Messen eines mA Signals

[Stromus]

Naturgemäß liefert eine Stromquelle einen konstanten Strom unabhängig vom Verbraucher unter der Voraussetzung, dass der Widerstand des Verbrauchers viel kleiner ist als der Innenwiderstand der Quelle. Deshalb durch Parallelschaltung eines Amperemeters mit geringem Innenwiderstand über den gesamten Verbraucher kommt derselbe Strom zustande. Es wird hierfür keine Diode benötigt.
Das ist aber schon die einzige Ausnahme und deshalb wird sonst immer in Reihe gemessen.

[Stromus]

Eine Kleinigkeit hätte ich beinahe vergessen:

Diese Messung liefert eine Aussage NUR über die Lieferfähigkeit der Stromquelle. Bedeutet aber nicht, dass nach Entfernen des Messgerätes der Strom weiterhin auch existiert.

Beispiel: Stromquelle soll verbraucher beliefern, aber der Verbraucher hat eine Unterbrechung. In diesem Fall fließt kein Strom, aber sobald ein Amperemeter parallel dazu geschaltet wird, kommt der Strom wieder zustande. Die Aussage über die Unterbrechung geht verloren und deshalb macht es ein Mal mehr Sinn, das Messgerät seriell in die Schaltung zu plazieren

[Bernd]

moin

der differnetielle Widerstand der Diode ist viel grösser als der RI vom Messgerät, daher gehtb alles über das Messgerät
mfg
bernd

[Stromus]

Die Erklärung habt ihr bereits.
Bestreitet noch jemand, dass diese Messung Quatsch ist?

[gonimax]

tja @Stromus, dann sind wir (Bernd und meine Wenigkeit) wohl die derzeitig Einzigen, die mit EMR-Anlagen zu tun haben - soll aber keine beleidigung sein

Das die Strommessung in Serienschaltung ausgeführt wird, ist absolut unstrittig, keine Frage !!!

Wohl aber gibt es Schaltungsmassnahmen, die sicherstellen, dass ein unbeabsichtigtes Trennen einer Reihenschaltung, wie in MSR-Anlagen aus Sicherheits/Verfügbarkeitsgründen verhindert, bzw. einen unproblematischen Austausch von Geraeten, bzw. Messungen gestattet, ohne dass die Messung ausfällt. Dazu bedient man sich u.a. einiger Methoden:

- Hart-Protokoll - funzt natürlich nur, wenn die geräte (MUs) dafür ausgelegt sind
- lösbare mechanische Brücken an Übergabe-Klemmleisten
- das Prinzip via Interlock-Diode, welche mit im Messkreis in Reihe geschalten ist, und wo hier direkt parallel mit einem mA-Multimeter der Strom gemessen werden kann

Vielleicht war es auch etwas zu missverständlich rübergekommen, denn es wird nicht direkt am Gebersignal parallel gemessen, sondern, wie ebend oben beschrieben.

[Stromus]

Das alles ist mir vollkommen klar nur:
1. Eine derartige Messung funktioniert nur dann, wenn die Versorgung eine Stromquelle darstellt. Bei Spannungsquellen oder sonstige Versorgungen völlig unmöglich!!!!
2. Diese Messung liefert keine Aussage darüber, ob die Last in Ordnung ist.
3. Die einzige Aussage ist nur: Stromquelle ist, oder ist nicht in Ordnung.

[gonimax]

hallo @Stromus

zu 1. es war doch auch nur von der Stromquelle die Rede, oder ?!

zu 2. wenn der gemessene Strom und die Auswertung der (Nutz)last dasselbe ergeben, stimmt die Aussage sehr wohl (Interlockdiode für Messinstrument) und Nutzlast des Meßstromkreises werden ja vom gleichen Strom bedient

zu 3. Aussage trifft zu: die integrierten Verbraucher im zu überprüfenden Stromkreis werten den gemessenen/zu erwartenden Strom korrekt aus, oder nicht.

[Stromus]

Nein wir verstehen uns nicht! Die Diode ist auch Last. Wenn die Last unterbrochen ist an welcher Stelle auch immer, merkt das Messgerät nichts davon.
Damit sind solche Messungen nach wie vor die Bewertung der Quelle nicht der Last.

[gonimax]

...wir scheine uns echt nicht zu verstehen ....also belassen wir es dabei

[Erfinderlein]

Hallo,

kann denn mal jemand diesen Stromkreis mit Interlockdiode aufzeichnen ?

Auch die Diodenart etwas spezifizieren bitte.

Wenn ich das bisher richtig verstanden habe, ist der Spannungsabfall über dem Messgerät kleiner als die 0,7 Volt einer Si-Diode, so dass die Diode gar nicht erst leitet und der Strom über das Messgerät fliesst ?

Dann messen wir aber wie es sich gehört den fliessenden Strom mit einem temporär in Serie eingebauten Strommesser.

Danke für die Skizze.

LG aus GR

[gonimax]

Glückwunsch @Erfinderlein, Du hast es verstanden, nur funzt das sowohl temporär, als auch permanent. Es beruht auf der Ausnutzung des schon beschriebenen Effektes des differentiellen Widerstandes der Dioden in einer bestimmten Betriebsart.

