Messbereichserweiterung

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Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon Edektro am Dienstag 24. Juli 2018, 12:58

Hallo Leute,

Ich hab mir für eine bestimmte Anwendung eine Box mit einer Digitalanzeige vorbereitet, welche mir die aktuelle Spannung an den Eingangsbuchsen anzeigt.
Die zu messende Spannung kann zwischen 0 und 5 V DC betragen.
Die Anzeige geht bis nur 200 mV DC deshalb der Spannungsteiler über die zwei Widerstände (siehe Schaltbild) so dass ich an der Anzeige nur 0 - 50 mV messe.
Dazwischen ist noch ein Trimmer für genaue Einstellung der Widerstände.
Die Anzeige wird seperat über ein Netzteil mit 9V DC versorgt.
Die Anzeige liefert mir zwar die richtige Spannung allerdings schwingt diese stark und lässt es somit nicht zu einen genauen Wert zu erfassen.
Hoffe ihr könnt mir helfen Danke :-)
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Edektro
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Dienstag 24. Juli 2018, 17:10

Spannungsteiler kannst du berechnen und damit die Anzeige sich etwas beruhigt hilft ein kleiner Elko max 1µF Besser aber nur einen Kondensator mit 470nF verwenden. Kleiner Tipp eine Anzeige im Kopf durch 2 zu teilen erhöht die Anzeigegenauigkeit auf den doppelten Wert. Mit etwas Kopfrechnen (Anzeige durch 4) kannst du sogar die 200mV voll ausreizen!
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst das von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon anders am Dienstag 24. Juli 2018, 19:39

Die Anzeige liefert mir zwar die richtige Spannung allerdings schwingt diese stark und lässt es somit nicht zu einen genauen Wert zu erfassen
Woher stammt denn die zu messende Spannung?
Vielleicht zappelt die ja wirklich so stark.

Außerdem können viele dieser 200mV Module aus technischen Gründen ihre eigene Versorgung nicht bzw. nur mit trickreicher Beschaltung messen.
Details dazu findest du z.B.im Datenblatt des ICL7106/7107 welches der Uhrahn dieser Dual-Slope-DVM ist.


P.S.:
der mit den kurzen Armen hat geschrieben:damit die Anzeige sich etwas beruhigt hilft ein kleiner Elko max 1µF Besser aber nur einen Kondensator mit 470nF verwenden.
Ein RC-Tiefpass 1MOhm 100nF ist i.d.R. in den Modulen schon eingebaut.


P.P.S.:
Die Anzeige liefert mir zwar die richtige Spannung allerdings schwingt diese stark und lässt es somit nicht zu einen genauen Wert zu erfassen.
Daas kann auch an einem Fehler deiner Spannungsteilerschaltung liegen!
Du lässt den Strom des Spannungsteiler über den Schleifer des Poti fliessen und dessen Übergangswiderstand zur Widerstandsbahn ist nicht stabil.
Besser wählst zwei Festwiderstände so, dass das kalte Ende des Poti z.B. 180mV hat und das heisse Ende 220mV.
Den Messwert entnimmst du dann praktisch stromlos (vielleicht 1nA oder so) am Schleifer.


Noch ein P.S.:
Wahrscheinlich kannst du aufdas Poti überhaupt verzichten, weil in den DVM-Modulen meist schon eines vrhanden ist um die Toleranzen der Referenzspannung auszugleichen.

Du kannst also einen Spannungsteiler aus zwei Festwiderständen bauen, der nur ungefähr das gewünschte Teilungsverhältnis 100:1 hat. (Ideales Widerstandsverhältnis wäre 99:1)
Damit misst du die Spannung einer 9V-Batterie, und gleichzeitig(!) misst deren Spannung mit einem genauen Digitalvoltmeter.
Dann justierst du den Trimmer am Modul, bis beide Anzeigen übereinstimmen.
Fertig.
Zuletzt geändert von anders am Dienstag 24. Juli 2018, 20:17, insgesamt 3-mal geändert.
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon Edektro am Mittwoch 25. Juli 2018, 07:55

Erstmal danke für die Antworten.

Mit Kondensatoren habe ich bereits viel versucht leider bisher erfolglos.
Also um das klar zustellen, ich habe nicht vor die Versorgungsspannung der Messanzeige zu messen.
Die Anzeige wird extern über ein Netzteil versorgt.
Die Messspannung hab ich bisher nur über ein Netzgerät im Labor gemessen.

Ich verwende als Anzeige das DVM 210 von Voltcraft.
Ich vermute, dass das Problem in der Versorgungsspannung durch das 9V-Netzteil und nicht in der Messspannung liegt.
Deshalb hab ich bisher nur Tiefpässe bei der Versorgungsspannung verwendet und nicht an den Messbuchsen.
Darauf bin ich gekommen als ich anstatt die Anzeige mit einem Netzteil zu versorgen, ein Labornetzgerät verwendet habe.
Versorgt man die Anzeige mit 9V aus einem Netzgerät kann ich ohne Probleme messen.
Mit einer 9V-Batterie schwingen die Messwerte auch nicht.
Für meine Messeinrichtung brauche ich allerdings eine Versorgung aus der Steckdose über ein Netzteil.

