Meilhaus Electronic ME REDLAB TEMP-AI User guide [de]
RedLab TEMP-AI
USB-Präzisions-Messmodul für
Temperaturen und Spannungen
mit 8 Kanälen
Bedienungsanleitung
Ausgabe 1.0D, Januar 2008
Impressum
Handbuch RedLab® Serie
Ausgabe 1.0 D
Ausgabedatum: Januar 2008
Meilhaus Electronic GmbH
Fischerstraße 2
D-82178 Puchheim bei München, Germany
http://www.meilhaus.de
© Copyright 2008 Meilhaus Electronic GmbH
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der Meilhaus Electronic GmbH reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme
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Wichtiger Hinweis:
Alle in diesem Handbuch enthaltenen Informationen wurden mit größter Sorgfalt und nach
bestem Wissen zusammengestellt. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem
Grund sieht sich die Firma Meilhaus Electronic GmbH dazu veranlasst, darauf hinzuweisen, dass
sie weder eine Garantie(abgesehen von den vereinbarten Garantieansprüchen) noch die
juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für Folgen, die auf fehlerhafte Angaben
zurückgehen, übernehmen kann. Für die Mitteilung eventueller Fehler sind wir jederzeit dankbar.
RedLab, ME, Meilhaus und das ME-Logo sind eingetragene Warenzeichen von Meilhaus
Electronic.
Die Marke Personal Measurement Device, TracerDAQ, Universal Library, InstaCal, Harsh
Environment Warranty, Measurement Computing Corporation und das Logo von Measurement
Computing sind entweder Marken oder eingetragene Marken der Measurement Computing
Corporation.
PC ist eine Marke der International Business Machines Corp. Windows, Microsoft und Visual
Studio sind entweder Marken oder eingetragene Marken der Microsoft Corporation. LabVIEW ist
eine Marke von National Instruments. Alle anderen Maren sind Eigentum der betreffenden
Besitzer.
RedLab TEMP-AI-de.doc
3
Fehler! Unbekannter Name
für Dokument-Eigenschaft.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Über diese Bedienungsanleitung ........................................................................................................6
Was können Sie in dieser Bedienungsanleitung erfahren...................................................................................6
In dieser Bedienungsanleitung verwendete Hinweise ........................................................................................6
Wo finden Sie weitere Informationen.................................................................................................................6
Kapitel 1
Vorstellung des RedLab TEMP-AI .......................................................................................................7
Überblick: Die Funktionen des RedLab TEMP-AI ............................................................................................7
Blockschaltbild des RedLab TEMP-AI..............................................................................................................8
Bestandteile der Software...................................................................................................................................8
Der einfache Anschluss eines RedLab TEMP-AI an Ihren Computer................................................................9
Kapitel 2
Installation des RedLab TEMP-AI......................................................................................................10
Was ist im Lieferumfang des RedLab TEMP-AI enthalten?............................................................................10
Hardware .........................................................................................................................................................................10
Weitere Dokumentationen ...............................................................................................................................................10
Auspacken des RedLab TEMP-AI ...................................................................................................................10
Installation der Software...................................................................................................................................11
Installation des RedLab TEMP-AI...................................................................................................................11
Konfiguration des RedLab TEMP-AI...............................................................................................................11
Kalibrierung des RedLab TEMP-AI.................................................................................................................11
Kapitel 3
E/A-Anschlüsse für Signale ...............................................................................................................12
Anschlussbelegung...........................................................................................................................................12
Spannungseingänge (±V0H/V0L bis ±V3H/V3L)...........................................................................................................13
Sensoreingänge (T0H/T0L bis T3H/T3L)........................................................................................................................14
Konstantstromausgänge (±I1 und ±I2).............................................................................................................................14
Anschlüsse für 4 Drähte und 2 Sensoren (4W01 und 4W23)...........................................................................................14
Gemeinsame Sensoranschlüsse (IT01 und IT23).............................................................................................................14
Digitale Kontakte (DIO0 bis DIO7).................................................................................................................................14
Zähleranschluss (CTR) ....................................................................................................................................................14
CJC-Sensor ......................................................................................................................................................................15
Massekontakte (GND) .....................................................................................................................................................15
Stromanschluss (+5V)......................................................................................................................................................15
Anschlüsse für Thermoelemente ......................................................................................................................15
Verdrahtung .....................................................................................................................................................................15
RTD- und Thermistor-Verbindungen...............................................................................................................16
Konfiguration mit zwei Drähten ......................................................................................................................................16
Konfiguration mit drei Drähten........................................................................................................................................17
Konfiguration mit vier Drähten........................................................................................................................................17
