Messumformer für Messbrücken Allgemeine Beschreibung Diese Messumformer verstärken die Ausgangssignale von resistiven Messbrücken und wandeln sie in normierte Ausgangsspannungen (z. B. 0-10 V) oder -ströme (z. B. 4-20 mA) um (Option: Frequenzausgang, max. 20 kHz). Nullpunkt, Messspanne, Brückenspeisung und Ausgang werden mittels Programmierschaltern eingestellt. Bei der Version SCM 90S kann die Grenzfrequenz im Bereich zwischen 3 Hz und 15 kHz eingestellt werden. • • • Messumformer für Messbrücken, im DINSchienengehäuse oder für Leiterplattenmontage. Messspanne, Nullpunkt, Ausgang und Brückenspeisung mittels SMD-Schalter programmierbar. • • • Für Druck- und Kraftmessdosen, DMS und andere Messbrücken Differenzieller, hochohmiger Spannungseingang Hochpräzise Spannungsquelle zur Speisung der Messbrücke (5 V oder 10 V, max. 120 mA), Ausführung mit Stromquelle auf Anfrage. Mittels Schaltern einstellbar: Nullpunkt (max. ±15 mV), Messspanne (max. ±127 mV), Brückenspeisung (5/10 V), Ausgang (Spannung oder Strom) Option: Frequenzausgang (max. 20 kHz), galvanisch isoliert, busfähig. Stör-/Zerstörschutz: kurzschluss- und verpolungssicher, bis 30 VDC Überspannungsschutz bei allen Eingängen, alle EGEMV-Normen (EN50081/EN50082) erfüllt. Übersicht Module für DINSchienen Typ Ausgang Speisung Bereiche Besonderheiten SCM 90 V/mA 20-30V progr. Messspanne und Nullpunkt einstellbar SCM 90S V/mA 20-30V progr. Zusätzlich verstellbare Grenzfrequenz SCM 90I V/mA 20-30V progr. Wie SCM90, aber mit Konstantstromspeisung Masse: 55x60x23mm SCM 90IS V/mA 20-30V progr. Wie SCM90S, aber mit Konstantstromspeisung Module für Leiterplatten Typ Ausgang Speisung Bereiche Besonderheiten SIGS 15 V/mA 20-30V progr. Messspanne und Nullpunkt einstellbar SIGS 15S V/mA 20-30V progr. Zusätzlich verstellbare Grenzfrequenz SIGS 15I V/mA 20-30V progr. Wie SCM15, aber mit Konstantstromspeisung SIGS 15IS V/mA 20-30V progr. Wie SCM15S, aber mit Konstantstromspeisung Masse 55x32x15mm ASM GmbH 1Mess Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 DAB-SCM90/SIGS15-D-05 www.asm-sensor.de Technische Daten Spezifikationen für Genauigkeitsklassen A und C (Maximalwerte bei 23°C, falls nicht anders vermerkt) Allgemeines Linearitätsfehler bei 50 mV Bereich1 Kalibrierfehler, SCM 15/90 (0-64 mV = 0-10 V)1 3 dB-Bandbreite, SCM 15/90, typ.2 3 3 dB-Bandbreite SCM 15/90S, einstellbar4 Einfluss Betriebsspannung (24 VDC), typ. A 0,01 0,05 4-15 3-15k 0,005 C 0,02 0,1 4-15 3-15k 0,005 Einheit % % Hz Hz %/V A 1 0,5 0,2 -7 bis 7 C 1 1,0 0,3 -7 bis 7 Einheit nA µV % V Stabilität des Nullpunktes bezüglich: Temperatur (RTI)1 Alterung, 1 Jahr (RTI)1 Alterung, 10 Jahre (RTI)1 A 0.3 5 20 C 1 10 40 Einheit µV/K µV µV Stabilität der Verstärkung bezüglich: Temperatur1 Alterung, 1 Jahr1 Alterung, 10 Jahre1 A 25 400 1200 C 70 800 2500 Einheit ppm/K ppm ppm Spannungsausgang (SIGS 10/15, SCM 70/90) Ausgangsimpedanz, typ. max. Ausgangsstrom, typ. max. Ausgangsspannung, typ. min. Ausgangsspannung, typ. A 50 5 10,5 -10,2 C 50 5 10,5 -10,2 Einheit Ohm mA V V Stromausgang Bürde, typ. max. Strom (bei 24 V Speisung) A 0-430 20,5 C 0-430 20,5 Einheit Ohm mA Brückenspeisung, Konstantspannung (5V und 10V): Temperaturdrift1 Strom, max. (bei 24 V-Speis.) Abweichung vom Sollwert1 (engere Toleranzen auf Anfrage) A 25 120 0,5 C 35 120 1 Einheit ppm/K mA % Brückenspeisung, Konstantstrom (0.1mA bis 10mA): Temperaturdrift1 Strom, max. (bei 24 V-Speis.) Abweichung vom Sollwert1 (engere Toleranzen auf Anfrage) A 25 5 0,5 C 35 10 1 Einheit ppm/K mA % Eingang: Eingangsstrom, typ. Rauschen 0.1-10 Hz, pp RTI, typ. Fehler Bereichsumschaltung, SCM 15/901 Gleichtakt-Bereich 1 Die typischen Fehler sind meistens etwa zwei- bis viermal kleiner als die angegebenen maximalen Fehler. 