Bedienungsanleitung GSV-3 - ME

Bedienungsanleitung GSV-3 - ME
DMS-Messverstärker GSV-3
Bedienungsanleitung
GSV-3USB, GSV-3CAN,
GSV-3LS, GSV-3HSW
Stand: 09.01.2014
Inhaltsverzeichnis
DMS-Messverstärker GSV-3USB..........................................................................................1
Beschreibung.....................................................................................................................1
Bestellvarianten.................................................................................................................2
Abmessungen................................................................................................................2
Anschlussbelegung (Voll-, Halb- Viertelbrücken, Wegsensoren)......................................3
Anschlussplan für Viertelbrücken und Halbbrücken......................................................3
Anschlussplan für potentiometrische Wegsensoren.....................................................4
Anschlussbelegung...................................................................................................5
Anschluss des Way Con – Seilzugsensor SXAnschlussbelegung für
Spannungseingang...................................................................................................5
Anschlussbelegung für Stromeingang......................................................................5
Anschluss für Hallschalter bei Sonderausführung für Drehzahlmessung.....................5
Anschluss des Hallschalters HAL501.......................................................................5
Anschluss von zweispurigen Impulsgebern..................................................................6
Anschluss eines Drehmomentsensors DR-2335......................................................6
Konfiguration für DR 2335.........................................................................................7
Technische Daten..............................................................................................................8
Anpassung des Messverstärkers....................................................................................10
Anschlussbelegung auf der Platinen Oberseite..........................................................10
DMS-Vollbrücken.........................................................................................................11
DMS-Viertelbrücken.....................................................................................................11
Potentiometrische Geber, Wegsensoren....................................................................12
Spannungseingang -10V...+10V..................................................................................12
Stromeingang -20mA ...+20mA...................................................................................13
Hinweise zur USB Schnittstelle.......................................................................................14
Hinweise zum Schwellwertgeber.....................................................................................14
DMS-Messverstärker GSV-3CAN........................................................................................15
Beschreibung...................................................................................................................15
Abmessungen..................................................................................................................16
Anschlussbelegung..........................................................................................................16
Anschlussbelegung für 718 Steckverbinder................................................................17
Vierpoliger Einbaustecker RSMF4..........................................................................17
Vierpolige Einbaubuchse RKMF4..........................................................................17
Dreipolige Einbaustecker RSMF3...........................................................................17
Technische Daten............................................................................................................18
DMS-Messverstärker GSV-3HSW.......................................................................................20
Beschreibung...................................................................................................................20
Technische Daten............................................................................................................21
Anschlussbelegung..........................................................................................................23
Leiterplatte GSV-3LS.............................................................................................................1
Anschlussbelegung............................................................................................................1
Abmessungen....................................................................................................................1
Datenprotokolle für GSV-3 Messverstärker...........................................................................2
Datenformat.......................................................................................................................3
Ausgabe der Daten........................................................................................................3
Ausgabe der Messwerte................................................................................................3
Ausgabe der Registerwerte...........................................................................................3
2
ME-Meßsysteme GmbH, Neuendorfstr. 18a, DE-16761 Hennigsdorf
Tel +49 (0)3302 78620 60, Fax +49 (0)3302 78620 69, info@me-systeme.de, www.me-systeme.de
Befehle an den GSV-3...................................................................................................4
Einstellung des Displays................................................................................................4
Kommunikation mit dem CAN-Modul................................................................................4
Beispiele............................................................................................................................5
Einstellung der Adressen und Baudraten......................................................................7
Befehlstabelle....................................................................................................................8
Registerwerte...................................................................................................................10
Control-Register..........................................................................................................10
Mode-Register.............................................................................................................10
Special-Mode-Register................................................................................................11
Baudrate-Register........................................................................................................11
Befehlsbeschreibung.......................................................................................................12
writeSamplingRate / readSamplingRate.....................................................................12
setFrequency...............................................................................................................14
readFrequency............................................................................................................14
read Zero.....................................................................................................................14
read offset....................................................................................................................14
write zero.....................................................................................................................15
write offset...................................................................................................................15
get all...........................................................................................................................15
save all.........................................................................................................................16
set zero........................................................................................................................16
set offset......................................................................................................................16
set unit.........................................................................................................................17
set norm.......................................................................................................................18
set dpoint.....................................................................................................................18
set bipolar....................................................................................................................19
set unipolar..................................................................................................................19
get norm.......................................................................................................................19
get unit.........................................................................................................................19
get dpoint.....................................................................................................................19
switch...........................................................................................................................20
get serial number.........................................................................................................20
set threshold................................................................................................................20
get threshold................................................................................................................20
stop transmission.........................................................................................................20
start transmission........................................................................................................21
clear buffer...................................................................................................................21
firmware version..........................................................................................................21
get offset wait...............................................................................................................21
get value......................................................................................................................21
clear maximum value...................................................................................................22
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3
DMS-Messverstärker GSV-3USB
Abbildung 1: 1-Kanal, Frontseite
Beschreibung
Abbildung 2: 2-Kanal, Frontseite
•
•
Dieser Messverstärker für Sensoren mit
•
Dehnungsmessstreifen ist mit einer USB
•
Schnittstelle ausgestattet. Die
•
Spannungsversorgung erfolgt über den
USB Port auf der Rückseite des
Messverstärkers.
Optional ist der Messverstärker auch in
einer 2-kanaligen Ausführung lieferbar
•
•
•
•
Versorgung über USB Port
Abtastrate 10 kHz
Datenrate 1...1000 Hz
DMS Viertel-, Halb-, Vollbrücken
integrierte Brückenergänzung 350 Ohm
optional auch für Wegaufnehmer
umfangreiche Software-Unterstützung
galvanische Trennung zum USB Port
Optional für Anschluss von
Drehmomentsensoren mit
Inkrementalgeber
(GSV-3USBx2).
Für den Anschluss des Sensors ist eine 15-polige Sub-D Buchse vorgesehen.
Beim Zweikanal Messverstärker erfolgt der Anschluss der Sensoren über zwei
Rundsteckverbinder.
Besonders hervorzuheben sind die hohe Abtastrate von 10kHz und die hohe Auflösung
von 16 Bit, sowie der ausgezeichnete Befehlsumfang zur Konfiguration des
Messverstärkers über ASCII Steuercodes oder über eine Windows DLL.
Dieser Messverstärker kann über Lötbrücken auch für die Auswertung von DMSViertelbrücken (z.B. 350 Ohm) oder für einen Spannungseingang ±10 V konfiguriert
werden.
Er ist optional auch für den Anschluss potentiometrischer Wegaufnehmer oder für
Stromeingang 4...20mA , sowie für Inkrementalgeber lieferbar.
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1
Bestellvarianten
Typ
Beschreibung
GSV-3USB 2mV/V
Eingang ±2 mV/V, 1x SubD15, (Standardtyp, 95% aller Sensoren
mit DMS)
GSV-3USB 3,5mV/V
Eingang ±3,5 mV/V 1x SubD15, (z.B. für KD9363s)
GSV-3USBx2 2mV/V
2 Kanäle, 2x Eingang ±2 mV/V, 2x M12-Buchse
GSV-3USBx2 2mV/V 10V
2 Kanäle, Port „A“ DMS-Sensor, Port „B“ +-10V Eingang, 2x
M12-Buchse
GSV-3USBx2 2mV/V 4,2V
2 Kanäle, Port „A“ DMS-Sensor, Port „B“ potentiometr. Sensor,
2x M12-Buchse
GSV-3USBx2 2mV/V RPM
2 Kanäle, Port „A“ DMS-Sensor, Port „B“ Impulsgeber mit
Richtung, 2x M12-Buchse
GSV-3USBx2 2mV/V
RPM/SubD15
2 Kanäle, Port „A“ DMS-Sensor, Port „B“ Impulsgeber mit
Richtung, 1x SubD15
weitere Varianten auf Anfrage;
Abmessungen
110
USB
82
1
25
8
15
Port B
2
9
Port A
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Anschlussbelegung (Voll-, Halb- Viertelbrücken, Wegsensoren)
Sub-D Buchse, 15-polig, bzw. 5-polige Buchse M12x1, Typ 763
Aufsicht:
15-pol.
1
9
15
8
1
2
4
5
•
•
•
3
5-pol.
1
Beschreibung
Farbcode für Kabel
GND ( = -US )
Schirmung
5
2
-US negative Brückenspeisung
weiß
weiß
6
1
+US positive Brückenspeisung
braun
braun
8
3
+UD positiver Differenzeingang
grün
blau
15
4
-UD negativer Differenzeingang
gelb
schwarz
14
5
AUXin konfektionierbarer
Eingang
grau
grau
2
TARA Steuereingang f.
Nullsetzfunktion
3
VCC_T Spannung 5,6V DC, 1mA
9
Aout Analogausgang 0,1V...4,8 V
10
SW Schwellwertschalter
Beim 1-Kanal GSV-3USB wird der Schirm an PIN 1 angeschlossen.
