Unterschied zwischen 10/5/0,5% bei Shunts feststellbar??

Fragen zu Messgeräten und zur Theorie in der Elektronik.
Messtechnik bei der Reparatur von Geräten

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Unterschied zwischen 10/5/0,5% bei Shunts feststellbar??

Neuer Beitragvon ELW 2 am Dienstag 21. August 2012, 15:35

Hallo liebe Forengemeinde :)

Als ich für meine Projekt "Labornetzteil" eine Messshunt aussuchen wollte bin ich über eine für mich zumindest recht Interessante frage gestolpert:

In wie weit verändert ein Shunt mit 0,5% bzw. 10/5% Toleranz die Genauigkeit eines Labornetzgerätes??

Wenn man sich jetzt die Preise ansieht es es fast schon Wucher für läppische 3,5A so eine aufwand zu betrieben.
Geht man jetzt mal von 3,5A aus und eine Toleranz von 10%, dann wäre dies ja ein Spannungsunterschied von +-0,035V. Verstärkt man jetzt diese Spannung mit einem OP, sodass ich eine "brauchbare" Spannung bekomme (1A=1V) so wäre das schon eine Toleranz von +-0,35V, was ja schon wieder eine andere Dimension ist, das wäre ja jetzt 350mA!

Gut das Netzgerät wird ja noch Kalibriert, dann wäre der Fehler ja weg, aber wie sieht dies langfristig und auch Temperaturtechnisch aus, denn so eine Shunt wird ja auch warm?

Die Frage hört sich evtl. Banane an, aber wie relevant sind diese größen??
Wahrscheinlich ist die Leiterbahn auf der Platine eh der Schlimmste Toleranzfaktor :lol:

Explizit geht es um diese 3 "Shunts":

0,5% => http://www.conrad.de/ce/de/product/4473 ... mm-010-05-
5% => http://www.conrad.de/ce/de/product/4438 ... Detail=005
10% => http://www.conrad.de/ce/de/product/4169 ... 0&ref=list

Würde mich über ein paar fachliche Antworten sehr freuen :sm12:
MFG
Andreas

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Re: Unterschied zwischen 10/5/0,5% bei Shunts feststellbar??

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Dienstag 21. August 2012, 16:25

ELW 2 hat geschrieben:Hallo liebe Forengemeinde :)


Wenn man sich jetzt die Preise ansieht es es fast schon Wucher für läppische 3,5A so eine aufwand zu betrieben.
Geht man jetzt mal von 3,5A aus und eine Toleranz von 10%, dann wäre dies ja ein Spannungsunterschied von +-0,035V. Verstärkt man jetzt diese Spannung mit einem OP, sodass ich eine "brauchbare" Spannung bekomme (1A=1V) so wäre das schon eine Toleranz von +-0,35V, was ja schon wieder eine andere Dimension ist, das wäre ja jetzt 350mA!


Hää ? warum so umständlich 10 % von 3,5 A sind bereits 350 mA
das bedeutet du hast einen Nennstrom von 3,5 A +10%= 3,85 A und -10%= 3,15A
oder anders gesagt dein 0,1 Ohm hat einen Wert von 0,09 bis 0,11 Ohm
Ohne wenn und aber würde ich den 0,1% einsetzen , da er erstens genauer ist und zweitens 4 Leitermesstechnik ermöglicht.
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Re: Unterschied zwischen 10/5/0,5% bei Shunts feststellbar??

Neuer Beitragvon BernhardS am Dienstag 21. August 2012, 18:50

Irgendwie habe ich den Zweck der Frage nicht verstanden.

Die Genauigkeit des einzelnen Shunts scheint nicht weiter wichtig, da das Gerät noch kalibriert wird - o.k. dann hat sich die Frage ja erübrigt.

Der Shunt wird bei Betrieb warm und es kann sein, daß sich dadurch der Widerstandswert mittelfristig ändert - auch o.k. aber dann ist es ja egal wieviel Toleranz er beim Einbau hatte.

Ich würde den halt vom Wert und der Ausführung her halt so wählen, daß er eben nicht warm wird und damit langsamer altert.

Grundsätzlich gibt es kein Gerät irgendwelcher Art das ohne Wartung und Pflege auskommt und kein Vergleichsmeß-irgendwas auf das man sich ein jahrelang unbesehen verlassen kann.
Wenn der Wert zwingend stimmen muss, dann musst Du ihn regelmäßig überprüfen. Wenn es schweinewichtig ist, dann musst Du das zum Prüfen verwendete Gerät regelmäßig zum Nachprüfen schicken. Die die das nachprüfen schicken iher Geräte auch wieder irgendwo hin. Letzte Instanz ist die Physikalisch-technische Bundesanstalt.
$2B OR NOT $2B = $FF
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Re: Unterschied zwischen 10/5/0,5% bei Shunts feststellbar??

Neuer Beitragvon anders am Mittwoch 22. August 2012, 09:49

Die Frage hört sich evtl. Banane an
Ein ganzer Obstteller sogar, denn du vergleichst auch noch Äpfel mit Birnen.
Nämlich 5W Allerweltswiderstände aus der Massenfertigung mit einem abgeglichenen und induktionsarmem Präzisionswiderstand mit einer Belastbarkeit von 10W und garantierten Daten für Alterung und Tk.
Die Diskussion des Ohmschen Gesetzes hilft hier auch nicht weiter.


