OA 10219 BD 03 / 96 Elektronische Miniatur

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