2 Tiefpassfilter zweiter Ordnung. Auf Wunsch auch mit wesentlich höheren Grenzfrequenzen (bis ca. 10 kHz) lieferbar. 3 Die Einschwingzeit (auf 1% des Endwertes bei einem Sprung des Eingangssignals) variiert zwischen ca. 50 ms (bei 15 Hz Grenzfrequenz und ca. 300ms (bei 4 Hz Grenzfrequenz). 4 Bei den Modulen mit einstellbarer Grenzfrequenz (SIGS15S, SCM 90S variiert die Einschwingzeit (auf 1% des Endwertes bei einem Sprung des Eingangssignals) im oberen Bereich zwischen ca. 40 us (15 kHz) und 2.1 ms (330 Hz) und im unteren Bereich zwischen 2.1 ms (330 Hz) und ca. 300 ms (3.3 Hz). Temperaturbereich °C: empfohlen: 0/60 funktionsfähig: -20/90 Masse (in mm) und Anschlüsse *Maß-Korrektur bei Leiterplatten-Modul: richtig ist 7.62 statt 7,26 ASM GmbH 2 Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 DAB-SCM90/SIGS15-D-05 www.asm-sensor.de Eingang und Brückenspeisung • • Optionen • Hochohmiger, differenzieller Spannungseingang für alle resistiven Messbrücken mit Widerständen ab 100 Ohm. Eingangsspannungen standard bis ±127 mV. Brückenspeisung umschaltbar von 5 V auf 10 V, max. 120 mA. Andere Brückenspeisungen auf Anfrage. Konstantstrom-Brückenspeisung als Option auch lieferbar. Bei Bestellung Stromstärke angeben, min. 0.1 mA, max. 10mA, Bürde: 4 V, auf Wunsch auch 9 V möglich. • • • • Ausgang • • • Spannungsausgang: Einstellbar zwischen -10 V und +10 V. Kurzschlussfest. Die technischen Daten (Stabilität) gelten für den Stromausgang, der Spannungsausgang ist in der Regel noch etwas genauer und stabiler als der Stromausgang (Umgehung der SpannungsStrom-Wandlung). Stromausgang: Standard 0-20 mA oder 4-20 mA, kurzschlussfest. Andere Bereiche auf Anfrage. Option: Frequenzausgang (max. 10 kHz), galvanisch isoliert, busfähig, nähere Angaben siehe "Module mit Frequenzausgang" • Bei Bestellung anzugeben: • • • Speisung • • • • DC-DC Wandler für SCM 90 (im Modul eingebaut) für die galvanische Trennung der Speisung, 1 kV Prüfspannung (auf Anfrage 3 kV), max. Brückenstrom: max. 20 mA. Einstellbarer Grenzwertschalter für SCM 90 (im Modul eingebaut, seitliche Steckzungen für Relais-Anschluss), für Überwachungen, Regelungen. Leitungsbruchüberwachung (auch für Brückenspeisung), bei Fehler Ausgang in pos. Sättigung. Konstant-Strom Brückenspeisung, min. 0.1 mA, max. 10 mA (bei Bestellung spezifizieren). Frequenzausgang (max. 10 kHz), galvanisch isoliert, nähere Angaben siehe "AnalogFrequenz Wandler" Andere Dimensionierungen (Bereiche, Eingang, Ausgang, Zeitverhalten/Filter, Rauschen) und andere Spezialvarianten • Alle Module für DIN-Schienen sind für ungeregelte, stark schwankende Industriespeisungen (nominal 24 VDC, min. 19 V, max. 30 V) vorgesehen. Auf Wunsch ist auch eine Version für 15 V erhältlich. Negative Ausgangsspannungen (bis –10V) benötigen dank eingebautem DC-DC-Wandler keine negative Speisung. Strombedarf ohne Last ca. 28 mA. Andere Speisungen (auch AC) auf Anfrage. • • Modultyp Genauigkeitsklasse (A, C) Falls genaue Eichung erwünscht: Eingangsbereich (in mV) und Ausgangsbereich (in V oder mA, bei Frequenzausgang in Hz), Stromausgang Angabe ob 0-20 mA oder 4-20 mA Speisung (24 V Standard, 15 V oder ±15 V auf Wunsch) Bei Konstantstrom-Brückenspeisung: Brückenwiderstand, Konstantstrom Optionen Auf Wunsch genaue Einstellung auf einen bestimmten Bereich. Bereiche/Programmierung • • Der Messbereich ist mittels SMD-Schalter einstellbar (in 1 mV-Schritten, Messspanne max. ±127 mV, Nullpunkt max. ±15 mV), Zwischenwerte mittels Potentiometer einstellbar. Brückenspeisung umschaltbar (5 V oder 10 V). Bei den Leitplattenmodulen müssen zwei externes