Gut das Netzgerät wird ja noch Kalibriert,
Wie machst du das denn?
Etwa mit einem Meßgerät, dessen Genauigkeit unbekannt und evtl. schlechter ist, als die des zu messenden Widerstands?
Und wie oft soll das geschehen?
Darüberhinaus ist das ein Arbeitsschritt, der durch die Verwendung engtolerierter Bauteile überflüssig werden kann. Time is Money!
Außerdem entfallen dann Abgleichorgane, die selbst Fehler und Unzuverlässigkeit einbringen.

Wahrscheinlich ist die Leiterbahn auf der Platine eh der Schlimmste Toleranzfaktor
Nein, das kann man schaltungstechnisch und mit sorgfältigem Layout beherrschen.
Temperatureinflüsse und Alterung sind die Hauptfeinde der Genauigkeit. Allein schon durch die Erwärmung solcher Widerstände kann man sich Thermospannungen von vielen µV einhandeln.
Bei Gleichstrom scheint dann auch das ohmsche Gesetz nicht mehr zu stimmen.
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Re: Unterschied zwischen 10/5/0,5% bei Shunts feststellbar??

Neuer Beitragvon ELW 2 am Mittwoch 22. August 2012, 20:38

OK, einigen wir uns auf Obstteller :mrgreen:

Kalibrieren ist eigentlich der Falschen Ausdruck hierfür, denn das werden nur die Messinstrumente für U und I kalibriert.
Es werden ehr die ober grenzen festgelegt für Umax und Imax (30V/3,5A)

Also so wie ich es jetzt herausgehört habe, ist der 0,5% Shunt mir 4 Leiter Anschluss wohl die beste Wahl, nur überlebt er den harten Einsatz in einem Labornetzteil auch?? die max. Belastung wir mit 2J für 10ms angegeben.
Ich kann mir unter 2 Joule jetzt nicht vorstellen; wäre ja 2Ws, also 1Sek 2W ?!

Desweiten wie groß ist der Drift eine OPs (LM358)??; wahrscheinlich gibt es modernere OPs, welche bessere Werte aufweisen...
Aber diese dürfte mit der Alterung und der Temperatur noch lange nicht so annähernd sein wie 10% Massenfertigung. (Ich weiß jetzt nähern wir uns der Obstplantage)

Soll ja auch eine genaue Strommessung/Begrenzung werden, die Sollwerte werden mit 10Gang Potis eingestellt.

Edit:
Datasheet angefügt
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Zuletzt geändert von ELW 2 am Mittwoch 22. August 2012, 20:39, insgesamt 1-mal geändert.
MFG
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Re: Unterschied zwischen 10/5/0,5% bei Shunts feststellbar??

Neuer Beitragvon anders am Donnerstag 23. August 2012, 00:54

Also so wie ich es jetzt herausgehört habe, ist der 0,5% Shunt mir 4 Leiter Anschluss wohl die beste Wahl,
Ich denke, bei deinem Kentnisstand ist das Overkill.
Du bist noch nicht soweit um die guten Eigenschaften eine solchen Widerstands ausnutzen zu können. Deshalb wird ein normaler Drahtwiderstand gut genug sein. Spendiere reichlich Belastbarkeit (z.B. das 10-fache des berechneten Wertes), dann bleibt er kühl und ist auch hinreichend stabil.

also 1Sek 2W ?!
Nein, da steht "2 Joule für 10 ms".
In dieser kurzen Zeit findet kaum eine Wärmeableitung statt, sodaß die Spitzentemperatur i.W. durch Gesamtenergie und die Wärmekapazität der Metallschicht bestimmt wird.
Das wäre eine Impulsleistung von 200W. Nach diesen 10ms sollte die Sicherung angesprochen haben, oder der Impuls anderweitig beendet sein.
Er hält aber auch 200kW für 10µs aus...
Manchmal braucht man soetwas, wenn man z.B. den Stromverlauf einer Blitzlichtlampe, oder das Schaltverhalten von Halbleitern messen will.
Dann benötigt man auch die Induktionsarmut eines solchen Widerstandes, denn der Widerstandswert von Drahtwicklungen wird bei solch steilen Impulsen durch deren Blindwiderstand völlig verfälscht.

Soll ja auch eine genaue Strommessung/Begrenzung werden, die Sollwerte werden mit 10Gang Potis eingestellt.
Deren Linearität ist i.d.R. nicht besser als 0,25%, oft aber schlechter.
Außerdem kann man oft beim Drehen die Stufigkeit der Drahtwicklung spüren.
Wenn du ohnehin ein Digitalvoltmeter einbaust, kann es ökonomischer sein zwei gewöhnliche Potis für die Grob/Fein-Einstellung zu benutzen.
Auch die Wendelpotis halten nämlich nicht ewig, sondern entwickeln im Laufe der Zeit gerne Kontaktprobleme in der Umgebung von häufig benutzten Einstellungen.

Also bleib mal mit deinen Genauigkeitsanforderungen auf dem Teppich, und sieh zu, dass du überhaupt ein zuverlässiges Netzteil hinbekommst, ohne Marotten, wie etwa Instabilitäten unter bestimmten Lastbedingungen oder Überschwingen beim Ein- oder Ausschalten.
Zuletzt geändert von anders am Donnerstag 23. August 2012, 01:03, insgesamt 2-mal geändert.
anders
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