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2025-02-27T11:52:34Z

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Eine '''Stromschnittstelle''' oder '''Stromschleifenschnittstelle''' arbeitet mit einer [[Stromanpassung]]. Sie wird zur Informationsübertragung in rauer Umgebung verwendet, wo mit hohen [[Störpegel]]n gerechnet werden muss, so dass die sonst übliche Übertragung mittels Spannungspegeln ([[Spannungsanpassung]]) nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit arbeitet.

Analoge [[Telefon]]e in industriellen Anwendungen sowie bei elektronischen Musikinstrumenten ([[Musical Instrument Digital Interface|MIDI]]) arbeiten vorzugsweise mittels eines [[Eingeprägter Strom|eingeprägten elektrischen Stroms]]. Markant waren auch [[Fernschreiber]].

Im einfachen Fall ist bei der Stromschnittstelle der Sender oder Messwertgeber eine einstellbare [[Stromquelle#Energiequelle / Energiesenke|Stromsenke]], die über die Signalleitungen von einer Spannungsquelle mit Energie versorgt wird. Der Empfänger besteht aus einem in der Stromschleife befindlichen [[Strommessgerät]] oder niederohmigen Abschlusswiderstand ([[Shunt (Elektrotechnik)|Shunt]]), an dem über den Spannungsabfall der Messstrom bestimmt wird.
[[Datei:20mA-Schnittstelle.png|mini|Schaltungsbeispiel]]

== Analoge Stromschnittstelle ==
Werden analoge [[Elektrische Spannung|Spannungswerte]] von einem Messwertgeber über ein langes Kabel zu einem Empfänger übertragen, so werden diese verfälscht. Ursache ist der nötige Messstrom, der im Kabel aufgrund des unerwünschten Kabelinnenwiderstandes einen Spannungsabfall erzeugt. Durch möglichst hochohmige Eingänge lassen sich der Messstrom und damit auch der Messfehler zwar minimieren, jedoch auf Kosten einer großen Empfindlichkeit gegenüber kapazitiven Störungen. Induktiv eingekoppelte Störspannungen lassen sich so nicht beseitigen.

Daher werden Messwerte über größere Distanzen bevorzugt als Strom (4…20 mA) übertragen. Bei der Stromübertragung spielen der Innenwiderstand und damit der Spannungsabfall des Kabels keine Rolle, solange die Spannung ausreicht. Der Isolationswiderstand hat zwar nun einen Einfluss, er lässt sich jedoch mit heutigen Isolierstoffen sehr hoch halten. Der Strom des Messwertes ist oft hinreichend groß gegenüber den Störströmen durch [[kapazitive Kopplung]] (z. B. 50-[[Hertz (Einheit)|Hz]]-Brummen). Induktive Einkoppelungen haben prinzipiell keinen Störeinfluss mehr.

Wird eine Stromschnittstelle verwendet, die dem Standard 4…20 mA<ref>https://www.beuth.de/en/standard/din-iec-60381-1/1254835 DIN IEC 60381-1:1985-11 ''Analoge Signale für Regel- und Steueranlagen; Analoge Gleichstromsignale''</ref> entspricht, lassen sich noch weitere Vorteile erreichen:
* Mit der Mindest-[[Stromstärke]] von 4 mA lässt sich der [[Messumformer|Messwertgeber]] (Sensor) versorgen und es ist nur eine Hin- und Rückleitung erforderlich.
* [[Drahtbruch]] (Strom wird < 4 mA) lässt sich detektieren.

Bei den Sensoren und den Eingängen der Messwertverarbeitung unterscheidet man aktive und passive.
* Aktiver Eingang für passive Sensoren: Der Eingang misst den Strom und hat eine Spannungsquelle. Der Sensor ist nur eine gesteuerte Stromsenke und kann deshalb 2-polig (2-Draht) ausgeführt sein
* Passiver Eingang für aktive Sensoren: Der Eingang misst den Strom (z. B. mit einem [[Shunt (Elektrotechnik)|Shunt]]). Der Sensor ist eine gesteuerte Stromquelle und muss deshalb ein Netzteil besitzen
*Passiver Eingang und passiver Sensor: eine zusätzlich erforderliche externe Spannungsquelle ist zu ihnen [[serienschaltung|in Serie]] geschaltet.

{{Siehe auch|Einheitssignal}}
{{Siehe auch|Bürde}}

== Digitale Stromschnittstelle ==
Bei der digitalen Übertragung wird statt unterschiedlicher Spannungspegel bei der Stromschnittstelle das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Stroms als binäre Information gewertet.

Die 20-mA-Stromschleifenschnittstelle war nach DIN 66258 (1999 zurückgezogen) standardisiert. Sie arbeitet mit einem maximalen [[Leerlaufspannung]]spegel von 24 [[Volt|V]]. Weil diese Spannung bei steilen [[Signalflanke]]n zu erheblichem [[Nebensprechen]] führt, ist die Übertragung mit 20-mA-Schnittstellen in [[Fernmeldekabel]]n nicht zugelassen.

{{Siehe auch|Highway Addressable Remote Transducer|titel1=HART}}
== Siehe auch ==
* [[TTY-Schnittstelle]]

== Literatur ==
* Friedrich Wittgruber: ''Digitale Schnittstellen und Bussysteme.'' 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 2013, ISBN 978-3-663-01615-1.
* Karl Friedrich Früh (Hrsg.): ''Handbuch der Prozessautomatisierung.'' Prozessleittechnik für verfahrenstechnische Anlagen, 4. überarbeitete Auflage, Oldenbourg-Industrie-Verlag, München 2009, ISBN 978-3-8356-3142-7.
* Harald Schumny (Hrsg.): ''Personal Computer in Labor, Versuchs- und Prüffeld.'' Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 1988, ISBN 978-3-540-18871-1.
* Martin Storm (Hrsg.): ''Werkstattinformationssysteme.'' Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 1993, ISBN 978-3-540-53439-6.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [https://download.beckhoff.com/download/document/Application_Notes/DK9221-1111-0059.pdf Analoge Signalübertragung: Stromschnittstelle 4...20 mA (Live-Zero-Prinzip)] (abgerufen am 28. September 2017)
* [http://www.all-electronics.de/wp-content/uploads/migrated/article-pdf/66556/60c03f3ec4d.pdf Entwurf einer 4-20 mA Stromschleife] (abgerufen am 28. September 2017)
* {{Patent| Land=WO| V-Nr=2016046277| Code=A1| Typ=Patentanmeldung| Titel=Stromschnittstelle zur Datenkommunikation in einem Kraftfahrzeug| A-Datum=2015-09-23| V-Datum=2016-03-31| Anmelder=Continental Teves AG & Co OHG| Erfinder=Timo Dietz}}
* [http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Control/schnittstellen.pdf Schnittstellen] (abgerufen am 28. September 2017)

[[Kategorie:Bussystem]]
[[Kategorie:Nachrichtentechnik]]

Stromschnittstelle - Versionsgeschichte

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