Potentiometer von je 10kOhm angeschlossen werden. Umschaltung des Ausganges (Spannung/Strom), Stromausgang umschaltbar zwischen 0-20 mA und 4-20 mA. Bei den Modulen SIGS15S und SCM 90S ist die Grenzfrequenz mittels eines Potentiometers zwischen 3 Hz und ca. 15 kHz einstellbar. ASM GmbH DAB-SCM90/SIGS15-D-05 3 Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 www.asm-sensor.de Anschluss einer Messbrücke an ein DIN-Schienen-Modul Nebenstehende Zeichnung zeigt den Anschluss einer resistiven Messbrücke an ein DIN-Schienen-Modul. Man beachte, dass die Leitungen für die Brückenspeisung möglichst niederohmig sein sollen. Die Spannungsabfälle können, besonders bei grösseren Brückenströmen, die Brückenspeisespannung etwas reduzieren. Bei einer Brückenspeisung mit einem konstanten Strom (als Option erhältlich), spielt der Leitungswiderstand keine Rolle. Anschluss einer Messbrücke an ein Leiterplattenmodul Die obigen Bemerkungen gelten sinngemäss auch für Leiterplattenmodule. Die beiden Potentiometer haben standardmässig einen Wert von 10kOhm. Beachte bei Fühlerbruchüberwachung: Ist eine Leitungsbruchüberwachung (überwacht auch Kurzschlüsse) instaliert, muss beim Testen mit einem Kalibrator die richtige CM-Spannung anliegen. Die beiden 10 kOhm Widerstände teilen die Brückenspeisung auf 5 V herunter. Diese Spannung kann als CM-Spannung benutzt werden. Bei einem Leiterplattenmodul kann analog vorgegangen werden. Beachte: Die Signaleingänge 7 und 8 (bzw. 8,9 bei Leiterplattenmodul) müssen immer einen DC-Pfad zu Ground haben (echter Differenzverstärker). Dies ist beim Anschluss an eine Messbrücke (mit Brückenspeisung 5,6) automatisch gegeben. Ist die, bei den Modulen SIGS 15 und SCM 90 als Option erhältliche Fühlerbruchüberwachung installiert, muss an Anschluss 7 die halbe Brückenspeisung anliegen (±20%). Dies kann für einen Test z.B. mit der Schaltung gemäss der obenstehenden Figur realisiert werden. Anschluss von Speisung und Ausgang (DIN-Schienen-Modul) Anschluss 1: Pos. Speisespannung, nominal 24 VDC, mind. 19 V Anschluss 2: Ground Speisespannung Anschluss 3: Signalausgang, Signalground Anschluss 4: Signalausgang, V oder mA je nach Typ ASM GmbH DAB-SCM90/SIGS15-D-05 4 Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 www.asm-sensor.de Anschluss von Speisung und Ausgang (Leiterplatten-Modul) Anschluss 1: Ground Speisespannung (offen bei 15V-Version) Anschluss 2: Pos. Speisespannung, nominal 24 V VDC, mind. 19 V Anschluss 3: Signalausgang, Ground Speisung bei 15V-Version Anschluss 4: Signalausgang, Signalground, V oder mA je nach Typ Falls HF-Störungen nicht auszuschliessen sind, empfiehlt sich ein Filter (z.B 50 Ohm/100nF) am Ausgang. Programmierung der Module SIGS 15 und SCM 90 Die Programmierschalter 1a bis 8a und 1b bis 8b befinden sich im Innern des Moduls auf der Rückseite der Leiterplatte. Vorsichtig die Plexiglashaube herausnehmen, durch Ziehen an den Schraubklemmen kann die Leiterplatte herausgenommen werden. Brückenspeisung 10 V/120 mA max. 5 V/100 mA max. Bereich Grenzfrequenz 3 Hz bis 340 Hz 330 Hz bis 15 kHz Schalter 1a on off Ausgang (Anschl. 4) 0 - 10 V 0 - 20 mA 4 - 20 mA Schalter 4a Schalter 5a on 6a on 7a on 8a on 1b on Messspanne 64 mV 32 mV 16 mV 8 mV 4 mV 2 mV 1 mV Schalter 2b on 3b on 4b on 5b on 6b on 7b on 8b on ASM GmbH Der Anfang des Messbereiches (Nullpunkt) wird mittels der Schalter 5a-8a, 1b eingestellt. Der Schalter 5a verschiebt den Messbereich um -15 mV, die Schalter 6a, 7a, 8a, 1b um +8 mV, +4 mV, +2 mV, +1 mV (alle Werte bezüglich Eingangssignal). Beispiel: Bei einem Messbereichsanfang von 10 mV muss 6a und 8a auf on sein, bei einem Bereichsanfang von -2 mV ist 5a, 6a, 