Beim 2-Kanal GSV-3USBx2 mit Rundsteckverbinder ist der Schirm nach
Möglichkeit auf dem Steckergehäuse aufgelegt.
Alternativ wird der Schirm an PIN2 des Rundsteckverbinders aufgelegt
Anschlussplan für Viertelbrücken und Halbbrücken
Bitte beachten: Zum Anschluss von Viertel oder Halbbrücken muss der Messverstärker
entsprechend konfiguriert sein. Durch Schließen von zwei Lötbrücken werden die drei
Ergänzungswiderstände zugeschaltet.
Dehnungsmessstreifen-Viertelbrücken werden in Dreileiter-Technik angeschlossen.
Dadurch wird der Einfluss des Zuleitungskabels auf den Nullpunkt und die Nullpunktdrift
um die Hälfte reduziert.
Viertelbrücke
+Us
Halbbrücke
5-polige Buchse
brown
+Us
1
brown 1
-
Aux
-Ud
+Ud
-Us
grey
5
Aux
-Ud
black
4
blue
3
+
white
2
+Ud
-Us
grey
5
black
4
blue
3
+
white
2
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3
Viertelbrücke
Halbbrücke
5-polige Buchse
+Us
6
+Us
6
-
Aux
-Ud
14
15
+Ud
-Us
Shield
15-polige Buchse
Aux
-Ud
8
14
15
+Ud
+
5
-Us
Shield
1
8
+
5
1
15-polige Buchse
Anschlussplan für potentiometrische Wegsensoren
Die Messverstärker GSV-3USB und GSV-3USBx2 sind in einer Ausführung zum Anschluss
potentiometrischer Wegsensoren (Linearpotentiometer bzw. Seilzugwegaufnehmer)
erhältlich.
Der Schleifer des Wegsensors wird dabei an den Eingang „Aux“ des Messverstärkers
angeschlossen.
Die Versorgung des Wegsensors erfolgt über die Sensorspeisung +Us und -Us.
Die Speisung des potentiometrischen Wegsensors erfolgt dabei mit 4,2V.
Der Eingang Aux erfasst Spannungen von 0...4,2V.
Aux
-Us
4
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Anschlussbelegung
Bezeichnung
5-Pol. Buchse
GSV-3USB
15-pol. SUB-D Buchse
GSV-3USB
positive Speisung +Us
1
6
negative Speisung -Us
2
5
Eingang „Aux“
5
14
Anschluss des Way Con – Seilzugsensor SXAnschlussbelegung für
Spannungseingang
Bezeichnung
5-Pol. Buchse
GSV-3USB
15-pol. SUB-D Buchse
GSV-3USB
±10 Volt
3
8
Messsignal Masse
4
15
Schirm
Gehäuse
1
Anschlussbelegung für Stromeingang
Bezeichnung
5-Pol. Buchse
GSV-3USB
15-pol. SUB-D Buchse
GSV-3USB
±20 mA
3
8
Messsignal Masse
4
15
Schirm
Gehäuse
1
Anschluss für Hallschalter bei Sonderausführung für Drehzahlmessung
Die Messverstärker GSV-3USB und GSV-3USBx2 sind in Ausführungen zur Messung von
Drehzahl erhältlich. Hierbei wird ein Hallschalter als Sensor angeschlossen, der pro
Umdrehung durch einen, zwei, vier oder acht Magnete ausgelöst wird. Voraussetzung für
die Erfassung eines Impulses zur Drehzahlmessung ist ein Wechsel der magnetischen
Flussdichte von 20mT auf 4mT, wobei der magnetische Südpol der sensitiven Fläche des
Hallschalters zugewand sein muss.
Die Einheit muss auf rpm eingestellt sein und das Ausgabeprotokoll der Messwerte ist fest
auf Textformat eingestellt. Die Skalierung ist fest auf 20000 eingestellt und kann nicht
geändert werden. Die Anzahl der Magnete, die Impulse am Hallsensor erzeugen, kann mit
Hilfe von gsvterm.exe eingestellt werden. Hierzu befindet sich in der Programmoberfläche
auf Seite 2 der Menüpunkt „Sondereinstellungen“.
Anschluss des Hallschalters HAL501
Funktion
Masse (GND),
Schirm
5-pol. Buchse M12
GSV-3USBx2
2
15-pol. SUB-D
Buchse GSV-3USBx1
1
HAL501,
konfektioniert
Braun (Pin2)
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5
Speisung +5V
1
3
Weiss (Pin1)
Hallschalter-Signal
3
13
Grün (Pin3)
Anstelle des Hallschalters HAL501 können andere Geber mit einer Leistungsaufnahme
kleiner 5V, 5mA und einem Ausgangssignal mit TTL Pegel angeschlossen werden.
Mit einem Stabmagnet NdFeB 20mmx10mmx4mm wird ein Arbeitsabstand von bis zu
10mm zwischen Hallschalter und Magnet erreicht.
Anzahl Magnete
Drehzahlbereich in U/min
Reaktionszeit in Anzahl Umdrehungen
Minimum
Maximum
Minimum
Maximum
1
18
36000
ca. 1
ca. 2
2
9
18000
ca. 1/2
ca. 1
4
4,5
9000
ca. 1/4
ca. 1/2
8
2,25
4500
ca. 1/8
ca. 1/4
Abbildung 3: Hallschalter HAL501 im TO92 Gehäuse, Aufsicht auf sensitive Fläche
(zum magnetischen Südpol zugewandt)
Anschluss von zweispurigen Impulsgebern
Die Messverstärker GSV-3USB und GSV-3USBx2 sind in Ausführungen zur Messung von
Drehwinkel/Drehzahl oder Weg erhältlich. Hierbei wird ein inkrementeller Impulsgeber
angeschlossen, der bei Weg- oder Drehwinkeländerung zwei um 90° phasenverschobene
Rechtecksignale ausgibt (Anschlüsse A und B).
Funktion
5-pol. Buchse M12 GSV-3
USBx2
15-pol. SUB-D Buchse GSV-3
USBx1
Masse (GND),
Schirm
2
1
Speisung +5V
1
3
Pulssignal A
3
12
Pulssignal B
4
13
Anschluss eines Drehmomentsensors DR-2335
Für den Betrieb des Sensors DR2335 wird ein Zweikanal Messverstärker GSV-3USBx2
2mV/V/RPM/Sub-D15 empfohlen.
Die Leitungen „A“ bis „M“ des Sensors DR2335 werden mit der SubD-15 Buchse des
Messverstärkers verbunden.
6
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Konfiguration für DR 2335
Port „A“
Port „B“
„Logger Modus“ aus
„Logger-Modus“ ein
Normierungsfaktor 2 mV/V bzw. einen für den Normierungsfaktor 31207,6 für die Anzeige in
Sensorkennwert entsprechend kalkulierten
Winkelgraden. Die Auflösung ist 0,5°;
Faktor.
Die Datenfrequenz wird auf Port „A“ eingestellt. Port „B“ sendet synchron mit der
Datenfequenz von Port „A“.
Port „B“ wirkt als als inkrementeller Zähler und wird nicht automatisch nullgesetzt. Nach
Erreichen von 65535° geht er auf Null zurück.
Mit dem Befehl „SetZero“ kann der Zähler jederzeit auf 0 gesetzt werden.
DR2335
Signale
DR2335
12-pol.
Steckverbinder
GSV-3USB
5-pol M12
Buchse;
Port „A“
GSV-3USB
5-pol M12
Buchse;
Port „A“
GSV-3USB
SubD15
Buchse;
Port „A+B“
DMS Us+
B
1 (braun)
6
DMS Us-
A
2 (weiss)
5
DMS Ud+
C
3 (blau)
8
DMS Ud-
D
4 (schwarz)
15
Zähler +5V (Vcc) F
-
1 (braun)
11
Zähler GND
E und J (ggf.
verbinden)
-
2 (weiss)
7
Zähler A
G
-
3 (blau)
12
Zähler B
H
-
4 (schwarz)
13
Schirmungen
M
Kabelschirm
Kabelschirm
1
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7
Technische Daten
GSV-3USB
Genauigkeitsklasse
Messbereich (v.E.)
0,1
Einheit
%
2
mV/V
optional 1,0 oder 3,5
mV/V
anschließbare
Dehnungsmessstreifen
120 bis 5000
Ohm
Brückenspeisespannung
4,2 ±0,2
V
V
Eingangsimpedanz
>20 / 300pF
MOhm
DC
100
dB
100Hz
80
dB
Linearitätsabweichung
<0,02
Temperatureinfluss auf den
Nullpunkt pro 10K
<0,1
% v.E.
% v.E.
Temperatureinfluss auf die
Messempfindlichkeit pro 10K
bezogen auf den Messwert
<0,1
% v.S.
