4000,0 ppmMBE
< 31250 digits
< 8,0 µV/V

FNoise, RMS

50,0 ppmMBE
391 digits
1,6 µV/V

< 160,0 ppmMBE
< 1250 digits
< 1,28 µV/V

< 320,0 ppmMBE
< 2500 digits
< 1,28 µV/V

< 640,0 ppmMBE
< 5000 digits
< 1,28 µV/V

Max. SNR

86,0 dB

> 75,9 dB

> 69,9 dB

> 63,9 dB

Rauschdichte@1kHz

0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 9:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 10:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 11:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 12:

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

FNoise, PtP

15,0 ppmMBE
117 digits
0,48 µV/V

< 50,0 ppmMBE
< 391 digits
< 0,4 µV/V

< 100,0 ppmMBE
< 781 digits
< 0,4 µV/V

< 200,0 ppmMBE
< 1563 digits
< 0,4 µV/V

FNoise, RMS

3,0 ppmMBE
23 digits
0,1 µV/V

< 9,0 ppmMBE
< 70 digits
< 0,07 µV/V

< 18,0 ppmMBE
< 141 digits
< 0,07 µV/V

< 36,0 ppmMBE
< 281 digits
< 0,07 µV/V

Max. SNR

110,5 dB

100,9 dB

> 94,9 dB

> 88,9 dB

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-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

Vorläufige Angaben:

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-Brücke 1 kΩ 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

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

ohne Offset

< ±0,04%MBE
< ±400 ppmMBE
< ±12,8 µV/V

< ±0,13%MBE
< ±1300 ppmMBE
< ±10,4 µV/V

< ±0,26%MBE
< ±2600 ppmMBE
< ±10,4 µV/V

< ±0,52%MBE
< ±5200 ppmMBE
< ±10,4 µV/V

mit Offset

< ±0,2%MBE
< ±2000 ppmMBE
< ±64 µV/V

< ±0,4%MBE
< ±4000 ppmMBE
< ±32 µV/V

< ±0,8%MBE
< ±8000 ppmMBE
< ±32 µV/V

< ±1,6%MBE
< ±16000 ppmMBE
< ±32 µV/V

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

FOffset

1960 ppmMBE

7880 ppmMBE

15760 ppmMBE

31520 ppmMBE

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

FGain

210 ppm

610 ppm

1220 ppm

2440 ppm

Nichtlinearität über den gesamten Messbereich

FLin

330 ppmMBE

1120 ppmMBE

2240 ppmMBE

4480 ppmMBE

Wiederholgenauigkeit (bei 23°C)

FRep

50 ppmMBE

240 ppmMBE

480 ppmMBE

960 ppmMBE

Gleichtaktunterdrückung (ohne Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Gleichtaktunterdrückung (mit 50 Hz FIR Filter) 3)

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Temperaturkoeffizient, typ.

TkGain

26 ppm/K

50 ppm/K

100 ppm/K

200 ppm/K

TkOffset

120 ppmMBE/K
3,84 µV/V/K

460 ppmMBE/K
3,68 µV/V/K

920 ppmMBE/K
3,68 µV/V/K

1840 ppmMBE/K
3,68 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

Eingang wird in diesem Modus nicht benutzt

Differentiell

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

CommonMode

tbd.

tbd.

tbd.

tbd.

Rauschen (mit/ ohne Filterung)/ vorläufige Angaben:

Messung Modus

Messbrücke/DMS/StrainGauge/SG 1/4-Brücke 1 kΩ 2/3-Leiter

 

32 mV/V

8 mV/V

4 mV/V (comp.) 5)

2 mV/V (comp.) 5)

Rauschen (ohne Filterung, bei 23°C)

FNoise, PtP

350,0 ppmMBE
2734 digits
11,2 µV/V

< 820,0 ppmMBE
< 6406 digits
< 6,56 µV/V

< 1640,0 ppmMBE
< 12813 digits
< 6,56 µV/V

< 3280,0 ppmMBE
< 25625 digits
< 6,56 µV/V

FNoise, RMS

70,0 ppmMBE
547 digits
2,24 µV/V

< 140,0 ppmMBE
< 1094 digits
< 1,12 µV/V

< 280,0 ppmMBE
< 2188 digits
< 1,12 µV/V

< 560,0 ppmMBE
< 4375 digits
< 1,12 µV/V

Max. SNR

83,1 dB

> 77,1 dB

> 71,1 dB

> 65,0 dB

Rauschdichte@1kHz

0,03 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 13:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 14:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 15:

< 0,02 Messung SG 1/4-Bridge (Viertelbrücke) 2/3-Leiter-Anschluss 16:

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

FNoise, PtP

85,0 ppmMBE
664 digits
2,72 µV/V

< 48,0 ppmMBE
< 375 digits
< 0,38 µV/V

< 96,0 ppmMBE
< 750 digits
< 0,38 µV/V

< 192,0 ppmMBE
< 1500 digits
< 0,38 µV/V

FNoise, RMS

14,0 ppmMBE
109 digits
0,45 µV/V

< 8,0 ppmMBE
< 63 digits
< 0,06 µV/V

< 16,0 ppmMBE
< 125 digits
< 0,06 µV/V

< 32,0 ppmMBE
< 250 digits
< 0,06 µV/V

Max. SNR

97,1 dB

101,9 dB

> 95,9 dB

> 89,9 dB

2) Bei der realen Brückenmessung wird meist ein Offset-Abgleich nach Installation durchgeführt. Die gegebene Offset-Spezifikation der Box 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 Box 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.

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 Box in Halb- oder gar Vollbrücke verwendet wird, kann die Temperaturempfindlichkeit der Box und somit des Messaufbaus verringert werden.