7a, 1b auf on (-15 +8 +4 +1 = -2 mV) Die Messspanne wird mittels der Schalter 2b-8b eingestellt. Dazu wird ein einfacher Binär-Code benutzt (siehe nebenstehende Tabelle). Beispiel: Bei einer Messspanne von 10 mV müssen Schalter 5b und 7b (8 + 2 = 10 mV) auf on sein. DAB-SCM90/SIGS15-D-05 5 Tel.: 08123/986-0 Schalter 3a off off on Der Schalter 4a ist nur bei den Versionen mit einstellbarer Grenzfrequenz (SIGS 15S und SCM 90S) benutzbar. on off Nullpunkt -15 mV +8 mV +4 mV +2 mV +1 mV Schalter 2a on off off Fax: 08123/986-500 www.asm-sensor.de Einstellung der Grenzfrequenz bei den Modulen SIGS 15S und SCM 90S Die Einstellung der Grenzfrequenz erfolgt mit einem kleinen SMD-Potentiometer neben Schalter b. Direkt unter dem Schalter befinden sich zwei Testlöcher, mittels eines Ohmmeters kann der Widerstand des Potentiometers gemessen werden. Dies erleichtert die Einstellung der Grenzfrequenz. Die untenstehende Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen Grenzfrequenz und Potentiometer-Widerstand für den oberen Bereich (15 kHz - 330 Hz, Schalter 4a auf "off") und für den unteren Bereich (340 Hz - 3 Hz, Schalter 4a auf "on"). Die Einschwingzeiten (auf 1% des Endwertes bei einem Sprung des Eingangssignals) variieren im oberen Bereich zwischen ca. 40 us (15 kHz) und 2.1 ms (330 Hz) und im unteren Bereich zwischen 2.1 ms (340 Hz) und ca. 300 ms (3.3 Hz). 0 5 20 50 100 kOhm Frequenz in kHz 15 4,7 1,6 0,66 0,33 0 Ohm Frequenz in Hz 340 5 70 20 50 100 22 7 3,3 Verzerrungen des Ausgangssignals bei hohen Frequenzen, SIGS 15S und SCM 90S a) Spannungsausgang Bis etwa 2 kHz wird eine Sinus-Kurve im ganzen Bereich von -10 V bis +10 V unverzerrt verstärkt. Darüber treten um den Nullpunkt und bei ca. ±0,8 V (bezüglich Ausgangsspannung) Verzerrungen auf. Bei grossen Ausgangsamplituden (> 1 V) kann auch die Sin-Form verzerrt werden. Ein Lastwiderstand von 1k bis 10k kann bei nicht zu grossen Amplituden die Verzerrung praktisch zum Verschwinden bringen. Man beachte aber die Ausgangsimpedanz von ca. 50-70 Ohm. b) Stromausgang Keinerlei Verzerrungen bis 20 kHz bei Ausgangsströmen > 2mA (Bereich 0-20 mA) bzw. > 6 mA (Bereich 4-20 mA). Bei ca. 2 bzw. 6 mA beschränken sich die Verzerrungen auf einige Prozent. DIL – Bereichsschalter a und b Pin 1 wird bei Leiterplattenmodulen nicht angeschlossen oder fehlt. Externe Potentiometer: je 10 kOhm, Nullpunkt: 5-6 und Verstärkung 5-7. Falls PIN 1 fehlt, ist 4 = GND/+0V Zuverlässigkeit ASM GmbH ist fortlaufend bemüht, die Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Produkte zu steigern. Die MTBF-Werte (mittlere Lebensdauer) berechnet gemäss MIL 217-Standard sind auf jedem Fall über 10 Jahre, meist sogar über 100 Jahre. Trotzdem kann nicht ausgeschlossen werden, dass elektronische Schaltungen ausfallen oder nicht korrekt funktionieren. Es ist deshalb wichtig, dass der Käufer und/oder Anwender Situationen technisch verhindert bei denen durch den Ausfall oder durch schlechtes Funktionieren von Modulen Menschenleben aufs Spiel gesetzt werden, Menschen verletzt werden können oder ein Sachschaden erzeugt werden kann. ASM GmbH DAB-SCM90/SIGS15-D-05 6 Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 www.asm-sensor.de Transducer for Measurement Bridges SCM90, SIGS15 General Description Transducer for measurement bridges for DINrails and for printed circuit boards. Programmable ranges and bridge supply, voltage or current bridge excitation These transducers amplify the output signals of resistive measurement bridges and convert them to normalised output voltages (e.g., 0-10 V) or currents (e.g., 4-20 mA). Frequency output is available as an option, max. 20 kHz. In the programmable