Messungen der Halbleitersensoren...................................................................................................................18
Verdrahtung .....................................................................................................................................................................19
Digitale E/A-Anschlüsse ..................................................................................................................................19
Kapitel 4
Funktionale Details .............................................................................................................................20
Messungen der Thermoelemente......................................................................................................................20
Kaltstellenkompensation (CJC) .......................................................................................................................................20
Datenlinearisierung..........................................................................................................................................................20
Erkennung offener Thermoelemente................................................................................................................................20
RTD- und Thermistor-Messungen....................................................................................................................20
4
Bedienungsanleitung des RedLab-TEMP-AI
Datenlinearisierung..........................................................................................................................................................21
USB-Anschluss.................................................................................................................................................21
LED ..................................................................................................................................................................21
Stromversorgung ..............................................................................................................................................21
Kapitel 5
Spezifikationen....................................................................................................................................22
Analoge Eingänge.............................................................................................................................................22
Kanalkonfigurationen .......................................................................................................................................23
Kompatible Sensoren: T0x-T3x.......................................................................................................................................24
Genauigkeit.......................................................................................................................................................24
Messgenauigkeit der Thermoelemente: T0x-T3x ............................................................................................................24
Messgenauigkeit der Halbleitersensoren: T0x-T3x..........................................................................................................25
Genauigkeit der RTD-Messungen: T0x-T3x ...................................................................................................................25
Genauigkeit der Thermistor-Messungen: T0x-T3x..........................................................................................................26
Absolute Genauigkeit: V0x-V3x......................................................................................................................................27
Einschwingzeit: V0x-V3x................................................................................................................................................28
Kalibrierung der analogen Eingänge ................................................................................................................28
Durchsatzrate....................................................................................................................................................28
Digitale Eingänge/Ausgänge ............................................................................................................................28
Zähler................................................................................................................................................................29
Speicher............................................................................................................................................................29
Microcontroller.................................................................................................................................................29
USB-Spannung +5V.........................................................................................................................................30
Stromversorgung ..............................................................................................................................................30
USB-Spezifikationen........................................................................................................................................30
Konstantstromausgänge (±Ix, T0x-T3x)...........................................................................................................30
Umgebungsbedingungen ..................................................................................................................................31
Mechanische Eigenschaften..............................................................................................................................31
Anschlussbelegung und Anschlussart der Schraubklemmen............................................................................31
5
Einleitung
Über diese Bedienungsanleitung
Was können Sie in dieser Bedienungsanleitung erfahren
Diese Bedienungsanleitung erläutert, wie Sie den RedLab TEMP-AI installieren, konfigurieren und verwenden,
um den gesamten Funktionsumfang der USB-Temperatur- und -Spannungsmessung in Anspruch nehmen zu
können.
In dieser Bedienungsanleitung finden Sie auch Verweise auf weiterführende Dokumente und auf Ressourcen für
technischen Support.
In dieser Bedienungsanleitung verwendete Hinweise
Weitere Informationen zu …
Umrahmter Text enthält zusätzliche Informationen und nützliche Hinweise zum jeweiligen Thema.
Vorsicht! Grau unterlegte Vorsichtshinweise sollen Ihnen dabei helfen, dass Sie weder sich selbst noch
andere verletzen, Ihre Hardware nicht beschädigen und keine Daten verlieren.
<#:#> Spitze Klammern, in denen durch einen Doppelpunkt getrennte Zahlen stehen, kennzeichnen
einen Zahlenbereich (z.B. zu einem Register zugeordnete Werte, Bit-Einstellungen usw.).
Fetter Text Fett gedruckt sind Bezeichnungen von Objekten auf dem Bildschirm wie Schaltflächen,
Textfelder und Kontrollkästchen. Beispiel:
1. Legen Sie die Diskette oder CD ein und klicken Sie auf OK.
Kursiver Text Kursiv gedruckt werden die Bezeichnungen von Anleitungen und Hilfethemen, aber auch
Wörter oder Satzteile, die besonders hervorgehoben werden sollen. Beispiel:
Das Installationsverfahren für InstaCal wird im Schnellstarthandbuch näher erläutert.
