Ein 2–10-V-Feuchtesensor bei 6,4 V
Der Bereich beträgt 8 V. 6,4 V liegen 4,4 V über dem aktiven Nullpunkt bei 2 V: 4,4 ÷ 8 = 55 % des Bereichs, also 55 % relative Feuchte.
Messwert 55 %RH Im Rechner öffnen
Rechner für 0–10-V-Signalskalierung
Rechnen Sie eine analoge Spannung in einen Messwert um oder bestimmen Sie die Spannung, die ein Sensor bei einem bestimmten Wert liefern sollte: für 0–10 V, 2–10 V, 1–5 V und andere lineare Bereiche.
Messwert
50%
Prüfen Sie die Werte, um ein Ergebnis zu sehen.
- Position im Messbereich
- 50%
So wird es berechnet
- Wert = unten + (V − Vunten) × (oben − unten) ÷ (Voben − Vunten)=0 + (5 − 0) × (100 − 0) ÷ (10 − 0)=50 %
Value = low + (V − Vlow) × (high − low) ÷ (Vhigh − Vlow)
5 V bei einem Signal von 0–10 V mit Messbereich 0 bis 100% entsprechen 50%.
Tipp: Bei einem 2–10-V-Signal liegen Spannungen unter 2 V außerhalb des gültigen Messbereichs und können als Fehlerbereich dienen. Ein offener Eingang zeigt nicht zwangsläufig 0 V: Die Fehlererkennung hängt von einer definierten Eingangsvorspannung oder Diagnose im Empfänger ab; ohne sie kann der Eingang schweben.
So rechnen Sie 0–10 V in physikalische Einheiten um
Ein 0–10-V-Sensor liefert eine zur Messgröße proportionale Spannung: 0 V am unteren Ende und 10 V am oberen Ende seines Bereichs. Für die Umrechnung bestimmen Sie die Position der Spannung im Signalbereich und übertragen diesen Anteil auf den Messbereich. Ein Feuchtesensor mit 0 bis 100 % zeigt bei 5 V 50 % an. Dasselbe Verfahren gilt für 2–10 V, 0–5 V und 1–5 V.
Von Spannung zu Messwert
Wert = unten + (V − Vunten) × (oben − unten) ÷ (Voben − Vunten)
Vunten und Voben sind die Grenzen des Signals, beispielsweise 0 und 10 V oder 2 und 10 V. Unten und oben sind die Messwerte an diesen Grenzen.
Von Messwert zu Spannung
V = Vunten + (Wert − unten) × (Voben − Vunten) ÷ (oben − unten)
Berechnen Sie zur Sensorprüfung die Spannung, die er unter einer bekannten Bedingung liefern sollte, und messen Sie sie anschließend.
0–10 V in Prozent umrechnen
% = V × 10
Bei einem einfachen 0–10-V-Signal entspricht jedes Volt 10 % des Bereichs. Bei 2–10 V beträgt der Bereich 8 V: % = (V − 2) ÷ 8 × 100.
Bei einem Signal mit aktivem Nullpunkt, etwa 2–10 V oder 1–5 V, liegen 0 V außerhalb des gültigen Messbereichs. Eine niedrige Spannung kann nur dann auf einen Drahtbruch hinweisen, wenn der Empfängereingang eine definierte Vorspannung oder Diagnose besitzt: Ein offener Eingang kann sonst schweben, statt 0 V anzuzeigen. Bei einem einfachen 0–10-V-Signal lässt sich ein Drahtbruch allein anhand eines Nullwerts nicht erkennen.
Beispiele: Skalierung von 0–10-V-Signalen
Ein 0–10-V-Temperatursensor von −20 bis 80 °C
Bei 100 °C Messspanne entspricht jedes Volt 10 °C. Bei 3,7 V ergibt sich −20 + 3,7 × 10 = 17 °C.
Messwert 17 °C Im Rechner öffnen
Prüfung eines 1–5-V-Drucktransmitters
Bei 4 bar in einem Bereich von 0 bis 16 bar liegt der Wert bei einem Viertel der Spanne. Der Transmitter sollte daher 1 + 0,25 × 4 = 2 V liefern. Ein 1–5-V-Signal entsteht häufig, wenn eine 4–20-mA-Schleife über einem 250-Ω-Widerstand gemessen wird.
Signalspannung 2 V Im Rechner öffnen
Prozenttabelle für 0–10 V und 2–10 V
Jedes volle Volt als Anteil des Bereichs der zwei üblichen Signale in der Gebäudeautomation.
| Signal (V) | 0–10 V | 2–10 V |
|---|---|---|
| 0 | 0% | Unterhalb des Messbereichs |
| 1 | 10% | Unterhalb des Messbereichs |
| 2 | 20% | 0% |
| 3 | 30% | 12,5% |
| 4 | 40% | 25% |
| 5 | 50% | 37,5% |
| 6 | 60% | 50% |
| 7 | 70% | 62,5% |
| 8 | 80% | 75% |
| 9 | 90% | 87,5% |
| 10 | 100% | 100% |
Fragen zu Skalierung von 0–10-V-Signalen
Wie rechne ich 0–10 V in Prozent um?
Multiplizieren Sie die Spannung mit 10: 7,5 V entsprechen 75 %. Bei 2–10 V ziehen Sie 2 ab, teilen durch 8 und multiplizieren mit 100: 7,5 V entsprechen 68,75 %.
Soll ich 0–10 V oder 4–20 mA verwenden?
Spannungssignale sind einfach und in der Gebäudeautomation verbreitet, aber Leitungswiderstand und elektrische Störungen können sie verfälschen. Begrenzen Sie daher die Leitungslänge. Eine 4–20-mA-Schleife bleibt gegenüber Leitungswiderstand unempfindlich, solange die Spannungsreserve reicht, und eignet sich für längere Leitungen. Siehe den 4–20-mA-Skalierungsrechner.
Kann ein 4–20-mA-Signal als Spannung gelesen werden?
Ja, über einem Präzisionswiderstand: 250 Ω wandeln 4–20 mA in 1–5 V um. Prüfen Sie, ob die Versorgungsspannung der Schleife auch mit diesem Widerstand ausreicht.
Grenzen dieses Ergebnisses
- Die Rechnung berücksichtigt weder Quellimpedanz, Eingangslast, Massepotenzialunterschiede, Trennung noch Leitungsrauschen.
- Ein nichtlinearer Sensor benötigt eine eigene Übertragungsfunktion oder Kalibriertabelle.
Kontinuierlich messen
ZIO- und ZVO-Sensoren lesen 4–20-mA- und 0–10-V-Instrumente und übertragen deren Messwerte per Funk-Mesh an das Gateway.