modules (SCM 90, SIGS 15), switches are used to select the zero point (offset), measurement range, bridge supply voltage and the output. A cut-off frequency (3 Hz - 15 kHz) can also be set in the SCM 90S version. • For pressure and force cells, strain gauges and other measurement bridges. • Differential, high-impedance voltage input. • High precision voltage source to supply the bridge (5 V or 10 V, max. 120 mA). Special design with current source is available on request. • Switches for the selection of zero point (max. ±15 mV), measurement range (max. ±127 mV), bridge power supply (5/10 V), output (voltage or current). • Option: frequency output (max. 20 kHz), galvanic isolation, can be connected to a bus. • Interference and destruction protection: secure against short circuits and terminal reversal, up to 30 VDC overvoltage protection at all inputs, fulfils all EC-EMC standards (EN50082/IEC 801). Overview Modules for DIN-Rails Dimensions: 55x60x23mm Modules for printed circuits Dimensions 55x32x15mm Type Output Supply Range Special Features SCM 90 V/mA 20-30V progr. Constant voltage bridge supply SCM 90S V/mA 20-30V progr. Like SCM90, adjustable bandwidth SCM 90I V/mA 20-30V progr. Constant current bridge supply SCM 90IS V/mA 20-30V progr. Like SCM90I, adjustable bandwidth Type Output Supply Range Special Features SIGS 15 V/mA 20-30V progr. Constant voltage bridge supply SIGS 15S V/mA 20-30V progr. Like SCM90, adjustable bandwidth SIGS 15I V/mA 20-30V progr. Constant current bridge supply SIGS 15IS V/mA 20-30V progr. Like SCM90I, adjustable bandwidth ASM GmbH DAB-SCM90/SIGS15-E-05 Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 www.asm-sensor.de Technical Data Specifications for accuracy classes A and C (Max. values at 23°C, unless otherwise stated) General Linearity error, 50 mV range1 Calibration error, SCM 15/90 (0-64 mV = 0-10 V)1 3 dB-Bandwidth, SCM 15/90, typ.2 3 3 dB-Bandwidth SCM 15/90S, adjustable4 Power supply influence (24 VDC), typ. A 0.01 0.05 4-15 3-15k 0.005 C 0.02 0.1 4-15 3-15k 0.005 Unit % % Hz Hz %/V Input: Input current, typ. Noise 0.1-10 Hz, pp RTI, typ. Error when switching range, SCM 15/901 Common mode range A 1 0.5 0.2 -7 to 7 C 1 1.0 0.3 -7 to 7 Unit nA µV % V A 0.3 5 20 C 1 10 40 Unit µV/K µV µV Stability of gain with: Temperature1 Age, 1 year (RTI)1 Age, 10 year (RTI)1 A 25 400 1200 C 70 800 2500 Unit ppm/K ppm ppm Voltage output (SIGS 10/15, SCM 70/90) Output impedance, typ. max. output current, typ. max. output voltage, typ. min. output voltage, typ. A 50 5 10.5 -10.2 C 50 5 10.5 -10.2 Unit Ohm mA V V Current output Burden, typ. max. current (24 V supply voltage) A 0-430 20.5 C 0-430 20.5 Unit Ohm mA Bridge supply, constant voltage (5V and 10V): Temperature drift1 Current, max. (24 V-Supply) Deviation from nominal value (smaller errors on request) A 25 120 0.5 C 35 120 1 Unit ppm/K mA % Bridge supply, constant current (0.1mA to 10mA, order specific): Temperature drift1 Current, max. (24 V-Supply) Deviation from nominal value (smaller errors on request) A 25 5 0.5 C 35 10 1 Unit ppm/K mA % Stability of offset with: Temperature (RTI)1 Age, 1 year (RTI)1 Age, 10 year (RTI)1 1 The typical error is two to four times smaller than the quoted maximum error. Second order low-pass filter. Much higher frequencies can be delivered on request (up to approx. 10 kHz). 3 The response time (to 1% of the final value during a jump in the input signal) varies between approx. 50 ms (for 15 Hz cut-off frequency) and approx. 300ms (for 4 Hz cut-off frequency). 4 In modules with a programmable cut-off frequency (SIGS15S, SCM 90S), the response time (1%) varies between approx. 