Funktionsbeschreibung – BECKHOFF KL3311 Benutzerhandbuch
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Funktionsbeschreibung
KL3311, KL3312, KL3314 und KL3302
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Funktionsbeschreibung
Die Thermoelementklemmen KL3311, KL3302 (ohne
Drahtbrucherkennung), KL3312 und KL3314 können Thermoelemente der
Typen J, K, B, E, N, R, S, T, U und L auswerten. Die Linearisierung der
Kennlinien und die Ermittlung der Vergleichstemperatur erfolgt direkt in der
Klemme. Temperaturen werden in 1/10°C ausgegeben. Über den
Buskoppler bzw. die Steuerung ist die Klemme vollständig konfigurierbar.
Dabei kann zwischen verschiedenen Ausgabeformaten gewählt und auch
eigene Skalierungen aktiviert werden. Zusätzlich ist die Linearisierung der
Kennlinie und die Ermittlung und Verrechnung der Vergleichstemperatur
(Temperatur an den Anschlusskontakten der Klemme) abschaltbar.
Funktionsweise
Thermoelemente gehören zu der Kategorie der aktiven
Messwertaufnehmer, ausgenutzt wird hier der thermoelektrische Effekt
(Seebeck, Peltier, Thomson). An den Berührungsstellen zweier elektrischer
Leiter aus unterschiedlichen Materialien (z.B. Eisen-Konstantan) tritt eine
Ladungsverschiebung an den Berührungspunkten auf. Es entsteht eine
Kontaktspannung, die eine eindeutige Funktion der Temperatur ist. Diese
Thermospannung ist sowohl eine Funktion der Messtemperatur T als auch
der Vergleichstemperatur T
v
an den Anschlusskontakten des
Thermoelementes. Da die Ermittlung der Koeffizienten bei einer
Vergleichstemperatur von 0°C erfolgt, muss der Einfluss der
Vergleichstemperatur kompensiert werden. Dazu wird die
Vergleichstemperatur in eine vom Thermoelement-Typ abhängigen
Vergleichsspannung umgerechnet und diese zur gemessenen
Thermospannung addiert. Aus der resultierenden Spannung und der
entsprechenden Kennlinie wird die Temperatur ermittelt.
U
k
= U
mess
+ U
vgl
T
aus
= f(U
k
)
Ausgabeformat
der Prozessdaten
Die Ausgabe des Messwertes erfolgt im Auslieferungszustand in 1/10 °C
Schritten in Zweierkomplement-Darstellung (integer). Über das Feature-
Register sind andere Darstellungsarten anwählbar (z.B. Betrags-
Vorzeichendarstellung, Siemens-Ausgabeformat).
Messwert
hexadezimale Ausgabe
Ausgabe in Signed-Integer
-200,0°C
0xF830
-2000
-100,0°C
0xFC18
-1000
-0,1°C
0xFFFF
-1
0,0°C
0x0000
0
0,1°C
0x0001
1
100,0°C
0x03E8
1000
200,0°C
0x07D0
2000
500,0°C
0x1388
5000
850,0°C
0x2134
8500
1000,0°C
0x2710
10000
Spannungsgrenzen U
k
> U
kmax
: Bit 1 und Bit 6 (Overrange- und Error-Bit) im Status-Byte
werden gesetzt. Die Linearisierung der Kennlinie wird mit den Koeffizienten
der oberen Bereichsgrenze bis zum Endanschlag des A/D-Wandlers bzw.
bis zum Maximalwert 0x7FFF fortgesetzt.