Berühren Sie niemals die freiliegenden Klemmen oder Verbindungen auf der Platine.
Wo finden Sie weitere Informationen
Die folgenden elektronischen Dokumente enthalten nützliche Informationen zum RedLab WEB-TEMP
Das Schnellstarthandbuch finden Sie im Wurzelverzeichnis der RedLab-CD.
Die Anleitungen zum Anschluss der Signale finden Sie auf CD unter „ICalUL\Documents“.
Die Benutzeranleitung für die Universal Library finden Sie auf CD unter „ICalUL\Documents“.
Die Funktionsbeschreibung für die Universal Library finden Sie auf CD unter „ICalUL\Documents“.
Die Benutzeranleitung für die Universal Library für LabVIEW™ finden Sie auf CD unter
„ICalUL\Documents“
6
Kapitel 1
Vorstellung des RedLab TEMP-AI
Überblick: Die Funktionen des RedLab TEMP-AI
Diese Bedienungsanleitung enthält alle Informationen, die Sie zur Verbindung des RedLab TEMP-AI mit Ihrem
Computer und mit den zu messenden Signalen benötigen.
Der RedLab TEMP-AI ist ein Full-Speed USB-2.0-Temperaturmessmodul und wird von Microsoft®
Windows® unterstützt. Der RedLab TEMP-AI ist vollständig mit USB-1.1- und USB-2.0-Anschlüssen
kompatibel.
Der RedLab TEMP-AI verfügt über acht analoge Eingänge, von denen vier als differenzielle Eingänge für
Temperaturdaten und vier als differenzielle oder massebezogene Spannungseingänge konfiguriert sind. Für
jedes Paar analoger Eingänge steht ein 24-Bit Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) zur Verfügung. Über die
acht voneinander unabhängigen, TTL-kompatiblen digitalen E/A-Kanäle können die TTL-Eingänge überwacht,
Daten mit externen Geräten ausgetauscht und Alarme erzeugt werden. Die digitalen E/A-Kanäle sind über die
Software als Eingang oder Ausgang programmierbar.
Die Temperatur-Eingangskanäle sind in zwei Kanalpaaren konfiguriert, die jeweils die Signale eines
Temperatursensors aufnehmen können. Sie können Messungen mit vier Sensorkategorien vornehmen. Die
jeweilige Kategorie der einzelnen Kanalpaare lässt sich über die Software programmieren:
Thermoelemente: Typen J, K, R, S, T, N, E und B
Widerstandstemperaturfühler (RTDs): Messungen mit 2, 3 oder 4 Drähten mit 100 Ω Platin-RTDs
Thermistoren: Messungen mit 2, 3 oder 4 Drähten
Halbleiter-Temperatursensoren: LM36 oder gleichwertig
An die einzelnen Temperaturkanalpaare lassen sich unterschiedliche Sensorkategorien anschließen. Die
Verbindung zu den Kanälen, die ein Kanalpaar bilden, muss jedoch aus einer einheitlichen Kategorie bestehen.
Sie können an ein Kanalpaar allerdings verschiedene Typen von Thermoelementen anschließen.
Jeder Spannungseingangskanal lässt sich über die Software für den Differenzial- oder Single-Ended-Modus
konfigurieren. Der Spannungseingangsbereich kann auf ±10 V, ±5 V, ±2,5 V und ±1,25 V geregelt werden.
Der RedLab TEMP-AI ist mit einem integrierten Sensor zur Kaltstellenkompensation (CJC) für die Messungen
der Thermoelemente sowie internen Konstantstromquellen für die Messungen der Widerstandsfühler versehen.
Eine spezielle Funktion zur Erkennung offener Thermoelemente hilft dabei, ein defektes Teil zu identifizieren.
Ein integrierter Mikroprozessor linearisiert automatisch die Messdaten je nach Sensorkategorie.
Der RedLab TEMP-AI ist ein selbstständiges Plug&Play-Modul und wird über das USB-Kabel mit Strom
versorgt. Es ist keine externe Stromversorgung erforderlich. Alle konfigurierbaren Optionen lassen sich mit
Hilfe der Software programmieren.
Der RedLab TEMP-AI kann vollständig über die Software kalibriert werden.
7
Bedienungsanleitung des RedLab-TEMP-AI Vorstellung des RedLab TEMP-AI
Blockschaltbild des RedLab TEMP-AI
Das nachfolgende Blockschaltbild zeigt alle Funktionen des RedLab TEMP-AI.
