Messumformer pH-Sonde ohne Kalibrierung oder Anzeige

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Mudersbach

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Hallo zusammen,

ich habe folgendes Anliegen:

Ich möchte einen pH-Wert (gemessen mit einer Standard pH Elektrode) als Analogsignal in einer S7-1200 verarbeiten.

Da ich die Kalibrierung der Sonde über mein SPS Programm erledigen will, brauche ich lediglich einen Messumformer,
welcher mit das mV-Signal der Sonde (ca. -400 bis + 400 mV) in ein Strom (4-20mA) oder in eine Spannung (0-10V) umwandelt.
Keine Anzeige oder Schrauben/Tasten zur Kalibrierung.

Die Steilheit usw. berechne ich mir im SPS Programm anhand der Kalibrierflüssigkeiten

Mein Gedanke war es, z.B. einen MINI MCR-2-U-UI - Trennverstärker 2902019 von Phoenix einzusetzen,
welcher -500mV bis +500 mV in ein Analogsignal umwandeln kann. Dort bekomme ich jedoch keine brauchbaren Signale raus.

Zum Vergleich zu einem Messumformer für pH Messungen (z.B. von IMO AG) ist der Eingangswiderstand auch 100k Ohm zu > 10^12 Ohm

Daher meine Frage, ist die Umwandlung des mV Signals in ein analoges Signal mit solchen Standard Messumformer möglich, oder sind dafür diese gesonderten Messumformer nötig. Davon habe ich leider keine zur Hutschienenmontage und ohne Einstell-/Kalibriermöglichkeiten gefunden.

Vielen Dank vorab.

Gruß Marian
 
Mudersbach schrieb:
Mein Gedanke war es, z.B. einen MINI MCR-2-U-UI - Trennverstärker 2902019 von Phoenix einzusetzen,
welcher -500mV bis +500 mV in ein Analogsignal umwandeln kann. Dort bekomme ich jedoch keine brauchbaren Signale raus.
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Was ist daran nicht brauchbar? Welche Auflösung benötigst du? Wieviele Analogsignale hast du?

Für S7-1200 gibt es Analogeingänge, die -400 bis +400 mV direkt messen können:
• Das analoge Signalboard SB 1231 AI 1 x 12 Bit 6ES7231-4HA30-0XB0 kann ±2,5 V (-2500..+2500 mV) mit Auflösung 90,4 μV = ca. 0,1 mV
• Das Analogeingangsmodul SM 1231 AI 4 x 16 Bit 6ES7231-5ND32-0XB0 kann sogar ±1,25 V (-1250..+1250 mV) mit Auflösung 45,2 μV = ca. 0,05 mV
• Es gibt auch Analogeingangsmodule und ein Analogein-/Analogausgabemodul mit 4 oder 8 AI x 13 Bit mit Messbereich ±2,5 V
Technische Daten siehe S7-1200 Systemhandbuch
 
Erstmal Danke für den ersten Input.
• Es gibt auch Analogeingangsmodule und ein Analogein-/Analogausgabemodul mit 4 oder 8 AI x 13 Bit mit Messbereich ±2,5 V
Technische Daten siehe S7-1200 Systemhandbuch
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Ich habe das Ganze jetzt an eine 8xAI 13 Bit angeschlossen und den Messbereich +-2,5V eingestellt.
Der Wertebereich der SPS liegt jetzt ca. im Bereich -300 bis 500 Inkremente (für 14-0 pH).
Hat dies eventuell auch etwas mit dem Eingangswiderstand zu tun?

Ev. sind die Eingangswiderständer dieser Systeme für PH Sonden zu gering.
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Da ich kein Elektriker bin, kurz die Frage: Kann ich den Eingangswiderstand durch einen zusätzlichen Widerstand erhöhen oder muss das intern in der Baugruppe vorgesehen sein.

Kann es sein, dass aufgrund des geringeren Eingangswiderstandes (1M Ohm SPS -- 10M Ohm Messumformer) die Spannung abfällt, da es sich hier ja um eine rein passive Sonde ohne Spannungs-Versorgung handelt?
 
Ein zu niedriger Eingangswiderstsnd bedeutet, die Messeinrichtung braucht zuviel Strom für die Messung*. Du könntest den Eingangswiderstand durch Widerstandsvorschalting zwar erhöhen, allerdings würde ein (großer) Teil der Messspannung am Vorwiderstand abfallen. Bringt also nix.
Die Messeinrichtung selbst muss schon auf hohen Eingangswiderstand getrimmt sein.

*bedeutet für eine hochohmige Quelle eine hohe Last->Spannung bricht ein.
 
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Stadtranduser schrieb:
Ein zu niedriger Eingangswiderstsnd bedeutet, die Messeinrichtung braucht zuviel Strom für die Messung*. Du könntest den Eingangswiderstand durch Widerstandsvorschalting zwar erhöhen, allerdings würde ein (großer) Teil der Messspannung am Vorwiderstand abfallen. Bringt also nix.
Die Messeinrichtung selbst muss schon auf hohen Eingangswiderstand getrimmt sein.

