Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ?

Diskutiere Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ? im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo Forum, hoffe ich bin hier richtig mit meiner Frage. Ich baue ein System zur Erfassung von Messdaten (Längenänderung) mit dem PC. Als...

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  1. #1 medic, 05.08.2010
    medic

    medic Schlitzeklopfer

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    Hallo Forum,

    hoffe ich bin hier richtig mit meiner Frage.

    Ich baue ein System zur Erfassung von Messdaten (Längenänderung) mit dem PC.

    Als A/D-Wandler verwende ich das hier:
    BMC Messsysteme GmbH - USB-AD: USB-Messsystem (ehemals: meM-ADDA)

    Als Messfühler kommen 16x die Messfühler 350-0000 von Transtek zum Einsatz:
    http://www.transtekinc.com/Catalog PDFs 04C/Gagings/Ser350_04c.pdf

    Die Messfühler werden mit 24 VDC gespeist und geben (im Arbeitsbereich) +/- 5 V aus.

    Wenn man den Arbeitsbereich verlässt bzw. beim Ein-/Ausschalten erhalte ich aber durchaus auch mal 8V oder sogar +/- 40 V.

    Das wiederum findet der USB-A/D nicht so lustig und steigt dann aus (bis man ihn vom PC trennt und wieder neu verbindet)

    Ich bräuchte also eine galvanische Trennung (nennt man doch so - oder?) nur ohne Messverstärker. Und die soll dann alles über +/- 5.5 V (z.B.) "kappen"

    Meine Frage ist, ob es sowas überhaupt gibt?
    Wenn ja, wo bekomme ich sowas her?

    Vielen Dank schonmal für jede Antwort
    Gruß
    medic

    PS:
    Hier habe ich mal Oszi-Bilder vom Ein-/Ausschalten. Spitzen bei +/- 40 V
     

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  4. #2 NachtHacker, 05.08.2010
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    AW: Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ?

    Z.B. kannst du mit zwei 12V Z-Dioden (Siehe Bild aus elo-formel, Software unten in meiner Signatur) das Signal auf eine ungefährliche Spannung begrenzen. Mit einem Trennverstärker kannst du zusätzlich das Signal galvanisch trennen.
    z.B. mt.
    TRENNVERSTÄRKER 857-400 im Conrad Online Shop
     

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  5. #3 medic, 05.08.2010
    medic

    medic Schlitzeklopfer

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    AW: Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ?

    Hallo Nachthacker,

    vielen Dank für deine Antwort.
    Der Trennverstärker fällt wegen der hohen Kosten aus.

    Könnte man statt zweier Z-Dioden auch eine Suppressordiode (z.B. SUPPRESSOR-DIODE P6KE6V8CA im Conrad Online Shop) verwenden?
     
  6. #4 NachtHacker, 05.08.2010
    NachtHacker

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    AW: Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ?

    ja klar, die kannst du auch verwenden, sind sogar besser:
    Suppressordiode ? Wikipedia
     
  8. #5 medic, 05.08.2010
    medic

    medic Schlitzeklopfer

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    AW: Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ?

    Hallo Norbert,

    vielen Dank für die Antwort!
     
  9. #6 medic, 06.08.2010
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    medic Schlitzeklopfer

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    AW: Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ?

    Guten morgen nochmal.

    Ich habe mir diese Beschreibung hier mal angeschaut:
    Überspannungsschutz Suppressordiode

    Für meinen Anwendungsfall, d.h. mit geringen Strömen (üblicherweise so um die 50mA), bedeutet das - wenn ich es richtig verstehe - dass die Suppressordiode bei U(b) durchbricht und die Spannung auch bei diesem Wert hält. U(c) würde nur bei sehr großen Strömen erreicht - richtig?

    Vielen Dank nochmals!
     
  11. #7 NachtHacker, 06.08.2010
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    AW: Wie Spannungsspitzen bidirektional "kappen" ?

    Ja das ist richtig, die Überspannung Uc kann nur bei hohen Strömen erreicht werden, da die Supperrordiode einen, wenn auch geringen Innenwiderstand hat. Das spielt aber bei deinen Störsignalen keine Rolle sie werden auf jedenfall auf Ub begrenzt, da deine Signalquelle einen höheren Innenwiderstand hat, bzw. nicht so viel Strom liefern kann.
    Die Störungen sind damit natürlich nicht beseitigt, sondern diese Maßnahme schützt nur deinen Analogeingang vor unzulässig hohe Spannungen.
    Wenn du die Störungen beseitigen, oder dämpfen willst, dann gibt es prinzipiell 2 Möglichkeiten.

    1. Die Störquelle abschirmen. Z.B: ein Frequenzumformer mit Motor kann stören => Geschirmte Motorleitungen verwenden und beidseitig erden. Sowie das Messkabel zum Analogeingang muss auch geschirmt sein, hier kann es aber besser sein den Schirm nur einseitig zu erden. Den Schirm nicht als Leiter für Minus ext. verwenden! Dadurch holt man sich nur Störungen rein!

    2. Das Nutzsignal filtern.
    Mit einem Tiefpassfilter können Störungen gedämpft werden. Angenommen der A/D Wandler misst mit einer Rate von 1kHz, dann kann man einen Tiefpass mit einer Eckfrequenz > 1kHz vorschalten, je steiler der Abfall des Filters, desto effektiver die Störunterdrückung.
    Mit meiner Software elo-formel kannst du soche Filter berechnen und dimensionieren.
     
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