Betrieb von induktiven/kapazitiven Lasten an Analogausgängen

Analogausgänge wie die EL40xx/41xx/EL47xx Ausgangsklemmen für Normsignale (10 V/ 20 mA) oder EL95xx einstellbare Netzteilklemmen sind für ohmsche Lasten ausgelegt. Da in der Praxis ideal ohmsche Lasten schwer realisierbar sind, können sie in Grenzen auch induktive/kapazitive Lasten treiben. Zwei Effekte sind dabei zu berücksichtigen:

• Durch die Bestromung der Induktivität kommt es je nach Spannungsanstiegsgeschwindigkeit zu positiven/negativen Spannungsspitzen.
• Diese dürfen eine Höhe von 125 % der max. nominellen Ausgabespannung nicht überschreiten (wenn in der jeweiligen Gerätedokumentation nicht anders angegeben).
  Beispiel: die Klemme EL4102 ist spezifiziert mit max. Ausgabespannung 10 V
  → max. sind ±12,5 V Spannungsspitzen gegen Analog-GND zulässig.
• Da die Spannungs-/Stromquelle (also der Analogausgang) von der Steuerung kontrolliert wird, kann und muss der Spannungs-/Stromanstieg bewusst so langsam gewählt werden, dass es nicht zu unzulässig hohen Spannungen am Analogausgang kommt.
• Dies ist mittels Oszilloskops bei der Inbetriebnahme zu kontrollieren und durch entsprechende Auslegung ist sicherzustellen, dass es auch später nicht zu Überhöhungen kommt, ggf. ist ein regelmäßiges Monitoring erforderlich.
• Eine Simulation ist nicht ausreichend.
• Beispiel mit der Klemme EL4112: durch „große“ Ausgabesprünge (hier: 10.000 digits/Zyklus) kommt es zu unzulässig hohen Überspannungen an einer ohmsch-induktiven Last mit ca. 100 mH/ 320 Ω:
  

→ indem der Anstieg auf mehrere Stufen á 1000 digits/Zyklus verteilt wird, werden die Überspannungen deutlich reduziert:

• es kann zu Schwingungen kommen, wenn der Gesamtaufbau (mit induktiven und kapazitiven Lasten) ein schwingungsfähiges System hervorruft;
• es ist mittels Oszilloskops zu kontrollieren, dass die unweigerlich entstehende Schwingung wieder zügig (innerhalb einiger Millisekunden) abklingt: