OA 10219 BD 03 / 96 Elektronische Miniatur
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OA 10219 BD Elektronische Miniatur-Module zum Betrieb von induktiven Meßwertaufnehmern Modelle OA-10 und DE-52 03 / 96 n Modell OA-10 : Oszillator und Demodulator n Modell DE-52 : 2-Kanal-Demodulator n Zur Verwendung mit Differential-Drosseln (Halbbrücken) und Differential-Transformatoren(LVDT) n Zum Serieneinsatz und zum Aufbau von Mehr- kanalsystemen besonders geeignet Aufbau und Arbeitsweise Elektrische Daten der Modul-Bausteine OA und DE Der Modul-Baustein OA enthält einen Oszillator zur Speisung eines oder mehrerer induktiver Meßwertaufnehmer,einen phasenstarren Demodulator zur Gleichrichtung des Meßsignals und eine Spannungsreferenz. Die Speisung kann mit einer symmetrischen oder unsymmetrischen Gleichspannung erfolgen. Dabei ist die Wahl innerhalb eines breiten Betriebsspannungsbereiches möglich. Schwankungen der Betriebsspannung und der externen Belastung haben keine Auswirkungen auf die Genauigkeit des Meßsignals. Der Modul-Baustein DE enthält zwei Demodulatoren der vorgenannten Art. Mehrere BausteineDE können zusammen mit einem Baustein OA zu einem Mehrkanalsystem aufgebaut werden. Die Schaltung befindet sich in einem schwarzen Kunststoffgehäuse. Sie ist stoß- und erschütterungsfest vergossen. Zum elektrischen Anschluß dienen rechteckige Stifte. Sie eignen sich zum Löten oder zum Stecken des Bausteins in einen 24poligen DIL-Sockel. Anwendung Die Modul-Bausteine OA und DE sind zumBetrieb von induktiven Meßwertaufnehmern verschiedener Fabrikate vorgesehen. Wegen der unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften solcher Aufnehmer müßen die Bausteine in unterschiedlicher Weise extern beschaltet werden, um eine optimale Funktion zu erreichen. Einige typische Schaltungsbeispiele sind auf den Seiten 2 und 3 dargestellt. Für alle TWK-Meßwertaufnehmer sind erprobte Schaltungen verfügbar. Für Aufnehmer anderer Fabrikate können solche Schaltungen von uns dimensioniert werden. Bei Bedarf werden Labormuster auf einer Europakarte geliefert. Hinweis: Die Bausteine OA und DE sind für den Einsatz in größeren Serien bestimmt. Zum Betrieb einzelner induktiver Wegaufnehmer werden die Modul-Bausteine OD 15, OV 15 und OE 30 aus dem TWKLieferprogramm vorgeschlagen. TWK- ELEKTRONIK GMBH · Oszillatorteil (OA-10 Modul) n n n n n Betriebsfrequenz: Kurvenform : Konformitätsabweichung : Amplitude : Temperaturgang der Frequenz : n Temperaturgang der Amplitude : n Dauerbelastbarkeit : 10 kHz * Sinus 1% max. 12,5 Vss 0,02%/°C max. 0,005%/°C max. 10 mAeff (kurzschlußfest) * Andere Betriebsfrequenzen auf Anfrage. Demodulatorteil (OA und DE Module) n n n n n Belastbarkeit : Linearitätsabweichung : Temperaturgang : Oberwelligkeit : Meßfrequenz : 5 mA max. (kurzschlußfest) 0,015% max. 0,002%/°C max. 20 mVss max. 500 Hz bei max. 1% Abweichung Stromversorgung ( für OA und DE Module) n Betriebsspannungs- bereich : n Betriebsstrom OA : n Betriebsstrom DE : n Arbeits- temperaturbereich : n Gewicht : symmetr. ± 11,5 bis ±16 VDC, unsymmetr. 23 bis 32 VDC 15 mA im Leerlauf bei 30 VDC 5 mA im Leerlauf bei 30 VDC -10 bis +70°C 6g Hinweis: Die Entfernung zwischen Aufnehmer und Modul-Baustein kann bis zu 100 m betragen. Zur Verbindung sind abgeschirmte Kabel zu verwenden. Zulässige Kabelkapazität : Ader gegen Ader ≤135 pF/m Ader gegen Schirm ≤ 180 pF/m 40041 DÜSSELDORF · POSTF. 105063 · HEINRICHSTR. 85 · TEL . 0211/632067 · FAX 0211/637705 Modul-Bausteine OA und DE Blockschaltbild, Anschlüsse und Einbaumaße 5 3 2 10 1 1 12 9 11 2 4 11 6,5 12 0,5 2,54 generator Phasenstarrer Demodulator 1 SinusOszillator Phasenstarrer Demodulator 2 27,94 12 11 6 5 20 ReferenzDiode 1 N 825 3 2 1 15,24 Phasenstarrer Demodulator Puls- OA-10 13 14 23 13 14 24 DE-52 23 24 33 Die Bausteine passen in einen 24-poligen DIL-Sockel. Funktion Ausgangssignal Oszillator-Ausgang Pin 1 2 Funktion Ausgangssignal 1 Ausgangssignal 2 3 5 6 11 12 13 14 und 23 Oszillator-Rückführung Demodulator-Eingang nicht belegt Referenzspannung, -6,2 V / 1 mA gegen C Pulsgenerator-Ausgang V-, negative Betriebsspannung C, Null Volt, 9 10 11 12 13 14 and 23 Demodulator Eingang 2 Demodulator Eingang 1 Referenzspannungseingang Pulsgenerator-Eingang V-, negative Betriebsspannung C, Null Volt, interne Verbindung liegt bei Anschluß unsym. Betriebsspannung in der Mitte zwischen V + und V- interne Verbindung liegt bei Anschluß unsym. Betriebsspannung in der Mitte zwischen V + und V- 24 V+, positive Betriebsspannung 24 V+, positive Betriebsspannung 4 6,5 Pin 1 2 0,5 2,54 27,94 12 11 10 9 2 1 15,24 OA-10 14 20 13 23 24 DE-52 13 14 23 24 33 Grundschaltungen zum Betrieb verschiedener induktiver Aufnehmer Schaltungsbeispiel 1 Schaltungsbeispiel 2 OA mit Differentialdrossel für Aufnehmer bis zu 10 mA Stromaufnahme OA mit Differentialdrossel für Aufnehmer bis zu 200 mA Stromaufnahme PTC SIOV + RC 4558 Vout WWechselspannungsverstärker E W+ 3 2 1 23 24 23 24 3 2 1 + - V+ 6 5 OA-10 6 5 OA-10 10k 12 11 13 14 12 11 13 14 10k SIOV V+ Widerstände 1%, TK50 V+ V- C Vout (C) (C) C 1µF/35V V- C 1µF/35V V- Schaltungsbeispiel 3 Schaltungsbeispiel 4 OA mit Differentialtransformator für Aufnehmer bis zu 10 mA Stromaufnahme Wechselspannungsverstärker für Aufnehmer bis zu 200 mA Stromaufnahme V+ V+ 1211 13 14 Verstärkung 1 : Rv = 0R 0,5 : Rv = 10k 23 24 3 2 1 SIOV 6 5 OA-10 E 47p 3 2 Rv 15 14 10k Vout 9 1 7 + 10R / 2W + 10 10R / 2W - 16 8 4 47p 1% TK50 10k 1% TK50 (C) V- 1µF/35V 10µF/35V W- TCA2465A SIEMENS C V- -2- W+ 33n 33n C Modul-Bausteine OA und DE Ausgangsschaltungen zur Aufbereitung des Meßsignals Schaltungsbeispiel 5 Schaltungsbeispiel 6 Verstärker, Ausgangssignal bezogen auf " C " Verstärkung und Nullpunkt einstellbar. Besonders für symmetrische Betriebsspannung geeignet. Verstärker, Ausgangssignal bezogen auf " V- ". Ausgangssignal 0 - 10 V. Verstärkung einstellbar. Besonders für unsymmetrische Betriebsspannung geeignet. Vref Vin Vref Nullpunkt ± 1,1 V OA Pin 11 Verstärkung 0,82 bis 4,7 OA Pin 1 10k 2k15 DE-52 Pin 1 oder 2 100k 38k3 10k 38k3 10n 10k + Vin 10k + LM358 OA Pin 11 Verstärkung 0,82 bis 4,7 10k 2k15 OA Pin 1 DE-52 Pin 1 oder 2 10n 13k3 10k 16k2 + Widerstände 1%, TK50 Vout Widerstände 1%, TK50 C CA3240 OA Pin 14 oder 23 16k2 + Vout 16k2 13k3 C OA Pin 14 oder 23 V- 16k2 OA Pin 13 V- C Grundschaltungen zum Betrieb mehrerer Aufnehmer Schaltungsbeispiel 7 Schaltungsbeispiel 8 OA und DE mit 3 Differentialdrosseln, mit je bis 10 mA Stromaufnahme. Die Schaltung kann durch zusätzliche DE-52 erweitert werden. OA und DE mit 3 Differentialdrosseln, mit einer Gesamtstromaufnahme von 200 mA. Die Schaltung kann durch zusätzliche DE-52 erweitert werden. Widerstände 1 %, TK50 V+ V+ 10k Wechselspannungsverstärker W+ V- C Vout1 3 2 1 23 24 23 24 3 2 1 Vout1 SIOV E 6 5 OA-10 6 5 OA-10 + RC 4558 W12 11 10k 13 14 12 11 13 14 + - V+ PTC C C + SIOV - - RC 4558 + DE-52 DE-52 10k SIOV Vout2 + Vout2 2 1 23 24 2 1 23 24 C + 10k 12 11 10 9 13 14 12 11 10 9 13 14 10k C RC 4558 10k Vout3 Vout3 (C) 1µF/35V (C) C C 6µF8/35V V- V- -3- Elektronische Miniatur-Module OA und DE Mehrkanal-Meßwertaufbereitung mit Modul-Bausteinen OA-10 und DE-52 Aufbau und Funktion Bestellbezeichnung und Bestückung Mit den Modul-Bausteinen OA-10 und DE-52 läßt sich eine einfache und preiswerte Mehrkanal-Meßwertaufbereitung auf einer Europakarte realisieren. An eine Karte mit 32-pol. Steckerleiste können maximal sieben induktive Meßwertaufnehmer angeschlossen werden. Beispiel : OUK 10 - 1 - 7 - 24 A 01 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. Strom- oder Spannungsausgang : OUK = Karte für Spannungsausgang OIK = Karte für Stromausgang Der Oszillator des Bausteins OA-10 liefert die nötige Wechselspannung von 10 kHz, die - verstärkt durch einen Wechselspannungsverstärker - die angeschlossenen Wegaufnehmer betreiben. 2. Wechselspannungsfrequenz zum Betrieb der Aufnehmer : 10 = 10 kHz (andere Betriebsfrequenzen auf Anfrage.) 