Anschlußwiderstand Parallelschaltung v. Wägezellen

Wissenschaft Physik
#1

Guten Tag!

Ich habe mehrere kleine Verständnisprobleme. Ich fange mal nacheinander an.

Ich habe die folgenden 4 Wägezellen vorliegen

  • von Bosche KSB0500
  • 4-Leitertechnik
  • Nennkennwert 3,0 mV/V; Kennwerttoleranz 0,003 mV/V
  • Speisespannung 10 - 12 V; maximal 15 V
  • Eingangswiderstand 400 Ohm +/- 20 Ohm
  • Ausgangswiderstand 323 Ohm +/- 5 Ohm

Diese sollen parallel geschaltet werden, indem die Anschlüsse (Speisespannung + Ausgangssignal) einfach direkt an den Ein/Ausgang des folgenden Messverstärkers angeschlossen werden.

von ME-Meßsysteme:
MV35 DC-Meßverstärker im Hutschienengehäuse
22,5x75x100 mm, Hilfsspannung 18…32 VDC
Aufnehmerspeisung 10 VDC/90 mA
Analog-Ausg. 0/4…20 mA bei max. 500 Ohm
bei Kabelbruch Ausgang kleiner 4 mA

So nun zu meinen Fragen:

  1. Wenn ich am Meßverstärker doch nur einen Ausgang von 10V habe, teilt sich diese Spannung doch auf die 4 Wägezellen (Parallelschaltung) auf und ich habe bei jeder nur 2,5V… richtig?
    Dann würde ich bei Nennlast pro Wägezelle ein Signal von 2,5V * 3mV/V = 7,5mV erhalten. Alle 4 Wägezellen addiert würden dann 30mV ergeben…
    Benötige ich aber nicht unbedingt 10 V pro Zelle oder liege ich da falsch und die 7,5V reichen aus? Eigentlich ist der Meßverstärker für bis zu 4 Wägezellen laut Hersteller ausgelegt und sollte für meine Wägezellen ausreichen (Telefonat mit ME).

  2. Bei jeder Wägezelle sind einmal Eingangswiderstand 400 Ohm +/- 20 Ohm und Ausgangswiderstand 323 Ohm +/- 5 Ohm gegeben. Welchen davon nehme ich zur Berechnung des Gesamtwiderstandes der 4 Wägezellen? Benötige ich die Kenntnis über den Gesamtwiderstand denn überhaupt? Auch wenn nicht, würde ich dennoch gerne Wissen, welche Angabe ich dazu benötige.

Bitte helft mir! Ich will nicht soviel Geld in den Sand setzen %)

Gruß Toni

#2

Hallo,

  • 4-Leitertechnik

Wird angeschlossen wie in folgendem pdf einer anderen Firma beschrieben (Seite 2 unten rechts): http://www.soemer.de/waegezelle-1002.pdf
Das funktioniert nicht parallel oder in Reihen geschaltet, die muss man alle einzeln anschließen.
Gruß
loderunner

#3

Ich habe mit mehreren Herstellern gesprochen und alle sagten mir, dass ich diese parallel anschließen könne, wodurch diese gleich das summensignal ausgeben, im gegensatz zum einzelnen auslesen jeder wägezelle, bei der man selbst erst die werte addieren muss!!!
In Reihe geht das natürlich nicht aber parallel auf alle Fälle, laut allen Herstellern!
Hierzu folgende Literatur: http://www.hbm.com/fileadmin/mediapool/hbmdoc/techni…

S. 11-141 ff.

#4

Hallo,

dachte ich auch zuerst, aber wenn man alles parallel anschliesst, hat eben jeder Zweig 1/4 Widerstand, die Veränderungen addieren sich aber, jedenfalls solang sie klein sind gegenüber dem Widerstand, was sicher gegeben ist. Kann also so funktionieren. Ganz sicher liegt aber bei Parallelschaltung die 10V-Spannung an allen Sensoren an und teilt sich nicht auf, nur der Strom wird grösser (x 4).

Wenn man weiter nachrechnet, ergibt sich dass die Empfindlichkeit insgesamt gleich bleibt. Gar nicht so dumm das Ganze.