40us (15 kHz) and 2.1 ms (330 Hz) in the upper range and between 2.1 ms (330 Hz) and approx. 300 ms (3.3 Hz) in the lower range). 2 Temperature range °C: recommended: 0/60, functional: -20/90 ASM GmbH DAB-SCM90/SIGS15-E-05 Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 www.asm-sensor.de Input and Bridge Supply Options • High impedance, true differential amplifier input for all resistive measuring bridges with minimum 100 Ohm resistance. Standard input range is ±127 mV. • DC-DC converter (integrated in the DIN-rail module) for galvanic isolation of the power supply, 1 kV test voltage (3 kV available on request), max. bridge supply current is 20 mA. • Constant voltage bridge supply is standard, 5 V or 10 V (selection via DIL-switch), max. 120 mA. Different voltages on request. • Programmable limit switch (integrated in the DINrail module), 2.8mm flat connectors on the side (for built in relay) for monitoring and control. • • Option: Constant current bridge supply. Please specify current when ordering. Max. Current is 10 mA, min. Current is 0.1 mA. Load (burden) is standard 4 V, on request up to 9 V available. Fault detection: Line break or short circuit monitoring (also for the bridge supply), output in positive saturation when fault detected. • Constant current bridge supply, please specify the current (min. 0.1 mA, max. 10 mA) • Frequencies output (max. 20 kHz), galvanically isolated, see "Module with Frequency Output" for more information. • Other designs (ranges, inputs, outputs, time behaviour/filters, noise) and special versions. Output • Voltage output is between -10 V and +10 V. The technical data (specs) are valid for the current output; the voltage output is usually more accurate and stable. Short circuit proof. • Current output: standard 0-20 mA or 4-20 secure against short circuits • Module type • Option: frequency output, max. 20 kHz, isolated. For more information see “modules with frequency output • Accuracy class (A, C) • Input range (in mV) and output range (in V or mA, in Hz for frequency output) if a adjustment prior to delivery is required • Power supply (24 V standard, 15 V or ±15 V on request) • Current source instead of voltage source for bridge supply, specify current (min. 0.1 mA, max. 10 mA) • Other designs (ranges, inputs, outputs, time behaviour/filters, noise) and special versions. Power Supply • All modules are suited for unregulated, noisy industrial power supplies; nominal value is 24 VDC (min. 19 V, max. 30 V). Other supply voltages on request (e.g. 15V). Current consumption without load is approx. 28 mA. When ordering, please specify: Measurement Ranges • The measurement range is selected via SMD switches (in steps of 1 mV, measurement range max. ±127 mV, zero point max. ±15 mV), intermediate values adjustable via potentiometer. Switchable bridge supply (5 V or 10 V). Output switchable (voltage/current), current output switchable between 0-20 mA and 4-20 mA. In the SIGS15S and SCM 90S modules, a potentiometer is used to adjust the cut-off frequency between 3 Hz and approx. 15 kHz. ASM GmbH DAB-SCM90/SIGS15-E-05 Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 www.asm-sensor.de Connecting a Measurement Bridge to a DIN-Rail Module Terminal 8: Input plus Terminal 7: Input minus Terminal 6: Voltage supply, minus Terminal 5: voltage supply plus The figure shows how to connect a resistive measurement bridge to a DIN-rail module. Note that the impedance of the bridge power supply cables should be as low as possible. The voltage drops could cause a slight reduction in the bridge supply voltage, especially for larger bridge currents. If this can’t be tolerated, a constant