DMS-Brücken-Messverstärker mit einem Messkanal

DMS-Brücken-Messverstärker mit einem Messkanal lesen eine Dehnungsmessstreifen-Vollbrücke ein und geben deren Signal an eine Steuerung, eine Anzeige oder einen Feldbus weiter. Ein Gerät, eine Messstelle: die Wägezelle, der Kraftaufnehmer oder der applizierte Dehnungsmessstreifen hängt am Eingang, und am Ausgang steht ein verwertbares Signal.

Ein Messkanal heißt nicht ein Ausgang

Die beiden Begriffe werden oft verwechselt, und die Verwechslung führt beim Bestellen zu Fehlern. Der Messkanal ist der Sensoreingang, also die Brücke, die das Gerät erfasst. Der Ausgang ist der Weg, auf dem der Messwert das Gerät verlässt.

Ein einkanaliger Verstärker kann durchaus zwei Ausgänge haben. Der ESMA legt sein eines Brückensignal auf zwei galvanisch getrennte Stromausgänge, damit eine Sicherheitssteuerung die beiden Kanäle gegeneinander vergleichen kann. Weichen sie um mehr als 10 % voneinander ab, fährt die Anlage in den sicheren Zustand. Das sind zwei Ausgänge für eine Messstelle, nicht zwei Messstellen.

Welches Gerät für welchen Einbauort

Hutschiene im Schaltschrank

Sitzt die Elektronik im Schrank, ist das Hutschienengehäuse die günstigste und wartungsfreundlichste Bauform. Der ESMA deckt mit SIL3 und PL e Kategorie 3 die höchste Sicherheitsanforderung ab und braucht dafür eine sichere Steuerung, die die zwei Ausgänge vergleicht. Der ESME hat die Schutzfunktion eingebaut und erreicht SIL1 und PL c ohne sichere Steuerung, mit 24-Bit-Wandlung und wahlweise 4…20 mA oder 0…10 V.

Feldgehäuse an der Maschine

Wo kein Schaltschrank in der Nähe ist, wandert der Verstärker an die Maschine. Der ESMC sitzt im IP65-Feldgehäuse, erreicht SIL1 und PL c mit eingebauter Schutzfunktion und misst mit 0,1 % vom Messbereich. Der EMLC geht noch weiter nach draußen: Edelstahlgehäuse AISI 304, Schutzart IP67, Montage verkabelt oder über einen ¼-GAS-Anschluss direkt am Wägezellengehäuse.

Einbau in den Sensor oder ins Kabel

Der EMLA ist mit 52 × 32,5 × 16 mm klein genug, um in ein Sensorgehäuse oder in den Kabelstrang zu wandern. Das ist die Bauform für Geräte, bei denen die Auswertung mitgeliefert werden soll, ohne dass ein zusätzliches Gehäuse Platz braucht.

Der EMFA sitzt als Inlineadapter aus Edelstahl, Ø 21 × 105 mm und IP67, direkt in der Sensorleitung: an einem Ende die Wägezelle, am anderen ein M12-Stecker mit CANopen oder J1939. Das ist die Bauform für Fahrzeuge und mobile Maschinen, deren Steuerung ohnehin am CAN-Bus hängt.

Prüfstand, Fahrzeug und Versuch

Der EMDC ist ein einzelner Messkanal in einem aus dem Vollen gefrästen, vergossenen Aluminiumblock, IP65 / IP67 von −40 bis +85 °C. Er nimmt eine Voll-, Halb- oder Viertelbrücke, eine Spannung oder einen Strom, ist galvanisch getrennt und tastet mit 24 bit und bis zu 40 kS/s ab. Über EtherCAT lässt er sich mit weiteren Modulen zeitsynchron verketten. Er ist für Messungen gedacht, bei denen der Verlauf zählt und nicht nur ein Wert für die Steuerung.

Analog, IO-Link oder Feldbus

Geht der Messwert an einen Analogeingang, ist 4…20 mA die robuste Wahl: die Stromschleife ist störunempfindlich, und ein Leitungsbruch ist am Strom von 0 mA erkennbar. Diesen Ausgang haben ESMA, ESMC, ESME und EMLA.

Soll das Gerät stattdessen digital sprechen, gibt es mehrere Wege in die Steuerung. Der EMMA nutzt IO-Link und liefert damit Messwert, Parameter und Diagnose über dieselbe dreiadrige Leitung; die übrigen IO-Link Messverstärker stehen daneben. Der EMLC deckt mit RS485 sowie zwölf weiteren Feldbus- und Ethernet-Schnittstellen die Anlagen ab, in denen PROFINET, EtherCAT, CANopen oder Modbus/TCP gefordert sind. Der EMFA spricht CANopen oder J1939, der EMDC EtherCAT.

Wenn ein Kanal nicht reicht

Mehrere Messstellen in einem Gerät führen zu den Brücken-Messverstärkern mit mehreren Messkanälen. Achtung beim Summieren: mehrere Wägezellen parallel an einem Eingang sind keine Mehrkanalmessung, sondern ein summiertes Gewicht. Der EMLC kann bis zu vier Zellen mit 350 Ω parallel betreiben und liefert daraus einen Wert.

Von der Applikation bis zur kalibrierten Messkette

Der Verstärker ist bei uns kein isoliertes Katalogprodukt. Wir applizieren Dehnungsmessstreifen geklebt oder geschweißt am Bauteil, fertigen Messkörper auf der eigenen CNC, kalibrieren die Messkette nach ISO 17025 im eigenen Labor und liefern den passend parametrierten Verstärker dazu. Nennen Sie uns Sensor, Kennwert und Zielsignal, dann kommt das Gerät fertig eingestellt.