Drucktransmitter und Drucktransducer

Ein Drucktransmitter, auch Drucktransducer, Druckmessumformer oder Druckumwandler genannt, ist ein Drucksensor, der einen Flüssigkeitsdruck in ein elektrisches Signal in Form von Strom oder Spannung umwandelt. Dies sind die gängigsten Drucktransducer und Druckmessumformer, die in der Industrie eingesetzt werden:

• Drucktransmitter mit Ausgangssignal in Strom (4-20 mA).
• Drucktransducer mit Ausgangssignal in Spannung (0-10 V oder 0,5-4,5 V ratiometrisch).

Da die Messung des Drucks in den meisten Prozessen von entscheidender Bedeutung ist, werden Druckumwandler häufig in verschiedenen Branchen und Drucksystemen eingesetzt.

Wie funktioniert ein Drucktransmitter?

Ein Drucktransducer benötigt zum Betrieb eine externe Stromversorgung (VDC).

Der Flüssigkeitsdruck gelangt in den Sensor und erzeugt eine Kraft auf die Messzelle, die eine Wheatstone Brücke aus ohmschen Widerständen enthält. Diese Widerstände ändern sich proportional zur aufgebrachten Kraft und erzeugen eine Ausgangsspannung, die verstärkt und elektronisch verarbeitet wird, um die Standardausgangssignale wie 4-20 mA oder 0-10 V zu erzeugen.

Drucktransmitter 4-20 mA

Ein Drucktransmitter mit einem Stromausgang von 4-20 mA kann das Signal über große Entfernungen übertragen, ohne dass die Genauigkeit leidet. Er ist auch weniger empfindlich gegenüber EMV-Faktoren.

I_out = 4 mA + (gemessener Druck / Druckbereich des Transmitters) x 16 mA

Drucktransducer 0-10 V

Ein Drucktransducer mit einem Spannungsausgang von 0-10 V kann das Signal bis zu einer maximalen Entfernung von 30 m übertragen, um erhebliche Spannungsabfälle in der Signalleitung zu vermeiden. Die Ausgangslast muss hochohmig gewählt werden (mit einem typischen Mindestwert von 4,7 kΩ).

U_out = (gemessener Druck / Druckbereich des Umformers) x 10 V

Drucktransducer 0,5 - 4,5 V ratiometrisch

Ein ratiometrischer Drucktransducer hat ein Ausgangssignal, das direkt proportional zur Versorgungsspannung ist. Er kann dieselbe Spannungsversorgung nutzen wie die A/D Wandler und vermeidet so Fehler, die auf eine getrennte Versorgung zurückzuführen sind. Ratiometrische Drucktransducer werden hauptsächlich in der Automobilindustrie eingesetzt.

U_out = U_v+ x [0,1 + (gemessener Druck / Druckbereich des Umformers) x 0,8 V]

U_v+ = Versorgungsspannung

Genauigkeit von Drucktransmittern und Drucktransducern

Die Genauigkeit eines Drucktransmitters ist die Abweichung des tatsächlichen Ausgangssignals von der theoretischen Ideallinie. Diese Abweichung entsteht durch Nicht-Linearität, Hysterese, Nicht-Wiederholbarkeit und Nullpunktverschiebung. Sie kann auf zwei verschiedene Arten definiert werden:

• Als maximale Abweichung von der Ideallinie beispielsweise ± 0,5% Full Scale (FS) des Druckbereichs.
• Als durchschnittliche Abweichung von der Ideallinie, z. B. ± 0,25% Best Fit Straight Line (BFSL).

In der Regel entspricht die durchschnittliche Abweichung der Hälfte der maximalen Abweichung.

Die Genauigkeit wird bei Raumtemperatur und im Neuzustand bestimmt.

Es gibt weitere Faktoren, die den Gesamtfehler beeinflussen, wie Temperatur und Alterung, die gesondert angegeben werden.

Hysterese von Drucktransmittern und Drucktransducern

Die Hysterese gibt die Differenz des Ausgangssignals zwischen einem steigenden und einem fallenden Druck an. Sie ist sehr gering und für Suco Drucktransmitter vernachlässigbar.

Temperaturfehler bei Drucktransmittern und Drucktransducern

Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf Drucktransmitter, daher wird der Temperaturfehler zur Genauigkeit addiert, um den Gesamtfehler des Drucktransducers zu berechnen.

Temperaturfehler innerhalb des kompensierten Temperaturbereichs werden durch die Elektronik minimiert. Außerhalb des kompensierten Temperaturbereichs ist der maximale Fehler nicht definiert, der Drucktransmitter funktioniert jedoch weiterhin.

Nicht-Wiederholbarkeit bei Drucktransmittern und Drucktransducern

Die Nicht-Wiederholbarkeit definiert die Reproduzierbarkeit des Ausgangssignals bei gleichem Eingangsdruck. Wenn wir zum Beispiel dreimal den gleichen Eingangsdruck anwenden, ergibt die Varianz zwischen den drei Ausgangswerten den Fehlern der Nicht-Wiederholbarkeit.

Langzeitstabilität von Drucktransmittern und Drucktransducern

Die Alterung wirkt sich auf die Genauigkeit eines Drucktransmitters aus, und ihr Einfluss auf den Gesamtfehler wird als Langzeitstabilität bezeichnet.

Betriebsspannung und ohmscher Widerstand für Drucktransmitter und Drucktransducern

Alle Drucktransmitter arbeiten mit Gleichspannung und haben keine galvanische Trennung. Innerhalb des in den Datenblättern angegebenen Bereichs kann die Versorgungsspannung variieren, ohne das Ausgangssignal zu beeinflussen (eine Ausnahme bildet der ratiometrische Drucktransducer).

Darüber hinaus muss eine geeignete ohmsche Last angeschlossen werden, um eine einwandfreie Funktion des Drucktransmitters zu gewährleisten.

Verantwortung bei der Auswahl von Drucktransmittern und Drucktransducern

Die Angaben zur Medienverträglichkeit können nicht verallgemeinert werden, da sie sich auf die vom Hersteller verwendeten Membran- und Dichtungswerkstoffe beziehen. Die Angaben können nicht für alle Anwendungsszenarien verwendet werden.

Die Prüfung der Eignung eines SUCO Drucktransducers für eine bestimmte Anwendung liegt in der Verantwortung des Anwenders. Es kann sein, dass die Eignung nur durch entsprechende Feldversuche überprüft werden kann.

Suco Drucktransmitter und Drucktransducer

Suco Drucktransmitter werden in Deutschland nach höchsten Qualitätsstandards gefertigt. Suco Drucktransducer sind für die anspruchsvollsten Anwendungen konzipiert und bieten außergewöhnliche Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Bitte wählen Sie Ihren Suco Drucktransmitter mit Hilfe der auf dieser Website angebotenen Filter aus.