3dB Grenzfrequenz analog,
1,250
kHz
Bessel, 3.Ordnung
FIR-Filter + konfigurierbare MW-Filter
Gleichtaktunterdrückung
Ausgangsfilter
Ausgangsfilter digital
Datenfrequenz
0,00 ... 1220,00
Hz
Messfrequenz
76,80 Hz ... 10080,67
Hz
Auflösung
±15 Bit
Analogausgang
Nennbereich
2,5 ±2,25
V
Gebrauchsbereich
0,01 ... 5,2
V
<5, typ. <2,5
<90
mV
ms
Nullabgleich
Toleranz
Zeitdauer
Auslösung auf fallende Flanke
nach mind. 4ms High-Pegel
(3,5V ... 30V oder
Versorgungsspannung)
Schnittstelle
USB 2.0
Versorgungsspannung
Nennbereich
4,5...5,5 über USB Port
V DC
Stromaufnahme
8
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GSV-3USB
bei Nennspannung
pro Kanal mit 350 Ohm
Vollbrücke
Parameterspeicher
< 120
Einheit
mA
vier komplette Parametersätze im EEProm
speicherbar
1. letzte Einstellung
2. Herstellereinstellung
3. User 1
4. User 2
Nenntemperaturbereich
-10…+65
Lagertemperaturbereich
-40…+85
°C
Abmessungen (L x B x H)
110 x 82 x 25
mm
Gehäuse
Schutzart der Gehäusevarianten (DIN 40 050)
IP40
Abkürzungen:
v.E. (vom Endwert), v.S. (vom Sollwert)
Das erreichbare Verhältnis Signal/ Rauschen hängt von den Umgebungsbedingungen
(Kabellänge, Schirmung), von der eingestellten Datenrate und von der optional zugeschalteten FIR
Filterung ab. Die Grafik zeigt die Auflösung mit 1m Anschlusskabel, Messbereich ±2mV/V, FIR
Filter ausgeschaltet.
ME-Meßsysteme GmbH, Neuendorfstr. 18a, DE-16761 Hennigsdorf
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9
Anpassung des Messverstärkers
Mit Hilfe von Lötbrücken auf der Platinen-Unterseite lässt sich der Messverstärker für verschiedene
Betriebsarten konfigurieren. Zum Öffnen des Gehäuses werden an der Frontseite für den
Sensoranschluss zwei Schrauben gelöst. Die Schrauben sind durch schwarze Abdeckkappen
verdeckt.
Der Messverstärker enthält eine Ergänzung für Viertelbrücken mit 350 Ohm. Diese Konfiguration
kann durch Lötbrücken aktiviert werden. Mit dieser Konfiguration „Viertelbrücke / Halbbrücke“
können auch Halbbrücken ab 120 Ohm angeschlossen werden.
Weitere Anpassungen sind Spannungseingang +-10V, Stromeingang 4...20mA, Eingang für
Potentiometergeber.
Anschlussbelegung auf der Platinen Oberseite
Abbildung 4: Pinbelegung, Platinenoberseite
10
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DMS-Vollbrücken
Abbildung 5: DMS Vollbrücken
DMS-Viertelbrücken
Abbildung 6: DMS Viertelbrücken 350 Ohm und Halbbrücken
(120 Ohm...5000 Ohm)
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11
Potentiometrische Geber, Wegsensoren
Abbildung 7: Potentiometrische Geber, Wegsensoren
Spannungseingang -10V...+10V
Abbildung 8: Spannungseingang +-10 Volt
12
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Stromeingang -20mA ...+20mA
Abbildung 9: Stromeingang 4-20mA
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13
Hinweise zur USB Schnittstelle
Das Schalten von elektrischen Verbrauchern (Labornetzteile, Netzteile, Motoren,
Heizwendeln, Neon-Leuchten) kann zur Abschaltung der USB-Schnittstelle des Computers
führen. Bei Problemen sollte der Computer über einen Trenntrafo oder über einen eigenen
Stromkreis versorgt werden.
Die Zuverlässigkeit der USB Schnittstelle des Personalcomputers oder NotebookComputers kann durch einfache Maßnahmen verbessert werden:
•
Verwenden eines hochwertigen USB Kabels mit Ferritkern,
•
Anzahl der verwendeten USB-Geräte reduzieren, da der Gesamtstrom auf 500mA
begrenzt ist,
•
Verwenden eines aktiven (self-powered) USB Hubs,
•
Verwenden von Notebook Netzteilen mit Erdung.
Insbesondere die Verwendung eines aktiven USB-Hubs mit eigenem Netzteil trägt zur
Zuverlässigkeit der USB-Schnittstelle bei.
Hinweise zum Schwellwertgeber
Schwellwertgeber
Bei Überschreitung des Grenzwertes schliesst der
Transistor. Der maximale Schaltstrom beträgt
200mA.
Stand: 09.01.2014
14
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DMS-Messverstärker GSV-3CAN
•
•
•
•
•
CAN Bus
Abtastfrequenz 10 kHz
Datenrate bis 1000 /s
galvanische Trennung
mit M8 Steckverbinder oder
Kabeldurchführung
Beschreibung
Der Messverstärker GSV-3CAN eignet sich zur Vernetzung von Sensoren, wie z.B:
Kraftsensoren, Dehnungsaufnehmer und Wägezellen über das "Controller Area Network"
(CAN).
Die niedrigen Analogspannungen von Dehnungmessstreifen werden mit diesem
Messverstärker sensornah aufbereitet und können über große Distanzen störungsfrei und
in Echtzeit zur Leitwarte bzw. zum Datenerfassungssystem übertragen werden.
Bei Abmessungen von nur 64mm x 58mm x 34mm im robusten AluminiumDruckgussgehäuse (IP66) kombiniert der GSV-3CAN hervorragende Leistungsdaten für
die Dehnungsmessstreifen-Messtechnik, wie z.B.
Abtastfrequenz von 10kHz,
Auflösung von 16 Bit,
galvanische Trennung des Netzwerkes.
Insbesondere die vielen Einstellmöglichkeiten machen diesen Messverstärker zu einem
Universaltalent in der Messdatenerfassung. Die Messwerte lassen sich dezentral
"verdichten", z.B. durch die Wahl von FIR- und Mittelwertfiltern. Die Einzelwertabfrage und
das Senden mit einstellbarer, kontinuierlicher Datenfrequenz sind ebenso möglich wie die
externe Triggerung oder das ereignisgesteuerte Senden von Messdaten.
Spannungsversorgung über 12V oder 24V DC Bordnetze gehören ebenso zum Programm
wie z.B. bis zu zwei Schwellwertausgänge und ein analoger Monitorausgang mit 0...5 Volt
Ausgangsspannung.
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Tel +49 (0)3302 78620 60, Fax +49 (0)3302 78620 69, info@me-systeme.de, www.me-systeme.de
15
17
34
Abmessungen
88
58
2x ∅ 4,5
(DIN 912)
46
3 pol.
St.
36
64
4 pol.
St.
4 pol.
Buchse
Anschlussbelegung
Klemme
Beschreibung
1
-UD
negativer Differenzeingang
2
+UD
positiver Differenzeingang
3
+US
positive Brückenspeisung
4
-US
negative Brückenspeisung
5
AUXin
konfektionierbarer Eingang
6
UA
Analogausgang 0...5 V
7
S1
Schaltausgang 1
8
T
Steuereingang "Nullabgleich"
9
UB
Versorgungsspanung 24V DC
10
GND
Masse Versorgungsspannung
11
CAN_GND
Masse CAN Bus
12
CAN_L
dominant Low
13
CAN_H
dominant High
14
16
intern belegt
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Klemme
Beschreibung
15
intern belegt
16
intern belegt
J1
Abschlusswiderstand 120 Ohm, wenn J1 gesetzt
ist
J2
Auslieferzustand (wie auf dem Schild) für CANBus-Einstellungen wird nach einem Power-OnReset hergestellt, wenn J2 gesetzt ist.
Anschlussbelegung für 718 Steckverbinder
Aufsicht auf Steckverbinder
Vierpoliger Einbaustecker RSMF4
Pin
2
1
4
3
Funktion
GSV-3CAN
Aderfarbe
1
Versorgungsspannung 11...28 V DC
9
braun
2
Analogausgang 0...5V
6
weiß
3
GND Versorgungsspannung
10
blau
4
Tara-
8
schwarz
Vierpolige Einbaubuchse RKMF4
Pin
4
3
Funktion
2
1
GSV-3CAN
Aderfarbe
1
positive Sensorspeisung +US
3
braun
2
negative Sensorspeisung -US
4
weiß
3
positiver Differenzeingang +UD
2
blau
4
negativer Differenzeingang -UD
1
schwarz
Dreipolige Einbaustecker RSMF3
Pin
4
1
Funktion
3
GSV-3CAN
Aderfarbe
1
Transmit Data TxD / CAN_H
13
braun
3
Receive Date RxD / CAN_L
12
blau
4
GND
11
schwarz
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17
Technische Daten
(bei Nenn-Betriebsspannung im Nenn-Temperaturbereich bei 2,5V Brückenspeisung mit 350 Ohm DMS)
GSV-3CAN
Genauigkeitsklasse
Messbereich (v.E.)
