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Aufbau des Messverstärkers

Der Messverstärker versorgt die Wheatstone'sche Brücke mit einer stabilen und rauscharmen Spannung. Das (differenzielle) Ausgangssignal der Wheatstone'schen Brücke wird auf einen Signalpegel von z.B. 10 Volt oder 20 Milliampere angehoben, oder über eine digitale Schnittstelle, z.B. USB, CANbus, EtherCat, WiFi, Bluetooth, ... für die weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt.

Die Abbildung 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der analogen Messverstärker:

 

 

Blockschaltbild des Gleichspannungs-Messverstärkers mit analoger Signalverarbeitung
Abbildung 1: Blockschaltbild des Messverstärkers mit analoger Signalverarbeitung

Die Messverstärker der Serien GSV-1 und GSV-11 haben einen analogen Signalpfad. Der Nullabgleich erfolgt durch Addition einer Spannung in der ersten Verstärkungsstufe. Die Verstärkung "Gain", bzw. der "Messbereich" oder die "Eingangsempfindlichkeit" kann bei einigen Modellen (GSV-1H, GSV-1A, GSV-1A4, GSV-11H über Steckbrücken angepasst werden auf z.B. 2.0 mV/V, 1.0 mV/V, 0.5 mV/V oder 0.2 mV/V. Das Filter ist in jeder Bestellvariante fest vorgegeben und z.B. auf eine Grenzfrequenz (-3dB) von 250Hz, 2.5kHz, 10kHz bei GSV-1 und auf 20Hz bei GSV-11H dimensioniert.

Der Ausgangswiderstand beträgt 50 Ohm bei Spannungsausgang, die Bürde bei Stromausgang ist 300 Ohm.

Die Abbildung 2 zeigt das Blockschaltbild der digitalen Messverstärker:

 

Blockschaltbild des Gleichspannungs-Messverstärkers mit digitaler Signalverarbeitung
Abbildung 2: Blockschaltbild des Messverstärkers mit digitaler Signalverarbeitung

Die Messverstärker der Serie GSV-6K, GSV-6L, GSV-15 verfügen über ein analoges Ausgangssignal. Das analoge Ausgangssignal lässt sich durch die digitale Signalverarbeitung auf das maximale Eingangssignal bei Nennlast des Sensors "stufenlos" einstellen: Am Ausgang des Messverstärkers werden z.B. genau 10V oder 20mA bei Nennlast angezeigt. Auch der Nullabgleich wird im Digitalteil des Messverstärkers durchgeführt.

Beim Messverstärker GSV-6 lässt sich auch die Filterung des Ausgangssignals konfigurieren, indem die Abtastfrequenz eingestellt wird. Auch der Typ des Ausgangssignals (Strom oder Spannung und der Offset am Analogausgang lassen sich einstellen).

Der GSV-15 verfügt über eine feste Abtastfrequenz von 115Hz.

Die Messverstärker GSV-2TSD-DI, GSV-2MSD-DI, GSV-8 verfügen über eine "Cal" Funktion am Eingang der Messkette: Ducrh Betätigen einer Taste "Short" bzw "Check" (GSV-8) wird der Brückenausgang (mit einem Relais) kurzgeschlossen. Durch diese Funktion lässt sich feststellen, wie groß die Abweichung des Ausgangssignals der Wheatstone'schen Brücke von 0 mV/V ist. Durch Betätigen der "Short" Taste während eines automatsichen Nullabgleichs kann der Nullabgleich des Messverstärker zurückgesetzt werden.

Der Messverstärker GSV-8 verfügt über weitere Funktionen, wie z.B. einen Mechanismus zum Auslösen einer Sprungantwort, um die konfigurierbaren IIR- und FIR Filter zu testen.

 

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