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DDM Drucksensoren –Ausgangssignal – digital oder analog

Wählen Sie das passende Ausgangssignal / die passende Schnittstelle für Ihre spezifische Anwendung und Aufgabenstellung.

Stromausgang

Ø: 25 mm

Relativdruck: 100 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche; bidirektional)

Absolutdruck: 250 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 4 bis 20 mA

Komp. Temperaturbereich: -20°C bis +80°C

Druckanschlüsse: G1/4" innen, G1/4" aussen nach DIN 3852 T11

Datenblatt

pdf | 281 kB

Ø: 25 mm

Relativdruck: 100 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche; bidirektional)

Absolutdruck: 250 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 4 bis 20 mA (Zweileiter)

Komp. Temperaturbereich: 0°C bis +50°C

Druckanschlüsse: G1/4“ innen; G1/4“ aussen nach DIN 3852 T11 inkl. Dichtung

Datenblatt

pdf | 281 kB

Spannungsausgang

Messbereich (MB): 0 bis 200 bar rel. (alternative Messbereiche auf Anfrage)

Überlastgrenze: 300 bar

Berstgrenze (bei +20 °C): 400 bar

Ausgangssignal (Signal): Spannung: 0,5 bis 4,5 V (Dreileiter)

Bürde: > 5 kOhm

Messtechnische Eigenschaften: Gesamtfehler im Arbeitstemperaturbereich (Nichtlinearität, Hysterese, Abgleichtoleranz von Nullpunkt und Endwert, Temperatureinflüsse auf Nullpunkt u. Spanne) ≤ 1 % v. MB.

Stabilität: ≤ 0,2 % v. MB / Jahr (typisch)

Einstellzeit: < 0,5 ms

Arbeitstemperaturbereich: −40 °C bis +150 °C

Datenblatt

pdf | 377 kB

Ø: 22 mm

Relativdruck: 0 bis 4 bar (andere Messbereiche auf Anfrage)

Absolutdruck: 0 bis 5 bar (andere Messbereiche auf Anfrage)

Ausgang: 0 bis 5 V oder 1 bis 6 V (andere auf Anfrage)

Komp. Temperaturbereich: -40°C bis +125°C

Druckanschlüsse: M10x1; M14x1,5; 7/16 - 20UNF; G1/4

Datenblatt

pdf | 183 kB

Ø: 16 mm

Relativdruck: (-1) 0...2,5bar bis (-1) 0...150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Absolutdruck: 0...2,5bar bis 0...150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 0,5 bis 4,5 V

Komp. Temperaturbereich: -40°C bis +125°C

Druckanschluss: M6x1; M8x1

Datenblatt

pdf | 327 kB

Ø: 10 mm

Messbereich: 5 bar bis 250 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 0,5 bis 4,5 V

Komp. Temperaturbereich: -40°C bis +180°C

Druckanschluss: M5x0,8

Datenblatt

pdf | 168 kB

Ø: 22 mm

Relativdruck: 100 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche; bidirektional)

Absolutdruck: 1 bar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 0 bis 5 V oder 1 bis 6 V

Komp. Temperaturbereich: -40°C bis +125°C

Druckanschluss: M10x1; M14x1,5; 7/16 - 20UNF; G1/4 aussen; Rectus 21

Datenblatt

pdf | 253 kB

Ø: 22 mm

Relativdruck: 100 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche; bidirektional)

Absolutdruck: 2 bar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 0 bis 5 V oder 1 bis 6 V

Komp. Temperaturbereich: -40°C bis +125°C

Druckanschluss: M10x1; M14x1,5; 7/16 - 20UNF; G1/4 aussen; Rectus 21

Datenblatt

pdf | 271 kB

Ø: 25mm

Relativdruck: 100 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche; bidirektional)

Absolutdruck: 250 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 0 bis 5 V oder 0 bis 10 V

Komp. Temperaturbereich: -20°C bis +80°C

Druckanschluss: G1/4" innen, G1/4" aussen nach DIN 3852 T11 inkl. Dichtung

Datenblatt

pdf | 273 kB

Ø: 16 mm

Relativdruck: (-1) 0...2,5bar bis (-1) 0...150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Absolutdruck: 0...2,5bar bis 0...150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 0,5 bis 4,5 V