0,1
%
2
mV/V
optional 1,0 oder 3,5
mV/V
anschließbare Vollbrücken
4 x 350
Ohm
Brückenspeisespannung
2,5
V
optional 5,0
oder
V
V
7,5
Eingangsimpedanz
>20 / 300pF
MOhm
DC
100
dB
100Hz
80
dB
Linearitätsabweichung
<0,02
Temperatureinfluss auf den
Nullpunkt pro 10K
<0,1
% v.E.
% v.E.
Temperatureinfluss auf die
Messempfindlichkeit pro 10K
bezogen auf den Messwert
<0,1
% v.S.
3dB Grenzfrequenz analog,
1,250
kHz
Bessel, 2.Ordnung
optional 2,500 oder 10,000
kHz
Ausgangsfilter digital
FIR-Filter + konfigurierbare MW-Filter
Datenfrequenz
0 ... 1,220
kHz
Messfrequenz
0,076 ... 10,08
kHz
2,5 ±2,25
V
Gleichtaktunterdrückung
Ausgangsfilter
Analogausgang
Auflösung
Analogausgang
Nennbereich
V
Gebrauchsbereich
0,01 ... 5,2
V
Ausgangswiderstand
Nullabgleich
Toleranz
Zeitdauer
Auslösung auf fallende Flanke
nach mind. 4ms High-Pegel
(3,5V ... 30V oder
Versorgungsspannung)
0
Ohm
<5, typ. <2,5
<90
mV
ms
Schaltausgang S1
open Collector
18
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GSV-3CAN
Strombelastbarkeit:
22 mA / 25V
Schaltausgänge/-eingänge
RB0, RB6
TTL-Pegel
Strombelastbarkeit:
5 mA
active High
Schnittstelle
CAN V2.0 A,B, ISO11898
Isolation Voltage
1000
max. Baudrate
Versorgungsspannung
Standard
Leiterplatte
Stromaufnahme
1 MBaud
9..28
9...16
V DC
V DC
bei Nenn-Betriebsspannung
< 80
mA
Parameterspeicher
Vrms
vier komplette Parametersätze im EEProm
speicherbar
1. letzte Einstellung
2. Herstellereinstellung
3. User 1
4. User 2
Nenntemperaturbereich
-10…+65
-10…+65
°C
Lagertemperaturbereich
-40…+85
-40…+85
°C
64 x 58 x 34
mm
Abmessungen (L x B x H)
Gehäuse
Schutzart der Gehäusevarianten (DIN 40 050)
IP66
Abkürzungen:
v.E. (vom Endwert), v.S. (vom Sollwert)
Das erreichbare Verhältnis Signal/ Rauschen hängt von den Umgebungsbedingungen
(Kabellänge, Schirmung), von der eingestellten Datenrate und von der optional zugeschalteten FIR
Filterung ab. Die Grafik zeigt die Auflösung mit 1m Anschlusskabel, Messbereich ±2mV/V, FIR
Filter ausgeschaltet.
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19
DMS-Messverstärker GSV-3HSW
•
•
•
•
•
Schwellwertschalter mit Relais
RS232 oder RS485 Schnittstelle
digitaler Eingang für Selbsttest
Abtastrate 10 kHz
Datenrate 1...1000/s
Beschreibung
Der Messverstärker GSV-3HSW ist hervorragend geeignet zur Überwachung von
Schwellwerten. Spezielle Anforderung der DIN EN 954-1 wurden berücksichtigt: Ein
digitaler Eingang zur Auslösung eines Selbsttests über Shuntwiderstand in der Messkette
sowie eine permanente Überwachung der Anschlussleitungen auf Kabelbruch sind beim
Messverstärker GSV-3HSW vorhanden.
Anwendungen sind z.B. Zutrittskontrolle, wenn z.B. sehr geringe Signale über einen
langen Zeitraum zuverlässig überwacht werden sollen. Durch eine Nullpunktnachregelung
können Fehlalarme durch schleichende Veränderungen, wie z.B. durch Temperaturdrift,
ausgeschlossen werden.
Die Einstellung der Schwellwerte erfolgt über eine serielle Schnittstelle. Wahlweise stehen
RS232, RS422 oder RS485 zur Verfügung.
Der interne AD-Umsetzer mit einer Auflösung von 16 Bit eignet sich aufgrund einer
Abtastfrequenz von 10kHz hervorragend für die Aufzeichnung hochdynamischer
Vorgänge.
Die Messwerte lassen sich dezentral "verdichten", z.B. durch die Wahl von FIR- und
Mittelwertfiltern. Die Einzelwertabfrage und das Senden mit einstellbarer, kontinuierlicher
Datenfrequenz sind ebenso möglich wie die externe Triggerung oder das
ereignisgesteuerte Senden von Messdaten.
Als Spannungsversorgung werden 24V DC vorausgesetzt.
Ein Analogausgang für Kontrollmessungen mit Oszilloskopen steht zur Verfügung.
20
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Technische Daten
(bei Nenn-Betriebsspannung im Nenn-Temperaturbereich bei 5V Brückenspeisung mit 350 Ohm DMS)
GSV-3HSW
Genauigkeitsklasse
Messbereich (v.E.)
0,1
%
2
mV/V
optional 1,0 oder 3,5
mV/V
anschließbare Vollbrücken
4 x 350
Ohm
Brückenspeisespannung
5
V
Eingangsimpedanz
>20 / 300pF
MOhm
Gleichtaktunterdrückung
DC
100Hz
100
80
dB
dB
Linearitätsabweichung
<0,02
Temperatureinfluss auf den
Nullpunkt pro 10K
<0,1
% v.E.
% v.E.
Temperatureinfluss auf die
Messempfindlichkeit pro 10K
bezogen auf den Messwert
<0,1
% v.S.
3dB Grenzfrequenz analog,
1,250
kHz
Bessel, 2.Ordnung
optional 2,500 oder 10,000
kHz
Ausgangsfilter digital
FIR-Filter + konfigurierbare MW-Filter
Datenfrequenz
0 ... 1,220
kHz
Messfrequenz
0,076 ... 10,08
kHz
2,5 ±2,25
V
Ausgangsfilter
Analogausgang
Auflösung
Analogausgang
Nennbereich
V
Gebrauchsbereich
0,01 ... 5,2
V
Ausgangswiderstand
Nullabgleich
Toleranz
Zeitdauer
Auslösung auf fallende Flanke
nach mind. 4ms High-Pegel
(3,5V ... 30V oder
Versorgungsspannung)
0
Ohm
<5, typ. <2,5
<90
mV
ms
Schwellwertausgang S1
Relais
Strombelastbarkeit:
230V DC, 5A
Schwellwertausgang S2
optional, anstelle des Testeingangs
Schnittstelle
RS232
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21
GSV-3HSW
optional
RS422
oder
Versorgungsspannung
Nennbereich
RS485
18...30
V DC
< 100
mA
Stromaufnahme
bei Nenn-Betriebsspannung
Parameterspeicher
vier komplette Parametersätze im EEProm
speicherbar: letzte Einstellung, Herstellereinstellung,
User 1 User 2
Nenntemperaturbereich
-10…+65
-10…+65
°C
Lagertemperaturbereich
-40…+85
-40…+85
°C
75 x 37,5 x 53
mm
Abmessungen (L x B x H)
Gehäuse
Schutzart der Gehäusevarianten (DIN 40 050)
IP40
Abkürzungen:
v.E. (vom Endwert), v.S. (vom Sollwert)
Das erreichbare Verhältnis Signal/ Rauschen hängt von den Umgebungsbedingungen
(Kabellänge, Schirmung), von der eingestellten Datenrate und von der optional zugeschalteten FIR
Filterung ab. Die Grafik zeigt die Auflösung mit 1m Anschlusskabel, Messbereich ±2mV/V, FIR
Filter ausgeschaltet.
22
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Anschlussbelegung
PIN:
1
Funktion:
+24V DC
PIN:
2
GND
8
Funktion:
-Ud
gelb
9
+Ud
grün
3
intern
belegt
4
TestEingang
10
+Us
braun
11
-Us
weiß
5
6
Relais
Öffner
Relais
Mitte
12
13
Shunt
grau
AnalogAusgang
7
Rel.
Schließer
14
TaraEingang
10-polige Stiftleiste:
PIN
RS232
1
RS422
RX+
2
3
RX
RX-
TX
TX-
4
5
6
7
TX+
8
9
GND
GND
10
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23
Leiterplatte GSV-3LS
Die Leiterplatte GSV-3LS enthält die wichtigsten Funktionen der GSV-3 Serie.
Sie eignet sich Integration in Sensoren und elektronische Schaltungen mit
Dehnungsmessstreifen.