3. Anzuschließende TWK-Meßwertaufnehmer : 1 = IW 10/4, IT 108/4 5 = -IW 101/5 6 = IW 120/60 2 = IW 10/8, IT 108/8 7 = IW 120/150 IW 101/10, IW 120/12 8 = -3 = -9 = ID 36 4 = IW 101/15, IW 120/24 10 = andereAufnehmer Drei Bausteine DE-52 mit jeweils zwei Demodulatoren und ein Demodulator in dem Baustein OA-10 liefern die demodulierten Gleichspannungssignale der sieben angeschlossenen Wegaufnehmer. Diese Gleichspannungssignale werden nach Wunsch auf verschiedene Spannungs- oder Stromwerte umgewandelt; z.B. 0-5 V oder 0-20 mA. 4. Zahl der Aufnehmer (1 bis 7) 7 = sieben Aufnehmer Außerdem läßt sich die Empfindlichkeit (Steilheit) durch Trimmer auf der Leiterkarte für jeden Kanal bzw. Wegaufnehmer getrennt abgleichen. Auf Wunsch ist auch eine Nullpunktverschiebung über Trimmer möglich. ( ±10% des Meßbereiches) 5. Betriebsspannung : 24 = 24 VDC 30 = ± 15 VDC 6. Ausgangssignale : A = 0 bis 5 VDC D = 0 bis 20 mA B = 0 bis 10 VDC E = 4 bis 20 mA C = ± 10 VDC Bei der maximalen Bestückung ist die Karte dann mit 14 Trimmern ausgerüstet. Die Betriebsspannung kann wahlweise für 24 VDC oder ± 15 VDC ausgelegt werden. 7. Elektrische und mechanische Varianten : 00 = Die beiden letzten Stellen definieren die genaue Ausführung nach einem Firmenregister. Wird die Karte für weniger als sieben Aufnehmer bestückt,vermindert sich die Anzahl der Demodulator-Bausteine DE-52. -4- Modul-Bausteine OA und DE Blockschaltbilder und Anschlüsse von zwei Europakarten (Beispiele) Karte OUK für 7 LVDT-Aufnehmer, Ausgangssignale 0 bis 10 VDC E A : : Aufnehmer-Signal Ausgangssignal bezogen auf VW + und W - : Aufnehmerspeisung 4c 6c 8c WW+ W0 E1 A1 20c 20a A2 E2 22a 22c E3 A3 24c 24a A4 E4 26a 26c E5 A5 28c 28a A6 E6 30a 30c E7 A7 32c 32a Wechselspannungsverstärker ( 200 mA ) WW+ 0 W0 3 Rü 12 Pu 5 E 2 Os OA R- 11 Au 1 10 E1 12 Pu 9 E2 A1 1 R- 11 A2 2 2 A1 1 R- 11 A2 2 4 A1 1 R- 11 A2 2 6 10 E1 12 Pu 9 E2 10 E1 12 Pu 9 E2 DE DE DE interne Masse W+ C Wr- r+ 1 e a Referenzspannungen gain zero* 8c E1 20c E2 22c E3 24c E4 26c E5 28c E6 30c E7 32c e a a e 5 e a a e 7 e a *zero (optional) Prüfpin 14c V+ 4c Verstärker a e 3 W0 6c 24 24 23 14/23 13 13 OA DE D1 C1 D1 C1 18c V- Karte OIK für 7 Halbbrücken-Aufnehmer, Ausgangssignale 0 bis 20 mA E A : : Aufnehmer-Signal Ausgangssignal bezogen auf VW + und W - : Aufnehmerspeisung WW+ W0 4c 6c 8c E1 A1 20c 20a A2 E2 22a 22c E3 A3 24c 24a A4 E4 26a 26c E5 A5 28c 28a A6 E6 30a 30c E7 A7 32c 32a Wechselspannungsverstärker ( 200 mA ) WW+ 0 W0 3 Rü 12 Pu 5 E 2 Os 11 OA RAu 1 10 E1 12 Pu 9 E2 A1 1 R- 11 A2 2 2 A1 1 R- 11 A2 2 4 A1 1 R- 11 A2 2 6 10 E1 12 Pu 9 E2 10 E1 12 Pu 9 E2 DE DE DE interne Masse W+ C Wr- r+ 1 e a gain zero* E1 20c E2 22c E3 24c E4 26c E5 28c E6 30c E7 32c Verstärker Stromeinpräger e a a e 5 e a a e 7 e a *zero (optional) Prüfpin V+ 14c 24 24 23 14/23 13 13 OA DE D1 C1 V- 4c Referenzspannungen a e 3 6c C1 18c -5- D1