Komp. Temperaturbereich: -40°C bis +150°C

Druckanschluss: M6x1; M8x1

Datenblatt

pdf | 374 kB

Ø: 25 mm

Relativdruck: 100 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche; bidirektional)

Absolutdruck: 250 mbar bis 150 bar (beliebige Zwischenbereiche)

Ausgang: 0 bis 5V oder 0 bis 10V

Komp. Temperaturbereich: 0°C bis +50°C

Druckanschlüsse: G1/4“ innen; G1/4“ aussen nach DIN 3852 T11 inkl. Dichtung

Datenblatt

pdf | 273 kB

Ø: 27 mm

Messbereich: 100 mbar bis 3,5 bar (beliebige Zwischenbereiche; bidirektional)

Ausgang: 0 bis 5 V oder 1 bis 6 V

Komp. Temperaturbereich: 0 bis +50°C, -20 bis 80°C oder -40 bis 125°C

Druckanschluss: M10x1

Datenblatt

pdf | 360 kB

Digitalausgang

Ø: Kundenspezifiziert

Messbereich: 0...100mbar bis (-1) 0...150 bar

Ausgang: Spannung, Strom, CAN-Protokolle, IO-Link

Komp. Temperaturbereich: 0..50°C bis -40...180°C

Druckanschluss: Kundenspezifiziert

DDM Expertenwissen „Gefragt – gewusst!“

Welche Arten von Schnittstellen bei Drucksensoren gibt es, was sind deren Vor- und Nachteile sowie Anwendungsgebiete?

Übersicht Schnittstellen Drucksensoren

Drucksensoren sind entscheidende Komponenten für viele Anwendungen, von industriellen Prozessen bis hin zu Verbraucherprodukten. Eine wichtige Komponente ihrer Funktionalität ist die Art der Schnittstelle, die sie verwenden. Im Folgenden werden die gängigsten Schnittstellenarten, ihre Funktionsweisen sowie Vorteile und Nachteile detailliert beschrieben.

Analoges Ausgangssignal

Typen (z.B. 4-20 mA, 0-10 V, 0-5 V, 1-6 V, 0,5-4,5 V)

  • 4-20 mA:
    • Standard in industriellen Anwendungen
    • bietet eine sehr hohe Störsicherheit
    • Live-Zero Funktion bedeutet drucklos müssen 4 mA fließen, dadurch ist eine Leitungsbruchkennung möglich (0 mA = Leitungsbruch)

Anwendung :

In der Prozessindustrie werden 4-20 mA-Schnittstellen häufig zur Überwachung des Drucks in Rohrleitungen verwendet. Die robuste und einfache Natur dieser Schnittstelle macht sie ideal für lange Kabelstrecken und raue Industrieumgebungen, wo präzise und zuverlässige Druckmessungen entscheidend sind.

  • 0-10 V, 0-5 V:
    • einfache Integration
    • geringe Stromaufnahme 3 mA
    • Standard im Labor
    • Versuchsmesstechnik Forschung und Entwicklung
  • 1-6 V:
    • einfache Integration
    • geringe Stromaufnahme 3 mA
    • Standard im Labor
    • Versuchsmesstechnik Forschung und Entwicklung
    • Live-Zero Funktion bedeutet drucklos muss 1 V anliegen, dadurch ist eine Leitungsbruchkennung möglich (0 V = Leitungsbruch)
  • 0,5-4,5 V:
    • einfache Integration
    • geringe Stromaufnahme 3 mA
    • Live-Zero Funktion bedeutet drucklos müssen 0,5 V anliegen, dadurch ist eine Leitungsbruchkennung möglich (0 V = Leitungsbruch)

Anwendung:

Diese Schnittstellen werden vorwiegend bei Miniatursensoren eingesetzt, weil hierbei weniger Elektronikkomponenten benötigt werden. Dadurch verringert sich die Baugröße und die Lebensdauer bei hoher Temperaturbelastung wird erhöht.
Sie kommen häufig zum Einsatz bei Anwendungen mit hoher Temperaturbelastung bis +150°C wie in der Fahrzeugmesstechnik, der Luftfahrt oder beim Militär.