Beim Entwurf elektronischer Auswerteschaltungen sind lediglich Schaltkreise für die
Versorgungsspannung und geeignete Maßnahmen zur elektromagnetischen
Verträglichkeit (EMV) vorzusehen.
Das serielle Ausgangssignal arbeitet mit TTL Pegeln.
Der Nullpunktabgleich erfolgt automatisch über den Eingang T auf 2,5 Volt.
Die Brückenspeisespannung ist auf 2,5 Volt eingestellt. Die Stromaufnahme beträgt
weniger als 24 mA bei maximaler Datenfrequenz und mit einem 350 Ohm
Dehnungsmessstreifen.
Anschlussbelegung
St1
1
2
3
4
5
-UD : negativer Differenzeingang
+UD : positiver Differenzeingang
+US : positive Brückenspeisung
-US : negative Brückenspeisung
(GND)
+UA : Analogausgang
St2
1
2
3
4
GND: Masse
+UB : Spannungsversorgung
TxD (vom GSV-3)
RxD (zum GSV-3)
5
6
7
8
T: Steuereingang "Nullabgleich"
RB0
S1: Schaltausgang 1
RB6
St1
1
2
3
4
5
St2
2-1
4-3
6-5
8-7
13
1 RM 2,0 mm
14,4
30
28
RM 2,0 mm
Abmessungen
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1
Datenprotokolle für GSV-3 Messverstärker
Stand: 18.11.2009
2
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Datenformat
Ausgabe der Daten
Der serielle Schnittstelle des GSV-3 arbeitet mit einer einstellbaren Übertragungsrate von
4800 Baud bis 1,25 MBaud. Das Format ist: 1 Startbit, 8 Datenbits, keine Parität, 1 Stopbit
(8N1).
Ausgabe der Messwerte
Der GSV schreibt im Normalmodus permanent seine Messwerte auf die serielle
Schnittstelle. Es werden für jeden Messwert 3 Bytes übertragen.
0xA5
Highbyte
Lowbyte
Das erste Zeichen dient der Synchronisierung.
Es folgen die 2 Daten-Bytes, beginnend mit dem High-Byte. Die interne Auflösung des
Analog-Digital Umsetzers ist 16 Bit. Im Unipolarmodus entspricht der Messwert Null dabei
dem Datenwert 0. Im Bipolarmodus entspricht der Messwert Null dem Datenwert
hexadezimal 8000.
Bei einer Eingangsempfindlichkeit von 1 mV/V ergibt sich folgende Zuordnung:
Messwert (hexadezimal)
Unipolar
Bipolar
00 00
0,000 mV/V
-1,050 mV/V
80 00
0,525 mV/V
0,000 mV/V
FF FF
1,050 mV/V
1,050 mV/V
Bei anderen Eingangsempfindlichkeiten ist mit dem entsprechenden Proportionalitätsfaktor
zu multiplizieren.
Der Endausschlag von 105% des Messbereichs wurde gewählt, um auch Werte zu
sensieren, die geringfügig oberhalb des Messbereichs liegen.
Für die Umrechnung von digitalem Ausgangswert zu analogem Eingangssignal bei einer
Eingangsempfindlichkeit von 2 mV/V gilt:
Ausgangswert (dezimal) = Highbyte x 256 + Lowbyte
Eingangssignal (dezimal) = (Ausgangswert - 32768) / 32768 * 2,10
Ausgabe der Registerwerte
Registerwerte werden durch ein Semikolon getrennt übertragen, nachdem sie durch einen
entsprechenden Befehl angefordert wurden. Je nach Breite des Registers werden 2 bis 8
Daten-Bytes übertragen. Es ergibt sich das folgende Format:
Für 3 Bytes:
; (ASCII: 59)
HByte
MByte
Für 2 Bytes:
; (ASCII: 59)
HByte
LByte
LByte
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3
Befehle an den GSV-3
Befehle an den GSV besitzen das folgende Format
Es wird die Befehlsnummer (CMD), gefolgt von den Parametern P1…P4, gesendet.
Befehlsnummer
P1
P2
P3
P4
Die Anzahl der geforderten Parameter variiert mit der Befehlsnummer und liegt zwischen 0
und 4.
Alle Befehle an den GSV-3 führen zu einer dauerhaften Umkonfiguration, die auch nach
einer Spannungsunterbrechnung erhalten bleibt. Die einzige Ausnahme bildet der Befehl
„StopTransmission“ (Nr. 35). Eine Spannungsunterbrechung wirkt wie die Ausführung des
Befehls „StartTransmission (Nr. 36).
Um die Datenübertragung dauerhaft abzuschalten, muss der „Log-Modus“ eingeschaltet
werden (Bit 3 im Mode-Register, Befehl Nr. 38).
Einstellung des Displays
Beim binär codierten Datenprotokoll werden die Messwerte „normiert“ auf ±1 übertragen.
Die Displayanzeige ergibt sich aus Normierungsfaktor x Messwert. Der Normierungsfaktor
kann mit dem Befehl „setNorm“bzw. mit dem Konfigurationsprogramm gesetzt werden.
Zur die Berechnung des Normierungsfaktors gilt:
Normierungsfaktor = Eingangsempfindlichkeit / Kennwert * Nennlast.
Beispiel:
Nennlast der Wägezelle: 100kg
Kennwert der Wägezelle: 2 mV/V
Eingangsempfindlichkeit des Messverstärkers: 2 mV/V
==> Normierungsfaktor = 100
Kommunikation mit dem CAN-Modul
Die Übertragungsrate ist einstellbar von 50kBit/s bis 1 MBit/s.
Ebenso sind die Adressen für Meldungen vom- und für Befehle zum CAN-Modul
konfigurierbar.
Die Messdaten und alle Meldungen vom CAN-Modul werden auf der voreingestellten
Adresse 0x110 gesendet.
Die Konfiguration der Messdatenerfassung und alle Befehle an das CAN-Modul erfolgt
über die voreingestellte Adresse 0x100.
Befehle zum Can-Modul: z.B. ID=0x100
ID:
0x100
Länge
Befehlsnummer
P1
P2
P3
P4
Die Länge ergibt sich aus der Anzahl der Parameter plus Eins.
Messdaten vom Can-Modul: z.B. ID=0x110
4
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ID:
0x110
0xA5
Highbyte Lowbyte
Meldungen (Befehlsantworten) vom Can-Modul: z.B. ID=0x110
ID:
0x110
0x3B
P1
P2
P3
P4
Beispiele
ID
Länge Befehls- P1
nummer
P2
P3
P4
/
/
/
/
Erläuterung
100
02
09
01
Herstellereinstellung laden
100
02
09
02
Konfiguration „2“ laden
100
02
09
03
Konfiguration „3“ laden
100
02
0A
02
aktuelle Konfiguration im
Speicher „2“ ablegen
100
02
0A
03
aktuelle Konfiguration im
Speicher „3“ ablegen
100
01
0C
Nullabgleich im AD-Umsetzer
100
01
0E
Nullabgleich in Eingangsstufe
100
01
1F
get serial number
100
01
3B
get value
100
01
21
get threshold
100
01
23
stop transmission
100
01
24
start transmission
100
01
89
Special-Mode-Register lesen
100
03
88
0
0
FIR-Filter aus,
(alle Special-Modi aus)
100
03
88
0
06
FIR-Filter ein
100
01
27
100
02
26
0
Log-Modus aus
(alle Modi aus)
100
02
26
08
Log-Modus ein
Mode-Register lesen
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5
ID
Länge Befehls- P1
nummer
P2
P3
/
/
/
/
Erläuterung
100
02
26
100
01
8B
100
04
8A
08
B3
B4
Datenrate auf 1 Hz setzen
100
04
8A
08
F8
5F
Datenrate auf 10 Hz setzen
100
04
8A
07
FC F3
Datenrate auf 50Hz setzen
100
04
8A
06
FC F3
Datenrate auf 100Hz setzen
100
04
8A
04
FD 8F
Datenrate auf 500Hz setzen
100
04
8A
03
FD 8F
Datenrate auf 1000Hz setzen
6
04
P4
Maximalwertmodus ein
Datenrate auslesen
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Einstellung der Adressen und Baudraten
Um spätere Anpassungen an gewünschte Übertragungsraten und Identifier vornehmen zu
können, ist eine Umprogrammierung über einen reservierten Identifier möglich. Die
Festlegung des reservierten Identifierers erfolgt durch den Hersteller. Der reservierte
Identifier ist auf dem Modul angegeben.
Durch einen Kommandoaufbau in der folgenden Form kann eine Umprogrammierung
vorgenommen werden:
Identifier entspr.
