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Was versteht man unter dem Begriff "Tastgrad"?

11. Nov 2020 | Elektrik
Was versteht man unter dem Begriff "Tastgrad"?

Der Tastgrad ist das Verhältnis zwischen der Zeit, während der ein Verbraucher bzw. ein Stromkreis eingeschaltet ist, und der Zeit, während der der Verbraucher bzw. der Stromkreis ausgeschaltet ist.

Der Tastgrad, der gelegentlich auch als "Einschaltfaktor" bezeichnet wird, wird als Prozentsatz der Einschaltdauer ausgedrückt. Ein Tastgrad von 60 % bezeichnet ein Signal, das während 60 % der Zeit eingeschaltet und während 40 % der Zeit ausgeschaltet ist.

Viele Verbraucher werden durch einen schnell schaltenden elektronischen Schalter häufig ein- und ausgeschaltet, der die Ausgangsleistung des Verbrauchers exakt steuert. Der Betrieb von Verbrauchern, z. B. die Helligkeit einer Lampe, die erzeugte Wärme eines Heizelements und die Stärke des Magnetfeldes einer Spule kann durch Ein- und Aus-Zeiträume oder Zyklen pro Sekunde gesteuert werden, siehe die Abbildung oben.

Beispiel: Bei einer Kraftstoff-Einspritzanlage in einem Auto steuern Spannungsimpulse, die an den Magnetschalter eines Kraftstoffeinspritzventils angelegt werden, das Kraftstoffeinspritzventil mit 10 Zyklen pro Sekunde, d. h. mit 10 Hz. Siehe hierzu die Abbildung am Seitenanfang.

Wenn das Ventil mit einer unterschiedlichen Dauer in den Ein-Zustand gepulst wird (als Impulsbreitenmodulation bezeichnet), variiert der Tastgrad. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil während eines Zyklus von 0,1 Sekunden 0,05 Sekunden lang in den Ein-Zustand gepulst wird, beträgt der Tastgrad des Kraftstoffeinspritzventils 50 %. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil während desselben Zyklus von 0,1 Sekunden 0,09 Sekunden lang in den Ein-Zustand gepulst wird, beträgt der Tastgrad des Kraftstoffeinspritzventils 90 %. Siehe hierzu ebenfalls die Abbildung am Seitenanfang.

Der dem Motor zugeführte Kraftstoff kann mit der Impulsbreitenmodulation exakt elektronisch gesteuert werden. Der Mittelwert der Spannung bei jedem Einschaltzyklus wird durch die Länge der Einschaltdauer des Impulses bestimmt.

Einschaltdauergesteuerte Magnetventile nutzen ein Signal mit variablem Tastgrad, um die Durchflussmenge oder den Druck zu verändern. Je länger das Magnetventil geöffnet bleibt, desto größer ist die Durchflussmenge und desto niedriger ist der Druck. Diese Magnetventile werden entweder über die Stromzufuhr oder die Masseverbindung gesteuert.

Impulsbreite

Die Impulsbreite ist ein Maß für die tatsächliche Einschaltdauer und wird in Millisekunden gemessen. Die Ausschaltdauer hat keinen Einfluss auf die Impulsbreite von Signalen. Der einzige gemessene Wert ist die Zeitdauer des Zustands des Signals (massegesteuert).

Referenz: Digital Multimeter Principles von Glen A. Mazur, American Technical Publishers.