Stromschleife

Stromschleife, auch als Current Loop bekannt, ist eine Methode zur Übertragung von Messsignalen durch einen geschlossenen Gleichstromkreis. In einer typischen Industrieanwendung speisen Transmitter und Sensoren die Schleife aus einer Versorgung, und der Sensor moduliert den in der Schleife fließenden Strom entsprechend dem gemessenen Wert. Die Empfangseinheit wandelt den in der Schleife vorhandenen Strom über einen seriellen Widerstand in eine messbare Spannung um, die von Controllern, Anzeigegeräten oder Datenerfassungen gelesen wird.

Prinzip und Aufbau: Ein Transmitter regelt den Stromfluss in der Schleife, meist im Bereich von 4 bis 20 Milliampere. 4 mA entspricht dem unteren Endwert, 20 mA dem oberen Endwert. Die Schleife kann zwei- oder dreiadrig aufgebaut sein; zweiadrige Systeme beziehen Transmitter- und Messstrom aus derselben Versorgung, während bei dreiadrigen Systemen der Transmitter eine eigene Versorgung hat. Der Messumformer nutzt den Widerstand der Empfangsseite, um I in eine proportional zur Messgröße Spannung umzuwandeln (V = I · R). Zusatzsignale wie digitale Kommunikation können auf derselben Leitung existieren.

Vorteile und Anwendungen: Die Stromschleife bietet geringe Anfälligkeit für Spannungsabfälle über lange Strecken und Störungen, robuste Übertragung und einfache Verkabelung mit zwei Leitern. Sie ist Standard in der Prozessautomation und wird zur Messung von Druck, Temperatur, Durchfluss, Füllstand und anderen Größen eingesetzt. Erweiterungen wie HART oder Foundation Fieldbus können zusätzliche digitale Informationen auf derselben Leitung übertragen.

Begrenzungen: Die maximale Schleifenlänge hängt vom Gesamtwiderstand und dem benötigten Spannungsbereich ab; zu hohe Lasten oder zu lange Kabel können das Signal beeinträchtigen. Ein Fehlerzustand wird oft durch 0 mA oder einen definierten Minimalwert signalisiert, wobei 4 mA der normale Unterwert ist.