Typenschild:
Länge des
Kommandos
0x1D
5
Code für
High-Teil
Low-Teil
High-Teil
Übertragungsrate Befehls-ID Befehls-ID Meldungs-ID
7
01
02
01
Low-Teil
Meldungs-ID
12
Im Beispiel wird eingestellt:
eine Übertragungsrate von 500 kBit/s
eine Befehls-ID von 0x102
eine Meldungs-ID von 0x112
Nach der Übermittlung dieses Kommandos ist zur sicheren Einstellung ein Rücksetzen
des Moduls durch Unterbrechen der Stromversorgung vorzunehmen.
Als Identifier kann ein Bereich zwischen 0 und 65535 eingestellt werden.
Die Kodierung der Übertragungsrate ist wie folgt festgelegt:
Code
Bit/s
1
2
3
4
5
6
7
8
50000
62500
83333
100000
125000
250000
500000
100000
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7
Befehlstabelle
8
Nr.
Dez
Nr.
Hex
Befehlsname
Bemerkungen
Bem.
0
1
2
3
0
1
2
3
reset status
read scale (z.Zt. konstant FFFFFF)
read zero (das Highbyte bei GSV3 ist 0)
read control
2
2
N
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
11
12
19
20
21
22
13
14
15
16
23
24
25
26
27
28
29
30
17
18
19
1A
1B
1C
1D
1E
read offset
write scale
write zero (Highbyte ignoriert)
write control
write offset
get all
save all
set cal
set zero
set scale
set offset
set unit
set norm
set dpoint
set frequency (nur zur GSV-2
Kompatibilität, siehe Befehl 138)
set gain
set bipolar
set unipolar
read frequency (nur zur GSV-2
Kompatibilität, siehe Befehl 139)
Herstellerkalibrierung (setMEcal)
Herstellerkalibrierung (getMEcal)
Herstellerkalibrierung (setMEid)
get norm
get unit
get dpoint
Switch
Herstellereinstellungen (setserialNr)
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
1F
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
2A
2B
get serial number
set threshold
get threshold
set channel
stop transmission
start transmission
clear buffer
set mode
get mode
Herstellereinstellungen
get equipment
Herstellereinstellungen (prep.ext.rd.ctrl)
firmware version
R
2
R
R
N
2
N
3
R
R
R
R
R
R
R
Anzahl
der
Paramet
er
0
0
0
0
Anzahl
der
Rückgab
e-Bytes
0
3
3
3
0
3
3
3
2
1
1
0
0
0
0
1
3
1
2
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
3
3
0
3
0
0
0
1
8
0
3
0
3
1
1
0
0
0
4
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
8
0
4
0
0
0
0
0
1
0
1
0
2
Wertebereich
0xFFFFFF
0..0x00FFFF
2..0xE07FFF
M,B *
0..0x0FFF
0..0x00FFFF
2..0xE07FFF
0..0x0FFF
0..3
2..3(mit ID: 0..3)
0..d18
1..6
2..0xFFFF
2..0x00FFFF
0..0xFFFFFF
0..0xFFFFFF
0..0xFFFFFF
0..d18
1..8
0..1
Nur mit ID: Chararray: je
0x20..0x7F
je 0x20..0x7F
0..0xFFFFFFFF
0..0xFFFFFFFF
0..0xFF
0..0xFF
d10..d99,1..d255
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Nr.
Dez
Nr.
Hex
44
2C
45
2D
46
2E
47
2F
48
30
49
31
50
32
51
33
52
34
53
35
54
36
55
37
56
38
57
39
58
3A
59
3B
60
3C
61
3D
62
3E
63
3F
128
80
129
81
130
82
131
83
132
84
133
85
134
86
135 87
136 88
137 89
138 8A
139
8B
Befehlsname
Bemerkungen
set gauge factor
get gauge factor
set poisson
get poisson
set bridge type
get bridge type)
Reserviert
get range
Reserviert
get offset wait
get options
Reserviert
Reserviert
R(read memory)
Reserviert
R(write memory)
Reserviert
get value
clear maximum value
set digits
get digits
Reserviert
SetTXmode
getTXmode
SetBaud
getBaud
setDevAdress
getDevAdress
setSlowRate
getSlowRate
setSpecialMode
getSpecialMode
WriteSamplingRate
Bem.
R
R
R
3, 5
3
3,5
3
N, 3, 5
N, 3
3
3
3
3
3
Anzahl
der
Paramet
er
2
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
3
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
2
0
2
0
3
Anzahl
der
Rückgab
e-Bytes
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
3
0
0
0
0
3
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
2
0
2
0
3
0
3
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
ReadSamplingRate
Bem.
Wertebereich
0..0xFF
0..0xFF
0..8
0..8
0..0x1F
0..0x1F
1..0xFFFF
1..0xFFFF
0..0xFFFF
z.Zt. 0..0x00FF
0..0x08FE10
M,B
0..0x08FE10
M,B
Beschreibung
Grau hinterlegte Befehle werden in den meisten Anwendungsprogrammen verwendet.
2
Dies ist ein GSV-2 Befehl. Er ist im GSV-3 vorhanden. Für neue Anwendungen wird der
Einsatz nicht empfohlen.
3
Die ist ein GSV-3 Befehl. Er ist im GSV-2 nicht vorhanden.
5
Die Baudrate kann nur im „Config-Mode“ werden. Der Config-Mode kann nur über eine
Steckbrücke aktiviert werden, indem RB0 mit GND verbunden wird. In diesem Fall beträgt
die Baudrate immer 38400Baud. Das Bit 0 im „TX-Mode“ Register wird in diesem Fall 1.
Änderungen des „TX-Mode“ Registers werden immer erst nach erneutem Einschalten
aktiv.
N
Dieser Befehl ist noch nicht implementiert.
R
Diese Befehlsnummer ist reserviert.
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9
Bem.
Beschreibung
Registerwerte
Control-Register
Die Größe des Control-Registers beträgt 3 Bytes.
Der Inhalt des Control-Registers wird im EEProm des GSV-3 gespeichert.
Der Aufbau des Control-Registers des GSV-3 entspricht im wesentlichen dem Aufbau des
Control-Registers des GSV-2 (AD7712 von Analog Devices)
Das Control-Register wurde nur zur Kompatibilität mit des neuen GSV-3 mit dem GSV-2
geschaffen.
Zur Programmierung von Datenrate und Abtastfrequenz sollte der Befehl 138 verwendet
werden.
Die Einstellung Bipolar- Unipolar sollte beim GSV-3 über die Befehle 20 und 21 erfolgen.
Die Länge des Control-Registers beträgt 3 Bytes.
bit 23 = bit 15 des Frequenz-Registerwerts = 19531,25/Datenrate
(siehe Befehl 18/ Befehl 22)
bit 22 = bit 14 des Frequenz-Registerwerts
bit 21 = bit 13 des Frequenz-Registerwerts
bit 20 =0
(Gain=2)
bit 19 =0
(Gain=1)
bit 18 =0
(Gain=0)
bit 17 =0
(Channel)
bit 16 =0
bit 15 =0
(WL)
bit 14 = bit 12 des Frequenz-Registerwerts
bit 13 = bit 11 des Frequenz-Registerwert
bit 12 = Bipolar / Unipolar-flag: 0 = bipolar, 1 = unipolar
bit 11 = bit 10 des Frequenz-Registerwerts
bit 10 = Non-zero-flag für bits10..15 des FrequenzRegisterwerts: 0: bits10..15 =0,
1:bits10..15 ungleich 0
bit 9 = bit 9 des Frequenz-Registerwerts
bit 8 = bit8 des Frequenz-Registerwerts
bits7..0 = bits 7..0 v. Frequenz-Registerwert
Mode-Register
Die Größe des Mode-Registers beträgt 1 Byte.
Der Inhalt des Mode Registers wird im EEProm des GSV-3 gespeichert.
Das Mode Register wird über den Befehl 38 programmiert und kann mit Befehl 39
ausgelesen werden.
10
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Bit 7
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
x
x
x
FensterModus
LogModus
MaxModus
TextModus
x
Text-Modus: Read-Only Flag. Wenn Bit 1 gesetzt ist, wird der Messwert wird als AsciiZeichen übertragen.
Max-Modus: Es werden nur der aktuelle Maximalwert mit der eingestellten Datenrate
übertragen.
Log-Modus: Die Datenübertragung ist abgeschaltet. Die Messwerte können über den
Befehl 59 angefordert werden.
Der Nullsetzeingang wird zum Triggereingang: Auf die fallende Flanke am Nullsetzeingang
wird der aktuelle Messwert übertragen.
Fenster-Modus: Der Schwellwertausgang wird zum Fensterkomparator.
x: Reserviert.
Special-Mode-Register
Die Größe des Special-Mode-Registers beträgt 2 Bytes.
Der Inhalt des Special-Mode Registers wird im EEProm des GSV-3 gespeichert.
Über das Special-Mode-Register werden spezielle Eigenschaften des GSV-3 eingestellt.
Es wird mit dem Befehl 136 programmiert. Der Inhalt des Special-Mode-Registers wird mit
dem Befehl 137 ausgelesen.