  • 0,5-4,5 V (ratiometrisch):
    • einfache Integration
    • geringe Stromaufnahme 3 mA
    • Live-Zero Funktion bedeutet drucklos müssen 0,5 V anliegen, dadurch ist eine
    • Leitungsbruchkennung möglich (0 V = Leitungsbruch)

      Ein ratiometrischer Drucksensor enthält keinen internen Spannungsregler. Er kann mit einer ungeregelten Gleichspannung von 5 V betrieben werden. Der Anwender spart die Kosten für eine stabilisierte Gleichspannungsquelle. Das Ausgangssignal des Drucksensors ändert sich im gleichen Verhältnis (ratiometrisch) zur Änderung der Versorgungsspannung. Durch Messungen der momentanen Versorgungsspannung wird das Ausgangssignal korrigiert.

Anwendung:

Eine typische Anwendung für einen ratiometrischen Drucksensor ist ein batteriebetriebener Datenlogger im Feldeinsatz. Der Datenlogger stellt eine Versorgungsspannung von ca. 5 V für den Drucksensor zur Verfügung. Im Lauf des Betriebs sinkt die Versorgungsspannung. Der tatsächliche Wert der Spannung (<5 V) wird gemessen und damit das Ausgangssignal des Drucksensor korrigiert.

Funktionsweise

  • Alle Typen wandeln den gemessenen Druck in ein proportionales elektrisches Signal um.

Vorteile

  • einfache Implementierung: leicht zu verstehen und zu integrieren
  • robust gegenüber Störsignalen: besonders bei 4-20 mA, geeignet für lange Kabelwege

 Nachteile

  • begrenzte Datenkomplexität: kann nur einfache Druckwerte übermitteln

Digitale Schnittstellen

Typen (z.B. I2C, SPI, UART)

  • I2C: Zwei-Draht-Schnittstelle, ideal für kurze Distanzen
  • SPI: schnell, aber benötigt mehr Leitungen
  • UART: einfach, wird oft in Mikrocontroller-basierten Systemen verwendet

Funktionsweise

  • Alle Typen übertragen Daten in einem binären Format, was eine Übermittlung komplexer und genauer Daten ermöglicht.

Vorteile

  • hohe Datenpräzision: ermöglicht genaue Messungen
  • Flexibilität: geeignet für Smart Devices und IoT-Anwendungen

Nachteile

  • Komplexität: erfordert komplexere Integration und Programmierung
  • begrenzte Reichweite: insbesondere bei I2C und SPI

Anwendung:

Digitale Schnittstellen wie I2C werden oft in Verbraucherelektronik eingesetzt, beispielsweise in Smartwatches zur Blutdruckmessung. Die kompakte Größe und geringe Stromaufnahme dieser Sensoren eignen sich perfekt für tragbare Geräte, die präzise Druckdaten erfassen müssen.

Feldbus-Schnittstellen

Typen (z.B. Profibus, Modbus)

  • Profibus: weit verbreitet in der Automatisierungstechnik
  • Modbus: einfach zu implementieren, vielseitig einsetzbar

Funktionsweise

  • Alle Typen ermöglichen die Kommunikation mehrerer Geräte über ein gemeinsames Bus-System.

Vorteile

  • Netzwerkfähigkeit: ermöglicht die Integration vieler Geräte
  • Flexibilität und Skalierbarkeit: einfache Erweiterung des Netzwerks möglich

Nachteile

  • Komplexität: erfordert umfassendere Planung und Installation
  • Kosten: oft teurer in der Einrichtung als einfachere Systeme

Anwendung:

Modbus-Schnittstellen finden Anwendung in der Gebäudeautomation, zum Beispiel bei der Überwachung des Luftdrucks in Klimaanlagen. Ihre Fähigkeit, mit mehreren Geräten zu kommunizieren, ermöglicht eine zentrale Steuerung und Überwachung der Klimaanlagen in großen Gebäuden.

