Transducer & Messumformer

Grundlagen der Messtechnik

Messumformer und Messwertaufnehmer bilden das Herzstück jeder industriellen Messkette. Der Aufnehmer erfasst eine physikalische Größe und wandelt sie in ein elektrisches Signal um. Der Messumformer verstärkt, filtert und normt dieses Signal für die Weiterverarbeitung. Ohne diese Aufbereitung lässt sich das Sensorsignal nicht weiterverarbeiten. In der Praxis arbeiten beide Komponenten zusammen. Der Sensor liefert millivolt-Signale, der Messumformer macht daraus steuerungstaugliche 4…20 mA. Diese Normierung erlaubt den Einsatz in bestehenden Anlagen. Die Technik findet überall dort Anwendung, wo Prozesse überwacht und gesteuert werden. Ob Gebäudetechnik oder chemische Industrie – Messgrößen werden überall erfasst und ausgewertet. Beim Produktkauf sollten Käufer die Anforderungen der gesamten Messkette kennen.

Worauf es bei der Auswahl ankommt

Kompatibilität zwischen Sensor und Messumformer

Der Messumformer muss zum angeschlossenen Sensor kompatibel sein. Thermoelemente brauchen andere Eingänge als PT100-Sensoren. Dehnungsmessstreifen benötigen eine Brückenschaltung mit Speisung. Drucksensoren liefern oft bereits verstärkte Signale. Die Eingangsempfindlichkeit des Messumformers sollte zum Sensorsignal passen. Ein falsch abgestimmtes System liefert fehlerhafte Messergebnisse. Die Datenblätter beider Komponenten sollte man vergleichen.

Ausgangssignale und Schnittstellen

Das Ausgangssignal bestimmt die Möglichkeiten der Nachverarbeitung. Analoge Ausgänge wie Stromschleife oder 0-10 V sind weit verbreitet. Für die digitale Kommunikation gibt es busfähige Varianten. Die Reichweite spielt eine wichtige Rolle. Stromsignale übertragen über 1000 Meter ohne Verstärkung. Spannungssignale sind auf kurze Distanzen beschränkt. Die Auswahl hängt von der Entfernung zum Auswertegerät ab.

Genauigkeitsanforderungen je nach Einsatz

Die geforderte Messgenauigkeit beeinflusst die Gerätewahl maßgeblich. Regelungsaufgaben brauchen andere Genauigkeiten als reine Anzeigen. Die Angabe in Prozent vom Endwert ist dabei üblich. Langzeitstabilität wird oft unterschätzt. Die Genauigkeit kann sich über die Zeit verschlechtern. In manchen Fällen ist Wiederholgenauigkeit wichtiger als absolute Richtigkeit.

Installation und Anschlusstechnik beachten

Die mechanische Montage sollte zur Anwendung passen. Hutschinenmontage ist Standard im Schaltschrank. Für Feldmontage sind andere Gehäuseformen nötig. Die Anschlusstechnik beeinflusst die Betriebszuverlässigkeit. Schraubklemmen sind universell einsetzbar, steckbare Klemmen erleichtern den Service. Die Verdrahtung muss EMV-gerecht ausgeführt werden. Störungen können Messwerte verfälschen.

Häufige Fehlerquellen

Fehler 1: Die Speisung wird falsch dimensioniert. Viele Messumformer benötigen eine Mindestlast am Ausgang. Bei Stromschnittstelle muss der Gesamtwiderstand der Schleife unter dem Grenzwert liegen. Die Speisespannung muss für die komplette Schleife ausreichen. Ein nachträglicher Fehler lässt sich oft nur aufwendig finden.

Fehler 2: Temperatureinflüsse werden ignoriert. Die Genauigkeitsangabe gilt in der Regel für 25 °C. Bei anderen Temperaturen entstehen zusätzliche Fehler. Der temperaturbedingte Fehler steht im Datenblatt. Wer bei 60 °C arbeitet, braucht ein Gerät mit geringem Temperatureinfluss.

Fehler 3: Das falsche Sensorsignal wird angenommen. Nicht alle Messumformer verarbeiten jedes Sensorsignal. PT100 und PT1000 sehen ähnlich aus, sind aber nicht kompatibel. Thermoelemente haben unterschiedliche Kennlinien. Die Typbezeichnung muss exakt übereinstimmen.

Fehler 4: Die Einbaurichtung bei Kraftaufnehmern wird missachtet. Kraftsensoren messen nur in einer Richtung korrekt. Querkräfte und Biegemomente erzeugen Fehler. Die Montageanleitung gibt die zulässige Belastungsrichtung vor. Eine fehlerhafte Montage führt zu Messfehlern.

Orientierungshilfen zur Geräteauswahl

Für die richtige Auswahl helfen drei Leitfragen. Was wird erfasst und in welchem Messbereich? Wo erfolgt die Messung unter welchen Bedingungen? Was soll mit dem Messwert gemacht werden? Anhand der Antworten lässt sich eine geeignete Gerätekombination ableiten. Soll der vorhandene Sensor weitergenutzt werden, muss der Messumformer dazu passen. Bei Neuausstattung lohnt sich die Wahl eines kompatiblen Systems. Hersteller bieten oft abgestimmte Paare an. Für die Inbetriebnahme sind die Datenblätter entscheidend. Darin sind die wesentlichen elektrischen und mechanischen Daten aufgeführt. Bei Fragen unterstützt der technische Support des Lieferanten.