Der Inhalt des Highbytes ist 0
Den Inhalt des Lowbytes zeigt die Tabelle:
Bit 7
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
unipolarModus
x
x
x
EventModus
FIR-Filter
MW-Filter
SlowModus
Slow-Modus: schaltet bei niedriger Datenrate die DMS-Versorgung und andere
Verbraucher zwischen den Messungen ab.
MW-Filter: Read-Only Flag: ist 1, wenn MWexp > 0 (Befehle 138, 139)
FIR-Filter: schaltet das FIR-Filter ein.
Event-Modus: stoppt die Datenübertragung. Bei Auftreten eines neuen Maximalwertes
wird dieser einmalig übertragen. Das Bit 2 im Mode-Register (Max-Modus) muss gesetzt
sein, um den Event-Modus zu aktivieren.
Unipolar-Modus: Read-Only Flag. Zeigt an, ob der Unipolar- oder Bipolar-Modus
eingeschaltet ist.
x: Reserviert.
Baudrate-Register
Die Größe des Baudrate-Registers beträgt 1 Byte.
Der Inhalt des Baudrate Registers wird im EEProm des GSV-3 gespeichert.
Zum Programmieren des Baudrate-Registers dient der Befehl 130.
Der Inhalt des Baudrate-Registers bestimmt die Baudrate des GSV-3. Die Baudrate kann
nur bei gesetzter „Config-Mode“ Steckbrücke (RB0 auf Masse) verändert werden. Die
Vorgehensweise zum Ändern der Baudrate ist: Ausschalten-Steckbrücke setzenEinschalten-Programmieren-Ausschalten-Steckbrücke entfernen-Einschalten.
Zum Auslesen des Special-Mode-Registers dient der Befehl 131.
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11
Für die Baudrate gilt:
Parameter
Baudrate
0
4800
1
9600
2
19200
3
38400
4
57600
5
115200
6
250000
7
625000
8
1,25 M
Befehlsbeschreibung
writeSamplingRate / readSamplingRate
Befehlsnummern: 138, 139
Dieser Befehl stellt gleichzeitig die Datenrate und die Abtastrate ein.
Die Datenrate legt fest, wieviele Daten pro Sekunde über die Schnittstelle übertragen
werden.
Die Abtastrate (Sampling-Rate) bestimmt, wieviele Analog-Digital Umsetzungen pro
Sekunde durchgeführt werden.
Der Zusammenhang zwischen Datenrate und Abtastrate ist durch die Anzahl der
Mittelungen gegeben:
Abtastrate = Datenrate * Mittelwertsummandenanzahl
Die Mittelwertsummandenanzahl wird durch Exponenten „MwExp“ zur Basis „2“ festgelegt.
Der Wertebereich erstreckt sich von 0 bis 8, d.H. es können Mittelungen über 1, 2, 4, 8,
16, 32 ...256 Werte durchgeführt werden, entsprechend 2 hoch „MwExp“.
Parameter 1: Mittelwertsummandenexponent „Mwexp“
Parameter 2: Highbyte des Sampling-Rate-Register
Parameter 2: Lowbyte des Sampling-Rate-Register
Parameter 1
2 hoch Mwexp = Anzahl der Mittelwertsummanden
Der Wertebereich beträgt 0 bis 8.
0 entspricht Mittelwertbildung aus
8 entspricht Mittelwertbildung über 256 Summanden.
Parameter 2 und 3:
Die Berechnungsformel für das Sampling-Rate-Register (zweiter und dritter Parameter)
12
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von Befehl 138/139 lautet:
Registerwert = 65536 – (5000000 / Abtastrate);
Um einen möglichst großen Signal- Rausch-Abstand zu erzielen, sollten die Abtastrate
und MW-Exponent (MwExp) stets möglichst hoch eingestellt werden. Über den MWExponent wird die Datenrate reduziert. Einige Beispiele für die Parameter 1 bis 3 bei
verschiedenen Datenraten zeigt die folgende Tabelle:
Tabelle „Zusammenhang zw. Datenrate, Abtastrate, Sampling-Rate-Register und
Baudrate“
Inhalt des
Sampling-RateRegisters
Abtastrate
MWSummanden
MWExponent
Datenrate
minimale
Baudrate
0x0000
76,29 Hz
256
8
0,298 Hz
4800
0xB3B4
256,0 Hz
256
8
1,000 Hz
4800
0xF85F
2560 Hz
256
8
10,00 Hz
4800
0xFC2F
5118 Hz
256
8
19,99 Hz
4800
0xF85F
2560 Hz
128
7
20,00 Hz
4800
0xFCF3
6402 Hz
128
7
50,02 Hz
4800
0xFCF3
6402 Hz
64
6
100,0 Hz
4800
0xFCF3
6402 Hz
32
5
200,1 Hz
9600
0xFD8F
8000 Hz
16
4
500,0 Hz
19200
0xFD8F
8000 Hz
8
3
1000 Hz
38400
0xFE00
9765 Hz
8
3
1220 Hz
38400
Der Registerwert 0 entspricht der minimal einstellbaren Abtastrate von ca 76,3Hz.
Die Firmware des GSV-3 prüft, ob die eingestellte Baudrate ausreicht, um die gewünschte
Datenrate zu übertragen.
Datenraten über 1220 Hz werden von der Firmware prinzipiell nicht zugelassen.
Die folgende Tabelle zeigt die maximal möglichen Datenraten in Abhängigkeit der
Baudrate:
Baudrate
Inhalt des
Sampling-RateRegisters
Abtastrate
MWSummanden
MWExponent
maximale
Datenrate
4800
0xFE10
10080 Hz
64
6
157,5 Hz
9600
0xFE10
10080 Hz
32
5
315,0 Hz
19200
0xFE00
9765 Hz
16
4
610,4 Hz
38400
0xFE00
9765 Hz
8
3
1220 Hz
Zur Berechnung der Abtastrate aus dem Registerwert des Sampling-Rate-Registers gilt:
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13
Abtastrate = 5000000/(65536-Registerwert).
setFrequency
Befehlsnummer: 18
Der Befehl SetFrequency stellt die Abtastrate in Abhängigkeit einer Datenrate ein, die im
Parameter übergeben wird. Der MW-Exponent wird bei Anwendung dieses Befehls auf 4
gesetzt (Mittelung über 16 Messwerte).
Parameter: Highbyte, Lowbyte
Parameter = (5000000/256) / Datenrate = 19531,25 / Datenrate
Dieser Befehl wurde zur Aufwärtskompatibilität zwischen GSV-2 und GSV-3 implementiert.
readFrequency
Befehlsnummer: 22
Die 3 Rückgabeparameter des Befehls readFrequency stehen im Zusammenhang mit der
eingestellten Datenrate.
Dieser Befehl wurde zur Kompatibilität mit GSV-2 Messverstärkern implementiert. Zum
Auslesen der Datenrate wird die Anwendung des Befehls 139 empfohlen.
Für Befehl 22 gilt der Zusammenhang: Datenrate = 5x10 6 /(224 – Parameter)
read Zero
Befehlsnummer: 2
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 3
Read zero ermittelt den Inhalt des Zero-Registers des GSVs. Der gelesene Wert kann im
Rechner gespeichert werden und dann mit Hilfe von write zero zu einem späteren
Zeitpunkt wiederhergestellt werden.
read offset
Befehlsnummer: 4
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 2
Read offset ermittelt die Offseteinstellung des Vorverstärkers. Der erhaltene Wert kann
mit write offset an den GSV zurückgeschrieben werden.
14
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write zero
Befehlsnummer: 6
Anzahl der Parameter: 3
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Write zero setzt die Null-Kalibrierung des AD-Umsetzers. Die übergebenen 3 Bytes
müssen dabei einen Wert enthalten, der mit read zero zu einem früheren Zeitpunkt
ermittelt wurde.
Beeinflusste Register: Zero.
write offset
Befehlsnummer: 8
Anzahl der Parameter: 2
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Write offset setzt die Offseteinstellung des Vorverstärkers. Die übertragenen Parameter
entsprechen den Werten, die vorher mit read offset ermittelt wurden.
Bemerkung: Nur die Befehle write offset und set offset haben Einfluss auf den
Analogausgang.
Beeinflusste Register: Offset.
get all
Befehlsnummer: 9
Anzahl der Parameter: 1
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Get all stellt die Konfiguration wieder her, die durch den Parameter gewählt werden muss.
Parameter:
0:
Einstellungen vor dem letzten Abschalten
1:
Hersteller Voreinstellung
2
Vom Benutzer festgelegte Konfiguration
3
Vom Benutzer festgelegte Konfiguration
Beeinflusste Register: Frequenz, Offset, Zero, Schwellwert, Modus, Special-Mode
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15
save all
Befehlsnummer: 10
Anzahl der Parameter: 1
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Save all sichert alle relevanten Register des GSVs in einem internen Speicher. Diese
Daten bleiben auch nach dem Abschalten des Gerätes erhalten. Es können dabei
unterschiedliche Konfigurationen gespeichert werden.Der Parameter gibt dabei das Ziel
des Speichervorganges an.