Wireless-Schnittstellen

Typen (z.B. Bluetooth, WLAN)

  • Bluetooth: geringer Energieverbrauch, ideal für mobile Anwendungen
  • WLAN: höhere Datenraten, geeignet für anspruchsvollere Anwendungen

Funktionsweise

  • Alle Typen übertragen Daten drahtlos, was eine flexible Installation und Fernüberwachung ermöglicht.

Vorteile

  • Flexibilität: keine Kabel erforderlich, einfache Installation
  • Remote-Zugriff: ermöglicht die Überwachung aus der Ferne

Nachteile

  • Sicherheitsrisiken: anfällig für Hacking und Interferenzen
  • Reichweite und Zuverlässigkeit: begrenzt im Vergleich zu verkabelten Systemen.

Anwendung:

Bluetooth-Drucksensoren werden häufig in der Medizintechnik für drahtlose Blutdruckmessgeräte genutzt. Diese Geräte bieten Patienten die Möglichkeit, ihren Blutdruck bequem zu Hause zu überwachen und die Daten drahtlos an ihre Smartphones oder Ärzte zu übermitteln.

HART-Protokoll

Funktionsweise

  • kombiniert analoge Signale (4-20 mA) mit digitalen Signalen, was eine Zwei-Wege-Kommunikation und Datenerfassung ermöglicht

Vorteile

  • Rückwärtskompatibilität: kann in bestehenden 4-20 mA-Systemen verwendet werden
  • erweiterte Datenübertragung: ermöglicht die Übertragung von Diagnose- und Konfigurationsdaten

Nachteile

  • Komplexität: erfordert spezifische Kenntnisse für die Einrichtung und Wartung
  • Geschwindigkeitsbegrenzung: langsamere Datenübertragung im Vergleich zu rein digitalen Schnittstellen

Anwendung :

In Raffinerien wird das HART-Protokoll zur Überwachung des Drucks in Destillationskolonnen eingesetzt. Die Kombination aus analoger Zuverlässigkeit und digitaler Kommunikation ermöglicht es, genaue Druckmessungen sowie Gerätediagnosen durchzuführen.

Funktionsweise

  • ist ein Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystem, das für den Anschluss intelligenter Sensoren und Aktoren an ein Automatisierungssystem verwendet wird

Vorteile

  • einfache Integration: standardisierte Schnittstelle, die eine einfache und kostengünstige Verkabelung ermöglicht
  • Datenzugriff: bietet Zugriff auf Gerätedaten und ermöglicht eine einfache Konfiguration und Diagnose

Nachteile

  • Reichweite: begrenzte Kabeldistanz, typischerweise bis zu 20 Meter
  • spezifische Hardware erforderlich: Nicht alle Steuerungssysteme unterstützen IO-Link

Anwendung:

IO-Link findet Einsatz in der automatisierten Fertigung, zum Beispiel bei der Druckregelung in pneumatischen Systemen. Durch seine einfache Integration und Kommunikation ermöglicht IO-Link eine effiziente und flexible Steuerung der Fertigungsprozesse.

RS232

Funktionsweise

  • eine serielle Kommunikationsschnittstelle, die für die Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Geräten verwendet wird

Vorteile

  • weit verbreitet: lange in der Industrie eingesetzt, viele Geräte sind kompatibel
  • einfache Implementierung: geringe Komplexität und einfache Handhabung

Nachteile

  • begrenzte Kabellänge: nicht ideal für lange Distanzen
  • langsamere Datenübertragung: nicht geeignet für Anwendungen mit hohem Datendurchsatz

Anwendung:

RS232-Schnittstellen werden oft in Laboren für Präzisionsdruckmessgeräte verwendet. Sie ermöglichen eine einfache und direkte Datenübertragung zu Computern für die Analyse und Aufzeichnung von Druckdaten.

RS485

Funktionsweise

  • eine serielle Schnittstelle für längere Distanzen und höhere Geschwindigkeiten als RS232

Vorteile

  • lange Distanzen: geeignet für Übertragungen über mehrere Kilometer
  • mehrere Geräte: unterstützt bis zu 32 Geräte in einem Netzwerk

Nachteile

  • Komplexität: erfordert sorgfältige Planung bei der Netzwerkkonfiguration
  • Abschirmung nötig: empfindlich gegen elektromagnetische Störungen

Anwendung:

RS485 eignet sich für industrielle Steuerungssysteme, wie beispielsweise in Wasseraufbereitungsanlagen. Die Fähigkeit, über längere Distanzen zu kommunizieren, macht RS485 ideal für die Überwachung von Druckniveaus in weit verteilten Systemen.

