Blogeintrag Februar 2018

2-/3-/4-Draht Messung

Ich habe diesen Monat für einen Test mit verschiedenen Messervarianten einen Messaufbau gemacht und ausgetestet. Ich habe für den Test einen 100 Ohm Widerstand verwendet, um einen Pt100 Messwiderstand bei 0 C° zu simulieren. Anfangs hatte ich Schwierigkeiten mir den Aufbau in echt vorzustellen, mit der Zeit war das aber kein Problem mehr.

Versuchsaufbau

Der Test basierte auf einer Siemens CPU (315) mit einem Vipa Eingangsmodul und einem Vipa Profibus DP Slave. Als Leitungswiderstand (Rl) habe ich 100 Meter Kupferlitze angenommen, was 2,2 Ohm entspricht.

Versuchsaufbau

Schema 4-Draht

Messung

Das Ziel der Messung war herauszufinden, ob und wie die verschiedenen Messungen mit den vorliegenden Komponenten funktionieren. Ich habe für die Messung eine entsprechende Hardwarekonfiguration im Siemens TIA erstellt und bei dieser die Eingänge überwacht.

2-Draht Messung

Bei einer 2-Draht Messung wird der Sensor, in diesem Fall ein Pt100, direkt und ohne Berücksichtigung der Leiterwiderstände erfasst. Das kann je nach Entfernung von SPS und Sensor einen bedeutenden Unterschied machen. Bei dem Beispiel meines Tests (100 Meter Litze 0.75) würde es 10.16 C° ausmachen. Diese Abweichung kann man mit dem Eichen umgehen, jedoch beeinträchtigen auch Temperaturunterschiede den Leitungswiderstand.

3-Draht Messung

Im Falle einer 3-Draht Messung wird der Leitungswiderstand einer Leitung gemessen und anschliessend verdoppelt, um beide Leitungen zu kompensieren. Um den Leitungswiderstand zu messen, wird bei Kontakt 4 ein Signal

Schema 3-Draht

ausgegeben und bei Kontakt 2 dasselbe gemessen. Das Signal muss relativ klein sein, damit es nicht über dem Pt100 abfällt. Eine Abweichung des Widerstands der zweiten Leitung wird nicht berücksichtigt.

Bei meiner Messung war leider eine 3-Draht Messung softwaretechnisch nicht möglich, somit musste ich die gleichen Anschlüsse benutzen wie bei der 4-Draht Messung. Da bei dieser Einstellung der Widerstand nicht verdoppelt wurde, ergab sich auch hier eine Abweichung, allerdings nur 5.8 C°.

4-Draht Messung

Schema 4-Draht

Am präzisesten ist eine 4-Draht Messung, da bei dieser der Widerstand beider Leitungen separat gemessen wird. Das Prinzip ist das gleiche wie bei der 3-Draht Messung, nur findet hier auch eine Messung zwischen Kontakt 5 und Kontakt 1 statt. Da nun beide Leitungswiderstände kompensiert waren, ergab sich eine Abweichung von annähernd 0 C°.