Kann das ganze also am Netzteil liegen und gibt es Netzteile die für sowas besser geeignet sind?
Hab es jetzt schon mit verschiedenen Netzteilen versucht.
Gibt es Netzteile die besser oder schlechter für die Versorgung einer Messanzeige geeignet sind?

Sollte ich dank eurer Tipps zu einer Lösung kommen kann ich diese gerne mit euch teilen falls es euch auch interessiert :-)
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon BernhardS am Mittwoch 25. Juli 2018, 10:35

Edektro hat geschrieben:Gibt es Netzteile die besser oder schlechter für die Versorgung einer Messanzeige geeignet sind?

Ja. Ich bin mal damit reingefallen zwei in der Schaltung mit einander verbundenen Displayanzeigen aus zwei Netzteilen zu versorgen, die aus einem Trafo mit zwei Wicklungen gespeist wurden. Anscheinend hat die Kopplung im Trafo ausgreicht um zu stören.
In einem ganz speziellen Fall habe ich das per Holzhackermethode gelöst:
DSCN6813.JPG


Da werden zunächst einige Kondensatoren geladen, dann werden diese vom Netzteil getrennt und die geladenen Kondensatoren mit anderen Kondensatoren verbunden aus denen dann das Display gespeist wird (die brauchen fast nichts). Das Ganze wird zyklisch umgeschaltet; zu keinem Zeitpunkt gibt es eine galvanische Verbindung zweier Displays miteinander oder mit der Stromversorgung. 6 Displays, ein Netzteil, keine Störungen.

Inzwischen gibt es aber Displays die ihre Stromversorgung aus der Meßspannung gewinnen, so daß solcher Unsinn nicht mehr nötig ist.
Du kannst auch einen Spannungswandler probieren. Nur 9V gibt es nicht oft. Wenn Du beispielsweise irgendwo 12V hast, dann kann man einen Wandler 12 auf +-5V nehmen. Die Displayanzeigen arbeiten meist mit allem zwischen 7 und 10V.
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon anders am Donnerstag 26. Juli 2018, 21:52

Ich vermute, dass das Problem in der Versorgungsspannung durch das 9V-Netzteil und nicht in der Messspannung liegt.
Deshalb hab ich bisher nur Tiefpässe bei der Versorgungsspannung verwendet und nicht an den Messbuchsen.
Darauf bin ich gekommen als ich anstatt die Anzeige mit einem Netzteil zu versorgen, ein Labornetzgerät verwendet habe.
Versorgt man die Anzeige mit 9V aus einem Netzgerät kann ich ohne Probleme messen.
Mit einer 9V-Batterie schwingen die Messwerte auch nicht.
So wird es sein.
Vermutlich hast du ein Problem mit den Ableitströmen deiner Netzteile.

Das IC verwendet als interne virtuelle Masse den Anschluss COM, der von einer Referenzspannungsquelle auf einer konstanten Spannung von 3V unterhalb V+ gehalten wird.

Dieser Anschluß COM kann als Stromsenke zwar 20mA verkraften, aber er kann nur 10µA Strom liefern.
Daher ist es für kapazitiv gekoppelte Ströme >10µA zwischen den Netzteilen leicht diese virtuelle Masse massiv zu verfälschen, und dann kann in der analogen Signalverarbeitung einiges durcheinander geraten.


Am einfachsten verbindest mal den COM Anschluß über 1 kOhm mit dem positiven Pol der Speisespannung.
Dann fliessen dort 3 mA und es sollte vagabundierenden Strömen nicht mehr so leicht fallen, die Spannung an COM zu verfälschen.

http://pdf.datasheetcatalog.com/datashe ... me7106.pdf
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon Edektro am Freitag 27. Juli 2018, 09:56

Ich hoffe ich hab das jetzt richtig verstanden.
Der IN(low) der Digitalanzeige muss mit dem Pluspol der Spannungsversorgung also dem Netzteil über einen Widerstand verbunden werden?
Edektro
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon Edektro am Freitag 27. Juli 2018, 12:04

Falls es wen interessiert habe ich nun eine andere Lösung gefunden.
Mit einem DC/DC Wandler zwischen Netzteil und Anzeige ist es mir gelungen das Schwingen an der Anzeige zu verhindern.
Trotzdem danke für Hilfe:)
Edektro
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Re: Messbereichserweiterung

Neuer Beitragvon anders am Freitag 27. Juli 2018, 18:54

Der IN(low) der Digitalanzeige muss mit dem Pluspol der Spannungsversorgung also dem Netzteil über einen Widerstand verbunden werden?
Nein, nicht IN- sondern COM, das schrieb ich doch.

Dass der COM bei diesem Modul mit IN- verbunden ist, ist Zufall. Es könnte auch IN+ sein, oder keiner von beiden, sofern sich die Gleichtaktspannung in gewissen Grenzen bewegt
Der Knackpunkt ist, dass die Spannung am Integrationskondensator immer innerhalb der von der Speisespannung gesetzten Grenzen bleiben muss.
Es gibt Applikationschriften z.B. von Intersil für den bereits genannten ICL7106/7107 in denen die Funktionsweise dieses IC genau erklärt wird. Der in deinem Modul eingebaute IC unterscheidet sich nur unwesentlich von diesen über 40 Jahre alten Urahnen.
anders
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