Druckmessumformer sind mit einer Reihe von Spannungsausgangsoptionen erhältlich. Dank der Fortschritte bei den Controllern, die Wandlersignale empfangen, ist eine größere Flexibilität auf dem Markt verfügbar. Es gibt geringfügige Unterschiede zwischen vielen der auf dem Markt erhältlichen Ausgangsoptionen. Während einige entwickelt wurden, um Wettbewerbsvorteile durch kundenspezifische Produkte zu erhalten, haben andere eine fundierte Begründung. Alle hier besprochenen Ausgänge benötigen eine Mindeststromversorgung von 10 VDC (wobei 0-10 V und 1-10 V Ausgänge 12 VDC benötigen). Ein ratiometrisches Ausgangssignal von 0,5-4,5 V wird traditionell von einer geregelten 5-VDC-Versorgung gespeist, obwohl andere Variationen möglich sind. Ebenso besitzen Millivolt-Ausgangssignale ihre eigenen Besonderheiten und Vorteile. Im Folgenden wird eine kurze Einführung in verstärkte Spannungsmessumformer gegeben.

NULLBASIERTE AUSGÄNGE

Traditionelle Druckmessumformerausgänge umfassen 0-5V- und 0-10V-Signale. Nullbasierte Ausgangssignale, die in Europa populär wurden, kennzeichnen Standard-Manometer-Druckmessumformer, die bei Null-Druck keinen Ausgang erzeugen. Wandler mit solchen nullbasierten Ausgängen sind sowohl in Drei- als auch in Vierdrahtkonfigurationen erhältlich. Ein wesentlicher Vorteil des 0-10V-Signals liegt in seinem doppelten Messbereich im Vergleich zum 0-5V-Signal. Ein großer Nachteil jedes nullbasierten Ausgangs ist jedoch das Fehlen eines Signals bei Null-Druck. In Fällen, in denen der Wandler Probleme hat – wie z. B. ein durchtrenntes Kabel, ein beschädigtes Sensorelement oder elektronische Komponenten, die Überspannung ausgesetzt sind – erzeugt der Sensor keinen Ausgang, wodurch es unmöglich ist, solche Fehler zu erkennen. 

Betrachten Sie beispielsweise einen Druckmessumformer, der den Wasserdruck misst: Er gibt 0 V aus, wenn kein Druck in der Pipeline vorhanden ist. Wenn Druck erkannt wird, sendet er ein Signal zur Aktivierung der Pumpe. Da ein 0-V-Ausgang sowohl den normalen „kein Druck“-Zustand als auch Fehlerzustände (z. B. Kabelschäden oder Komponentenausfall) anzeigt, gibt es keine Möglichkeit, zwischen den beiden Szenarien zu unterscheiden. Folglich erhält die Pumpe möglicherweise nicht das Signal zum Betrieb, was möglicherweise zu einem Überschwemmungsereignis führt.

SPANNUNG BEI NULL DRUCK

Es gibt zahlreiche Variationen und anpassbare Optionen für Druckmessumformer, die ein Ausgangssignal bei 0 PSI liefern. Beispielsweise bietet TE Connectivity mehrere nicht-nullbasierte Ausgangsbereiche an, darunter 1-5 V, 1-6 V, 0,25-5 V und 1-10 V. Davon ist der 1-5V-Ausgang der am häufigsten in der Industrie verwendete. Diese Konfiguration beinhaltet den Sicherheitsvorteil, bei Null-Druck einen 1-Volt-Ausgang zu erzeugen, zusammen mit einem 4-Volt-Bereich zur Druckmessung.

Die Ausgangsbereiche 1-6 V und 1-10 V werden von Ingenieuren bevorzugt, die einen Spannungsbereich wünschen, der in der Größenordnung den traditionellen nullbasierten Ausgängen (z. B. 0-5 V oder 0-10 V) ähnelt, aber den zusätzlichen Vorteil hat, auch bei Null-Druck ein messbares Signal zu haben. 

Eine etwas einzigartige Option ist der Ausgangsbereich 0,5-2,5 V. Diese Konfiguration ist besonders nützlich in Ferntelemetrieanwendungen, bei denen der Stromverbrauch eine entscheidende Rolle spielt. In Umgebungen wie abgelegenen Ölfeldern oder Baustellen, in denen die Stromversorgung häufig durch Lithium-Ionen-Batterien oder Solarmodule erfolgt, ist die Minimierung des Stromverbrauchs unerlässlich, um die Lebensdauer der Geräte zu verlängern. Das 0,5-V-Signal bei 0 PSI liefert einen ausreichenden Hinweis darauf, dass der Wandler funktioniert, während der 2,5-V-Bereich eine ausreichende Auflösung für eine genaue Druck- oder Füllstandsmessung bietet.