Parameter 2 und 3: Vom Benutzer festgelegte Konfigurationen.
Die Positionen 0 und 1 werden vom Anwender nicht programmiert. An der Position 0 wird
automatisch die aktuelle Konfiguration des GSVs gesichert.
Das Laden der gesicherten Daten erfolgt mit der Prozedur get all.
set zero
Befehlsnummer: 12
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set zero führt bei angeschlossenem Sensor einen Nullpunktabgleich im AD-Umsetzer
durch. Der Analogausgang wird nicht beeinflusst.
Bemerkung: Nach diesem Befehl ist abzuwarten, bis der GSV wieder
Messdaten sendet. Falls der Log-modus (siehe set mode) eingestellt ist, wird ein
Messwert übertragen. Falls zusätzlich der Maximalwert-Modus eingestellt ist, wird der
Maximalwert auf 0 zurückgesetzt.
Beeinflusste Register: Zero.
set offset
Befehlsnummer: 14
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set offset führt einen Offsetabgleich der GSV-Eingangsstufe durch. Dieser Abgleich
betrifft im Gegensatz zu set zero auch den Analogausgang des GSVs. Bei größeren
Verstimmungen der Brücke ist dieser Abgleich für die Funktion des GSVs unerlässlich.
Bemerkung:
Während des Offsetabgleichs sendet der GSV keine Messwerte.
Nach der Ausführung sollten alle Datenpuffer gelöscht werden, um veraltete
und verfälschte Messwerte zu verwerfen.
Die Zeitdauer des Offsetabgleichs kann durch get offset wait ermittelt oder den
Technischen Daten entnommen werden.
16
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Set offset, write offset, set bipolar und set unipolar sind die einzigen Befehle, die
Einfluss auf den Analogausgang haben.
Beeinflusste Register: Offset.
set unit
Befehlsnummer: 15
Anzahl der Parameter: 1
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set unit stellt die gewünschte Einheit auf dem LC-Display dar.
Parameter
Bedeutung
0
mV/V
1
kg
2
g
3
N
4
cN
5
V
6
µm/m
7
(keine)
8
t
9
kN
10
lb
11
oz
12
kp
13
lbf
14
pdl
15
mm
16
m
17
cNm
18
Nm
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17
set norm
Befehlsnummer: 16
Anzahl der Parameter: 3
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set norm normiert den auf dem LC-Display angezeigten Messwert auf den
übergebenen Wert. Die Normierung erfolgt jedoch ohne Berücksichtigung
des Dezimalpunktes. Dieser muss zusätzlich mit set dpoint eingestellt
werden.
Zur Berechnung des Parameterwertes für set norm wird zuerst der
Zwischenwert dp für den Dezimalpunkt berechnet, indem der Logarithmus
zur Basis 10 des gewünschten Normierungswertes gebildet und zur ganzen
Zahl abgerundet wird.
Dann wird der gewünschte Normierungswert durch 10 hoch dp dividiert.
Sollte das Ergebnis größer als der Quotient 1,6666/1,05 sein, muss es
nochmals durch 10 dividiert werden. Außerdem muss dp in diesem Fall um
eins erhöht werden.
Die so berechnete Zahl wird mit 5250020 multipliziert, zur ganzen Zahl
gerundet und als Hexadezimalzahl (in der Reihenfolge Highbyte, Midbyte,
Lowbyte) an den GSV übertragen.
set dpoint
Befehlsnummer: 17
Anzahl der Parameter: 1
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set dpoint versetzt den im LC-Display angezeigten Dezimalpunkt an die übergebene
Stelle.
Zur Berechnung des Parameterwertes ausgehend von einem gewünschten
Normierungswert wird der zuletzt erhaltene Wert von dp aus der Berechnungsvorschrift für
set norm verwendet, um eins erhöht und als Parameter für den Befehl set dpoint
gesendet. Die Einstellung ist nur gültig, wenn der Parameterwert im Bereich 1..6 liegt.
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set bipolar
Befehlsnummer: 20
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set bipolar versetzt den GSV in den bipolaren Modus (Der Messwert Null entspricht dem
Datenwert hexadezimal 8000).
Nach den Aufruf von set bipolar müssen set offset und set zero aufgerufen werden.Der
Analogausgang liefert nach dem Aufruf von set offset eine Ausgangsspannung von 2,50
Volt.
set unipolar
Befehlsnummer: 21
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set unipolar versetzt den GSV in den unipolaren Modus (Der Messwert Null entspricht
dem Datenwert 0). Nach den Aufruf von set unipolar müssen set offset und set zero
aufgerufen werden. Der Analogausgang liefert nach dem Aufruf von set offset eine
Ausgangsspannung von 0,00 Volt.
get norm
Befehlsnummer: 26
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 3
Get norm ermittelt eine mit set norm eingestellte Normierung (ohne die dazugehörige
Einstellung des Dezimalpunktes).
get unit
Befehlsnummer: 27
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 1
Get unit ermittelt eine mit set unit eingestellte Einheit (siehe dort auch die Liste der
Bedeutungen).
get dpoint
Befehlsnummer: 28
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 1
Get dpoint ermittelt den mit set dpoint gesetzten Dezimalpunkt.
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switch
Befehlsnummer: 29
Anzahl der Parameter: 1
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Switch schaltet den Schaltausgang gemäß dem Parameterbyte ein (1) oder aus (0). Der
Zustand des Schaltausganges bleibt nur erhalten, wenn der Messwert zwischen den
Schaltschwellen liegt. Mit set threshold können die Schwellwerte gesetzt werden.
Schwellwerte am Messbereichsrand deaktivieren den Schwellwertschalter. Dann kann der
Schaltausgang mit switch unabhängig vom Messwert genutzt werden.
get serial number
Befehlsnummer: 31
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 8
Get serial number ermittelt die Seriennummer des Verstärkers (ASCII Zeichenkette).
set threshold
Befehlsnummer: 32
Anzahl der Parameter: 4
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Set threshold setzt den Schwellwert des Verstärkers. Die beiden ersten Parameter
entsprechen dabei den oberen Bytes der Einschaltschwelle, die nächsten beiden denen
der Ausschaltschwelle. Zuerst wird dabei jeweils das höherwertige Byte erwartet. Der
Einschaltwert muss stets größer als der Ausschaltwert sein. Mit dem Befehl set mode
kann die Funktion als Fensterdiskriminator gewählt werden. In diesem Fall sind die Werte
als obere und untere Schaltschwelle zu interpretieren.
get threshold
Befehlsnummer: 33
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 4
Get threshold ermittelt die mit set threshold gesetzten Schwellwerte.
stop transmission
Befehlsnummer: 35
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Stop transmission unterbindet die serielle Übertragung von Messwerten. Der serielle
Buffer im GSV wird gelöscht. Der Zustand wird nicht im EEProm gespeichert. Eine
Unterbrechung der Spannungsversorgung wirkt wie start transmission. Zum dauerhaften
Abschalten der Messwertübertragung dient der „Logger-Modus“, der mit Befehl 38 gesetzt
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wird. Das Abfragen von Registern ist auch nach dem Aufruf von stop transmision und im
„Logger-Modus“ möglich.
start transmission
Befehlsnummer: 36
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Start transmission startet die serielle Übertragung von Messwerten.
clear buffer
Befehlsnummer: 37
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Clear buffer löscht Ausgabe- und Eingabepuffer des GSVs. Dieser Befehl sollte vor
start transmission ausgeführt werden, um eventuell vorhandene alte Messwerte zu
löschen.
firmware version
Befehlsnummer: 43
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 2
Firmware version liest die Versionsnummer der Firmware des GSVs. Dabei enthält das
erste Byte "das Zehnfache" der Versionsnummer. Das zweite Byte enthält die
Revisionsnummer.
get offset wait
Befehlsnummer: 53
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 1
Get offset wait liest die Wartezeit, die nach set offset mindestens eingehalten werden
muss. Der gelesene Wert muss mit 0,0062 multipliziert werden, um Sekunden zu erhalten.
get value
Befehlsnummer: 59
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 5 (bei Binärversion)
Get value löst die Übertragung eines Messwertes aus.
Da normalerweise laufend Messwerte von der Baugruppe übertragen
werden, ist diese Funktion nur von Bedeutung, wenn die Messwertübertragung durch
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stop transmission ausgeschaltet wurde, oder der Logger-Modus aktiv ist; siehe set
mode.
clear maximum value
Befehlsnummer: 60
Anzahl der Parameter: 0
Vom GSV gesendete Bytes: 0
Clear maximum value setzt im Maximum-Modus (siehe set mode) den bisher
gemessenen Maximalwert zurück, so dass ein neuer Maximalwert gebildet werden kann.
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