current supply should be considered. Connecting a Measurement Bridge to a Printed Circuit Board Module Terminal 8: Input plus Terminal 9: Input minus Terminal 5: Voltage supply, minus Terminal 10: voltage supply plus The above comments are also generally applicable to the printed circuit board modules. Standard values for potentiometers: 10 kOhm each Connection of Power Supply and Output (DIN-Rail Modules) Terminal 1: Pos. power supply, nominal 24 VDC, min. 19 V Terminal 2: Ground power supply Terminal 3: Signal ground Terminal 4: Signal Output (V or mA) Connection of Power Supply and Output (Printed Circuit Modules) Terminal 1: Ground power supply (15V-version: open) Terminal 2: Pos. power supply, nominal 24 VDC, min. 16 V Terminal 3: Signal ground (15V-version: Ground power supply) Terminal 4: Signal Output (V or mA) If HF-noise can’t be excluded, we recommend adding filters (e.g. 51 Ohm/100nF). 4 ASM GmbH Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 DAB-SCM90/SIGS15-E-05 www.asm-sensor.de Testing a bridge amplifier module with fault detection A voltage calibrator can only be connected to the modules when a DC voltage (common-mode voltage) is used to raise the signal voltage to the correct level (50% of bridge supply). This can be achieved, e.g., by connecting a second voltage source between connectors 6 (GND) and 7 (In-). Another possibility is illustrated in the neighbouring diagram. The 10 kOhm resistors reduce the bridge voltage to 5 V, which can then be used as the common-mode voltage. A similar procedure can be carried out for a printed circuit board module. Note: The signal inputs 7 and 8 must always have a DC path to ground (true differential amplifier). This is automatically the case when a measurement bridge (with bridge supply 5,6) is connected. Using a voltage calibrator, the DC-path can be realized by a short circuit between terminal 7 (In-) and terminal 6 (ground). If sensor fault monitoring is installed (available as an option), then a voltage equivalent to half the bridge supply voltage must be applied to connector 7 (±20%). For a test, this can, for example, be accomplished as shown in the above diagram. Adjustment of Measurement Range and Zero Point (Offset) Adjustment is performed using a calibrator or a calibrated sensing device. The zero point (offset) is adjusted via the "Offs" potentiometer and the full-scale value is adjusted via the "gain" potentiometer. The zero point is adjusted first and then the full scale. Where large adjustments are necessary, the procedure should be carried out several times. For additional reliability, the output value should be measured at half the measurement range (linearity test). The output of modules with a unipolar supply voltage can’t reach exactly 0. In such cases, zero point adjustment must be performed with an input value, which produces a non-zero output value. 5 ASM GmbH Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 DAB-SCM90/SIGS15-E-05 www.asm-sensor.de Programming the SIGS 15 and SCM 90 Modules The programmable switches 1a to 8a and 1b to 8b are located inside the module on the back of the printed circuit board. Carefully remove the plexiglas cover. The printed circuit board can now be removed by pulling gently on the screw terminals. Bridge Supply 10 V/120 mA max. 5 V/100 mA max. Range of cut-off frequency 3 Hz to 340 Hz 330 Hz to 15 kHz Zero point correction -15 mV +8 mV +4 mV +2 mV +1 mV Measurement range 64 mV 32 mV 16 mV 8 mV 4 mV 2 mV 1 mV Switch 1a on off Output (conn. 4) 0 – 10 V 0 - 20 mA 4 - 20 mA Switch 4a Switch 2a on off off Switch 3a off off on Switch 4a is only active in the versions with a selectable