CANopen

Funktionsweise

  • ein Kommunikationsprotokoll basierend auf dem CAN-Bus, optimiert für automatisierte Steuerungssysteme

Vorteile

  • robust und zuverlässig: ideal für raue Industrieumgebungen
  • Echtzeitfähigkeit: geeignet für zeitkritische Anwendungen

Nachteile

  • Komplexität: erfordert spezifische Kenntnisse zur Konfiguration und Diagnose
  • begrenzte Datenrate: nicht geeignet für Anwendungen mit sehr hohem Datendurchsatz

Anwendung:

In der Automobilindustrie wird CANopen für die Überwachung von Hydraulikdruck in Produktionsanlagen genutzt. Seine Robustheit und Echtzeitfähigkeit sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Produktionsqualität und -sicherheit.

J1939

Funktionsweise

  • ein Protokoll basierend auf CAN-Bus, speziell entwickelt für schwere Fahrzeuge und industrielle Anwendungen

Vorteile

  • standardisiert: speziell für Nutzfahrzeuge und mobile Anwendungen
  • robust: geeignet für raue Umgebungen und hohe Beanspruchung

Nachteile

  • spezifisch für Fahrzeugindustrie: begrenzte Verwendung außerhalb dieses Sektors
  • spezialisierte Hardware nötig: nicht universell einsetzbar

Anwendung:

J1939 wird in schweren Nutzfahrzeugen zur Überwachung des Reifendrucks eingesetzt. Dieses Protokoll ist speziell für Fahrzeuganwendungen konzipiert und ermöglicht eine zuverlässige Überwachung unter harten Bedingungen.

LoRaWAN

Funktionsweise

  • ein Low-Power-Wireless-Netzwerkprotokoll, ideal für IoT-Anwendungen und Fernüberwachung

Vorteile

  • weite Reichweite: kilometerweite Übertragungen mit geringem Energieverbrauch
  • hohe Netzwerkkapazität: unterstützt Tausende von Endgeräten

Nachteile

  • begrenzte Bandbreite: nicht geeignet für datenintensive Anwendungen
  • Latenz: nicht für Echtzeitanwendungen geeignet

Anwendung:

LoRaWAN wird in der Landwirtschaft für die Überwachung des Bodendrucks auf großen Feldern eingesetzt. Die weite Reichweite und der geringe Energieverbrauch sind ideal für diese Art von Fernüberwachung.

Bluetooth

Funktionsweise

  • eine weit verbreitete drahtlose Technologie für die Datenübertragung über kurze Distanzen

Vorteile

  • niedriger Energieverbrauch: besonders bei Bluetooth Low Energy (BLE)
  • breite Kompatibilität: unterstützt von vielen mobilen Geräten und Computern

Nachteile

  • begrenzte Reichweite: effektiv nur über kurze Distanzen
  • Interferenzen: anfällig für Störungen in überfüllten Funkbereichen

Anwendung:

Bluetooth-Drucksensoren werden in der Gesundheitstechnik für drahtlose Blutdruckmessgeräte angewandt und ermöglichen es Patienten, ihren Blutdruck bequem zu Hause zu überwachen und die Daten drahtlos an ihre Smartphones oder direkt an medizinisches Personal zu übermitteln, was die Patientenbetreuung und -überwachung verbessert.

Fazit zur Auswahl der richtigen Schnittstellen in der Druckmessung

Die Wahl der richtigen Schnittstelle für Drucksensoren hängt stark von der spezifischen Anwendung und den Umgebungsbedingungen ab. Jede Schnittstelle bietet einzigartige Vorteile, ob in Bezug auf Reichweite, Datenübertragungsgeschwindigkeit, Energieeffizienz oder Robustheit. Diese umfassende Übersicht soll dabei helfen, die passende Schnittstelle für jede Anwendung zu finden.

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