Als Dioden kommen sowohl Z-Dioden, als auch Si-Universaldioden in Frage - keine Ge-Dioden. Zumindest funzt das in der MSR-Praxis mit den Einheitsstromsignalen, wo es auf paar nA über die Diode nicht ankommt, und wird dementsprechend dort angewendet, wo es auf Verfügbarkeit und Sicherheit ankommt, also um ungewollt Ausfälle technischer Art bzw. unsachgemäßer Handhabung bei Fehlersuche und Kallibrierung solcher Anlagen zu verhindern/vermeiden.

so.... nun ists genug

[Stromus]

Guten Morgen,

ja, wenn aber die Diode unterbrochen ist merkt das parallelgeschaltete Messgerät nichts. Wird dieses entfernt, so funktioniert die Schaltung wieder nicht.
Ebenso merkt das Gerät nichts, wenn die restliche Last einen Kurzschluss hat. Eine Stromquelle liefert nach wie vor den gleichen Strom. Damit ist die Frage des Fehlers nicht beantwortet:
hat jetzt die (Nutz)Last einen Kurzschluss, oder eine Unterbrechung?
Ist die Nutzlast unterbrochen, so fließst kein Strom. Die Frage lautet:
ist die Nutzlast unterbrochen, oder die Stromquelle defekt?

[BernhardS]

Hallo,

eine sogenannte Analogsignalverteilerkarte sieht hier so aus:
5 Zehnerdioden sind in Reihe geschaltet. Das Signal läuft über die Diodenreihe. An jeder Diode steht die Zehnerspannung an, die Treiberschaltung muss natürlich hoch genug sein um die zu überwinden.
Wenn jemand das Signal braucht, schaltet er einen Widerstand parallel zur Zehnerdiode und nimmt an diesem die Spannung ab. Der Widerstand darf natürlich nicht so groß sein, daß der Spannungsabfall bei 20 mA die Zehnerspannung erreicht.

Die ürsprüngliche Frage schaut dann so aus, wie diese Karte; nur mit nur einer Zehnerdiode.

Bernhard

[gonimax]

...tatsächlich sind wir etwas von der Ausgangsfrage abgekommen. Das Problem "Interlock-Diode" wurde ja nur erwähnt, weil ebend deren Einsatz trotzdem eine Strommessung gewährleisten kann.

Hier wurde vom Fragesteller die Ankopplung von 4-20mA an eine SPS genannt. Obwohl so noch nie probiert, koennte die Messung an so einem Eingang (keinen konventionellen, wie einfache mA-basierende Meßinstrumente) durchaus gelingen, wenn im SPS-Eingang Schutzdioden integriert sein sollten (ist nur eine Annahme). Dann ist eine extern angeschaltete Interlock-Diode fehl am Platze, und der Stromfluss über dem SPS-Eingang wäre also denoch geschlossen.

Untermauert wird dies auch noch, dass beispielsweise in einem sicherheitsrelevanten Strommeßkreis mit mehreren Verbrauchern i.V. einem SPS-Eingang, letzterer ausdrücklich keine Interlock-Diode erhält. Habe mir heute diesbezüglich in freier Auswahl mal 10 diverse Stromlaufpläne unterschiedlicher Priorität angeschaut. Die anderen mit Interlockdioden beschalteten Verbraucher erhalten eine Diode, und bewirken bei z.B. "unsachgemässem" Entfernen, bzw. internem Meßkreisbruch keine Stromkreistrennung.

Nun zum Fall einer einzelnen Last: Ausgehend von einem Speisetrenner, oder auch Analogvervielfacher, oder anderen Trennern für 4-20mA Betriebsweise erscheint die Ankopplung zunächst paralleler, wie auch serieller Art zu sein, wirkt aber echt nach den Gesetzen der Strommessung - sogar eine parallele (Z-)Diode würde hier keinen negativen Einfluss haben (obwohl für eine Einzellast nicht sinnvoll), da im Regelfall der Innenwiderstand der Last geringer ist. Misst der Fragesteller also mit einem mA-Meter parallel zur Last dennoch korrekten Strom, dann ist der eigentliche Lastzweig irgendwo unterbrochen, bzw. es ist irgendwo eine Interlockdiodenschltung implementiert, ansonsten würde das Signal verfälscht werden.

Hinweis, auch ein SPS-Eingang kann fehlerhaft sein.

Bei aller Serienschaltung gilt: die Summe aller Lasten darf die max. zulässige Bürde des speisenden Signalquelle nicht überschreiten, dann ist auch gewährleistet, dass das Signal nicht verfälscht wird.

das aufgezeigte Schaltungsprinzip von @BernhardS entspricht der Sache Interlockdiodenbeschaltung, wobei im hiesigen Fall für die Praxis, auf die erste und vierte Diode (von oben nach unten) verzichtet werden könnte, sie erhöhen nur unnötig die Bürde. Andererseits kann man grade an einer solcher (nicht mit Geräte-beschalteten) Diode z.B. zur Nutzung von Prüfbuchsen nutzen.

[Stromus]

Von alldem habe ich nichts verstanden. Und was ist eigentlich eine Bürde im technischen Sinn?
Ich gebe auf! Ich verstehe nicht, was Ihr mit einer Messung tut, die nicht alle Fehlerfälle deckt.