*bedeutet für eine hochohmige Quelle eine hohe Last->Spannung bricht ein.
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+1
Mudersbach schrieb:
Zum Vergleich zu einem Messumformer für pH Messungen (z.B. von IMO AG) ist der Eingangswiderstand auch 100k Ohm zu > 10^12 Ohm
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Der erwähnte "MINI MCR-2-U-UI" Trennschaltverstärker kommt auf >10kOhm Eingangswiderstand, das ist für Messzwecke nicht viel.
Meintest du diesen Messumformer? <Link>
10^12Ohm sind 1000 Giga(!)-Ohm, also entspannte 100mio mal mehr als das was der Phoenix-TSV bietet.

@Mudersbach , miss mal mit einem hochohmigen (!) Multimeter nach was an dem Sensor für eine Spannung raus kommt (ohne, dass der Analogeingang oder Trennschaltverstärker angeschlossen ist => nur der Sensor).
Natürlich vorausgesetzt du hast ein Multimeter mit entsprechendem Eingangswiderstand.
Oder hast du vllt. ne Flüssigkeit mit bekanntem pH-Wert mit der du den Sensor-Output validieren kannst?
Wenn der Messwert im SPS-Programm (passende Skalierung vorausgesetzt) niedriger ausfällt, wird es wohl am Eingangswiderstand liegen.
Sagt das Datenblatt des Sensors irgendetwas zu der Mindestimpedanz der Messeinrichtung?

Mudersbach schrieb:
Daher meine Frage, ist die Umwandlung des mV Signals in ein analoges Signal mit solchen Standard Messumformer möglich, oder sind dafür diese gesonderten Messumformer nötig. Davon habe ich leider keine zur Hutschienenmontage und ohne Einstell-/Kalibriermöglichkeiten gefunden.
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Die gibt es schon, aber oberhalb von 1MOhm Eingangswiderstand wird das Angebot übersichtlich.
Im Einsatz habe ich schon 10MOhm-TSVs von Orbit Merret gesehen, aber 1000GOhm Eingangswiderstand oder irgendetwas auch nur in diese Richtung hab ich noch nie gesehen o_O
 
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@Mudersbach , miss mal mit einem hochohmigen (!) Multimeter nach was an dem Sensor für eine Spannung raus kommt (ohne, dass der Analogeingang oder Trennschaltverstärker angeschlossen ist => nur der Sensor).
Natürlich vorausgesetzt du hast ein Multimeter mit entsprechendem Eingangswiderstand.
Oder hast du vllt. ne Flüssigkeit mit bekanntem pH-Wert mit der du den Sensor-Output validieren kannst?
Wenn der Messwert im SPS-Programm (passende Skalierung vorausgesetzt) niedriger ausfällt, wird es wohl am Eingangswiderstand liegen.
Sagt das Datenblatt des Sensors irgendetwas zu der Mindestimpedanz der Messeinrichtung?
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Mit einem Multimeter Fluke 87v (Glaube 10 MOhm Eingangswiderstand) messe ich 4-5 mV bei pH4. Theoretischer Wert sollte 160-180mV sein.

Die pH-Werte konnte ich an der SPS soweit validieren. Wobei dort ja -300 bis 500 Inkremente angezeigt wurden. Was bei einer 14 bit Auflösung (0,3mV pro Inkrement) 90 bis -150 mV entspricht. Das würde also im Groben mit den Angaben (-300mV bis 300mV) passen. Allerdings ist die Auflösung natürlich nicht so gut.

Leider habe ich zur Mindes Impedanz keine Angaben gefunden.
Holzmichl schrieb:
www.greisinger.de

Messumformer GPHU 014 MP / BNC | 601985 | pH / Redox | GHM Greisinger

GPHU 014 MP / BNC 601985 pH / Redox | Messtechnik | GHM Greisinger
www.greisinger.de


Gibt's auch als Variante ohne Anzeige
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Die liegen Preislich leider über dem von der Firma IMO

Danke an alle für die Unterstützung.

Ich werde, Aufgrund einer besseren Auflösung, wohl nicht um den Einsatz eines pH-Messumformers rum kommen. Da ich die Kalibrierung, aufgrund von Fernwartungen. aber gerne über die SPS realisieren will, werde ich die "Kalibrierfunktion am Messumformer wohl "blind" machen müssen, damit dort niemand etwas verstellt.

-Closed
 
Mudersbach schrieb:
Ich werde, Aufgrund einer besseren Auflösung, wohl nicht um den Einsatz eines pH-Messumformers rum kommen. Da ich die Kalibrierung, aufgrund von Fernwartungen. aber gerne über die SPS realisieren will, werde ich die "Kalibrierfunktion am Messumformer wohl "blind" machen müssen, damit dort niemand etwas verstellt.
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Warum?
Stadtranduser hat Dir doch in Beitrag #7 einen Impedanzwandler empfohlen.
Imho würde der das tun was Du suchst.
 
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Ein MU mit ner Verstärkung zum Normsignal wäre natürlich die erste Wahl. Der Impedanzwandler würde ja nur das einbrechen der Spannung vermeiden. Verstärken tut der natürlich nix.

PS: und Trimmer kann man mit Nagellack "sichern"
 
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