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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
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2
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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.
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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
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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
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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.
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5
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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
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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.
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Fax: 08123/986-500
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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
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DAB-SCM90/SIGS15-E-05
Tel.: 08123/986-0
Fax: 08123/986-500
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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
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Tel.: 08123/986-0
Fax: 08123/986-500
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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.
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Tel.: 08123/986-0
Fax: 08123/986-500
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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).
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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.
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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
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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.
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