cut-off frequency (SIGS 15S and SCM 90S). on off The start of the measurement range (zero point) is set using switches 5a - 8a, 1b. Switch 5a shifts the measurement range by -15 mV and switches 6a, 7a, 8a, 1b by +8 mV, +4 mV, +2 mV, +1 mV respectively (all values are relative to the input signal). Example: for a shift of the starting point of 10 mV, switches 6a and 8a must be on, for a measurement range starting at -2 mV, switches 5a, 6a, 7a, 1b must be on (-15 +8 +4 +1 = -2 mV). The switches can also be used for a correction of an input offset error. Please note that in order to compensate for a positive offset at the input one must subtract the corresponding negative offset (e.g. 8a on for –2mV offset). Switch 5a on 6a on 7a on 8a on 1b on Switch 2b on 3b on 4b on 5b on 6b on 7b on 8b on The measurement range is set using switches 2b - 8b. A simple binary code is used (see table). Example: for a measurement range of 10 mV, switches 5b and 7b (8 + 2 = 10 mV) must be on. Setting the cut-off frequency of the SIGS 15S and SCM 90S modules The cut-off frequency is set using a small SMD potentiometer located next to switch b. There are two test holes directly underneath the switch, between which the resistance of the potentiometer can be measured using an ohmmeter. This simplifies the setting of the cut-off frequency. The table below shows the relationship between the cutoff frequency and the potentiometer resistance for the upper range (15 kHz - 330 Hz, switch 4a "off") and for the lower range (340 Hz - 3 Hz, switch 4a auf "on"). The response time (to 1% of the final value by a jump in the input signal) varies in the upper range between approx. 40 us (15 kHz) and 2.1 ms (330 Hz) and in the lower range between 2.1 ms (340 Hz) and approx. 300 ms (3.3 Hz). 0 5 20 50 100 kOhm Frequency in kHz 15 4.7 1.6 0.66 0.33 0 5 Ohm Frequency in Hz 340 70 20 50 100 22 7 3.3 6 ASM GmbH Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 DAB-SCM90/SIGS15-E-05 www.asm-sensor.de Distortions in the output signal at high frequencies (SCM90S, SIGS15S) a) Voltage output A sine curve will be amplified without distortion over the entire range (-10 V to +10 V) up to around 2 kHz. Above this frequency, distortions occur around the zero point and at approx. ±0.8 V (with respect to the output voltage). At larger output amplitudes (> 1 V) the sine shape can also be distorted. A load resistor of between 1k and 10k can practically eliminate the distortions when the output amplitude is not too large. Note, however, the output impedance of approx. 50-70 Ohm. b) Current output There is no distortion up to 20 kHz for output current > 2mA (range 0-20 mA) or > 6 mA (range 4-20 mA). At around 2 or 6 mA, respectively, the distortion is limited to a few percent. *Printed circuit module: correct dimension is 7.62 instead of 7,26 Dimensions and Connectors DIN-Rail-Module Location of range switches Printed Circuit Module DIN-Rail-Module Printed Circuit Module Do not connect Pin 1 (if present) Ext. potentiometer: 10k each Important note: ASM GmbH is continually working to improve the quality and reliability of its products. MTBF (using MIL217) is well above 10 years (in most cases even more than 100 years). Nevertheless, electronic devices in general can malfunction or fail due to their inherent physical and chemical properties. It is the responsibility of the buyer, when utilizing ASM GmbH products, to observe standards of safety and to avoid a situation in which a malfunction or failure of a device could cause loss of human life, injuries or damage to properties. 7 ASM GmbH Tel.: 08123/986-0 Fax: 08123/986-500 DAB-SCM90/SIGS15-E-05 www.asm-sensor.de