Gruss Reinhard

#5

Hallo,

http://www.hbm.com/fileadmin/mediapool/hbmdoc/techni…

Prima Dokument. Habe ich mir sofort abgespeichert. Und ziehe meine erste Antwort als völligen Unsinn zurück.
Neuer Versuch:

  1. bei Parallelschaltung sieht jede Zelle die gleiche Spannung von 10V.

  2. es geht um den Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Zellen, um den Einfluss der Leitung berücksichtigen zu können, richtig? Dann gehe ich mal von den 323Ohm pro Exemplar aus, davon vier Stück parallel, also ein viertel davon als resultierender Widerstand, das ergibt dann 87,5Ohm.

Aber Vorsicht: letzteres habe ich mir grad erst aus Deinem Buch angelesen. Ich hab noch nicht mit den Wägezellen gearbeitet - was man aus meiner ersten Antwort ablesen kann…
Gruß
loderunner

#6

Noch 'ne Korrektur…
Hallo,

  1. es geht um den Gesamtwiderstand der parallel geschalteten
    Zellen, um den Einfluss der Leitung berücksichtigen zu können,
    richtig? Dann gehe ich mal von den 323Ohm pro Exemplar aus,
    davon vier Stück parallel, also ein viertel davon als
    resultierender Widerstand, das ergibt dann 87,5Ohm.

Hab auf der Heimfahrt nochmal nachgedacht:
da Du ja nur 4 Leiter verwendest, spielt der Gesamtwiderstand auch beim Eingangswiderstand eine Rolle. Der ist auch nur ein Viertel des Normalwertes (also 400Ohm/4 = 100Ohm), es fließt der vierfache Strom über die Versorgungsleitung und der erzeugt dort natürlich auch den vierfachen Spannungsabfall - und damit stimmen die 10V am Sensor nicht mehr. Das muss man natürlich ebenfalls berücksichtigen.

Aber Vorsicht: letzteres habe ich mir grad erst aus Deinem Buch angelesen. Ich hab noch nicht mit den Wägezellen gearbeitet - was man aus meiner ersten (und der zweiten) Antwort ablesen kann…
Gruß
loderunner

#7

Hab mir das auch nochmal alles überlegt. Bei der 1. Frage in Bezug auf Parallelschaltung und Volt, habe ich mich ganz schlicht und einfach verguckt und hätte es mir auch selbst beantworten können… naja ^^

So, die andere Frage:
Wieso sollen die 10 V am Sensor nicht mehr stimmen?
Denke mal schon, dass die noch stimmen. Wieso sollten sich die 10V verändern?
Jedenfalls käme ich dann ja auf 100mA als Ausgangsstrom der Wägezellen, wenn ich mit den 400 Ohm rechne. Somit dürfte ich damit genau die Belastungsgrenze des Messverstärkers erreichen laut Datenblatt. Aber unsicher inwiefern das zusammenhängt mit den Eingans- und Ausgangswiderstand bin ich mir dennoch :frowning:

#8

Hallo,

So, die andere Frage:
Wieso sollen die 10 V am Sensor nicht mehr stimmen?
Denke mal schon, dass die noch stimmen. Wieso sollten sich die
10V verändern?

Die stimmen mit Sicherheit nicht.
Der Strom durch die Versorgungsleitung bewirkt einen Spannungsabfall auf derselben. Wenn nur ein Sensor pro Leitung angeschlossen wird, ist das kein Problem - das ist ab Werk kompensiert, weshalb man auch die komplette Originalleitung in voller Länge verwenden muss (wenn ich Deinen Link richtig verstehe). Wenn man die Version mit 6 Leitungen verwendet, ist das ebenfalls kein Problem (es gibt zusätzliche Messleitungen, die die Spannung direkt am Sensor messen und regeln). Wenn man dagegen vier Sensoren parallel an eine Leitung hängt, funktioniert das nicht mehr, dann muss man den zusätzlichen Spannungsabfall irgendwie rausrechnen oder kompensieren.

Jedenfalls käme ich dann ja auf 100mA als Ausgangsstrom der
Wägezellen, wenn ich mit den 400 Ohm rechne. Somit dürfte ich
damit genau die Belastungsgrenze des Messverstärkers erreichen
laut Datenblatt.

Das sollte so passen.
Gruß
loderunner