USB
(PC)
USB 2.0
Microcontroller
USB
+5V
E/A-Isolierung
Isolierter
DC/DC
Stromv ers.+5 V
8
Isolierter
Micro
Tem p .-Sensor
(+12 )
(-12)
SPI
24-Bit A/D
(T0, T1)
24-Bit A/D
(T2, T3)
24-Bit A/D
(V0, V1)
+5V
DIO
±Ix
Mehrkanal-
Eingang
±Ix
Mehrkanal-
Eingang
CJC
T0-T3
Mehrkanal-
Eingang
SteckfahneSteckfahne
24-Bit A/D
(V2, V3)
Ereigniszähler:
1 Kanal (32 Bit)
500-V-Isolierung
Abb. 1. Das Funktionsdiagramm des RedLab TEMP-AI
Mehrkanal-
Eingang
1
Bestandteile der Software
Weitere Informationen über die Funktionen von InstaCal und alle anderen Softwarekomponenten des RedLab
TEMP-AI finden Sie im Schnellstarthandbuch im Wurzelverzeichnis der mitgelieferten CD.
8
Bedienungsanleitung des RedLab-TEMP-AI Vorstellung des RedLab TEMP-AI
Der einfache Anschluss eines RedLab TEMP-AI an Ihren Computer
So einfach war die Installation eines Geräts zur Datenerfassung noch nie.
Der RedLab TEMP-AI benutzt HID-Treiber von Microsoft. Diese Treiber sind in allen Windows-
Versionen enthalten, die USB-Anschlüsse unterstützen. Wir verwenden die Microsoft-Treiber, weil sie weit
verbreitet sind und Ihnen die vollständige Kontrolle über Ihr Gerät und besonders hohe
Datenübertragungsraten für den RedLab TEMP-AI ermöglichen. Es werden keine Treiber anderer
Hersteller benötigt.
Der RedLab TEMP-AI ist vollständig plug&play-fähig. Sie brauchen keine Brücken zu legen, DIP-Schalter
einzustellen oder Unterbrecher zu konfigurieren.
Sie können den RedLab TEMP-AI vor oder nach der Installation der Software anschließen und brauchen
Ihren Computer vorher nicht herunterzufahren. Wenn Sie ein HID mit Ihrem System verbinden, erkennt Ihr
Computer es automatisch und konfiguriert die erforderliche Software. Über einen USB-Hub können Sie
mehrere HID-Peripheriegeräte an Ihr System anschließen und mit Strom versorgen.
Sie können Ihr System über ein standardmäßiges USB-Kabel mit verschiedenen Geräten verbinden. Der
USB-Anschluss ersetzt die seriellen und parallelen Anschlüsse durch eine einzige, standardisierte
Plug&Play-Kombination.
Sie brauchen kein separates Netzteil. Der Strom wird über USB automatisch an alle mit Ihrem System
verbundenen Peripheriegeräte geleitet.
Die Daten können über die USB-Verbindung in beiden Richtungen zwischen einem Computer und dem
Peripheriegerät ausgetauscht werden.
9
Installation des RedLab TEMP-AI
Was ist im Lieferumfang des RedLab TEMP-AI enthalten?
Die folgenden Gegenstände werden mit dem RedLab TEMP-AI geliefert.
Hardware
RedLab TEMP-AI
Kapitel 2
USB-Kabel (2 Meter lang)
Weitere Dokumentationen
Neben dieser Bedienungsanleitung für die Hardware befindet sich ein Schnellstarthandbuch im Wurzelverzeichnis der mitgelieferten CD. Diese Broschüre enthält eine Kurzbeschreibung der mit Ihrem RedLab
WEB-TEMP gelieferten Software sowie die entsprechenden Installationsanleitungen. Lesen Sie die Broschüre
bitte vollständig durch, bevor Sie eine Software- oder Hardwarekomponente installieren.
Auspacken des RedLab TEMP-AI
Wie bei allen elektronischen Geräten sollten Sie sorgfältig vorgehen, um Schäden durch statische Aufladung zu
vermeiden. Erden Sie sich mit einem Erdungsarmband, oder indem Sie einfach das Computergehäuse oder
einen anderen geerdeten Gegenstand berühren, bevor Sie den RedLab TEMP-AI auspacken, so dass eventuell
aufgestaute statische Energie abgeleitet werden kann.
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