Galvanisch getrennte Signalumwandlung vs. Shunt-Widerstandsumwandlung
In der industriellen Automatisierung ist eine zuverlässige Signalumwandlung essenziell für sichere Prozesse und reibungslose Abläufe. Zwei Ansätze stehen dabei im Fokus: Die galvanisch getrennte Signalumwandlung und die Shunt-Widerstandsumwandlung.
autosen setzt konsequent auf galvanische Trennung und bietet mit den Geräten AN101 (Signalsplitter) und AN103 (Speisetrenner) leistungsstarke Lösungen an.
Galvanisch getrennte Signalumwandlung
Funktionsweise: Eingang, Ausgang und Versorgung sind elektrisch voneinander isoliert. Die Signalübertragung erfolgt über Optokoppler, Transformatoren oder kapazitive Kopplung. Dadurch werden Störungen, Erdschleifen und Potenzialunterschiede zuverlässig vermieden.
Produkteigenschaften:
- AN101 Signalsplitter: 4-Port-Trennung, 2 Ausgänge, integrierte Hilfsenergie 16 V/35 mA, Signalbereiche 4…20 mA, 0…10 V u. a., Genauigkeit < ± 0,1 %, Grenzfrequenz 5 kHz, Bauform 6,2 mm.
- AN103 Speisetrenner: 3-Port-Trennung, Speisung von 2-/3-/4-Leiter-Transmittern, Konfiguration per DIP-Schalter, Genauigkeit < ± 0,1 %, Reaktionszeit 150 µs, ebenfalls 6,2 mm kompakt.
Vorteile:
- Höchste Störsicherheit
- Sehr hohe Genauigkeit
- Flexible Signalverarbeitung (Strom- und Spannungssignale, redundante Ausgänge)
- Robuste Industriequalität in kompakter Bauform
Galvanisch getrennte Signalumwandlung
Funktionsweise: Ein Stromsignal (z. B. 4–20 mA) wird über einen Widerstand in ein Spannungssignal (z. B. 0–10 V) umgewandelt.
Einschränkungen:
- Keine galvanische Trennung → Risiko von Störungen und Erdschleifen
- Genauigkeit abhängig von Widerstandstoleranz und Temperatur
- Nur Strom → Spannung möglich, keine Rückumwandlung Spannung → Strom
- Für raue Industrieumgebungen nicht ausreichend robust
Galvanisch getrennt vs. Shunt-Widerstandsumwandlung im Direktvergleich
| Kriterium | Galvanisch getrennt (AN101 / AN103) | Shunt-Widerstandsumwandlung |
|---|---|---|
| Elektrische Trennung | Vollständig (3-/4-Port-Isolation) | Nicht vorhanden |
| Signalbereiche | Strom- und Spannungssignale flexibel | Nur Strom → Spannung |
| Genauigkeit | < ± 0,1 % (temperaturstabil) | Mittel bis niedrig (toleranzabhängig) |
| Reaktionszeit / Frequenz | bis 150 µs / 5 kHz | stark begrenzt |
| Hilfsenergie | 16 V DC, 35 mA für 2-Leiter-Sensoren | Nicht verfügbar |
| Bauform | 6,2 mm Hutschiene, sehr kompakt | Abhängig vom Aufbau, größer |
| Industrieeinsatz | Standard in robusten Anwendungen | Eher einfache Anwendungen |
Fazit:
Die Shunt-Widerstandsumwandlung ist technisch simpel und kostengünstig, stößt aber in industriellen Anwendungen schnell an ihre Grenzen: Keine galvanische Trennung, eingeschränkte Genauigkeit und fehlende Flexibilität.
Die galvanisch getrennten Lösungen von autosen – AN101 und AN103 – garantieren dagegen präzise, störungsfreie und flexible Signalverarbeitung in kompakter Bauform und sind damit die richtige Wahl für anspruchsvolle Industrieumgebungen.
