Leider finde ich bei Google keinen Schaltplan etc. Wer kann mir mal sagen, wie das funktionuckelt?
Lass michs mal versuchen: Die R1 Kette stellt zunächst 10 Stufen dar, für die Grobschritte. Die R2-Kette hat den Gesamtwiderstand 2 R1 und liegt parallel zu den beiden R1 der Grobkette. Zwischen den beiden Abgriffen für der R2-Kette ist der Gesamtwiderstand also R1. Die R2-Kette hat in der untersten Stellung am unteren Anschluss 0,1 x 0 Uges, am oberen Anschluss 0,1 x Uges. Die R2-Kette kann an der R1-Kette verschoben werden, ohne dass sich an der R1-Kette etwas ändert. -> so werden die Grobstufen abgegriffen, ohne Rückwirkung auf die R1 Kette. In der R2-Kette werden die 0,01-Stufen geschaltet, auch hier muss die Bedingung erfüllt sein : Widerstand der nächsten (R3-)Kette muss zweimal R2 betragen. Ich hoffe, das genügt erstmal
Die letzte Stufe mit den beiden 80R die dann den Ausgang bilden kann ich mir nicht erklären. Könnte man diese nicht weglassen und den Abgriff nur ein einer Stelle machen, damit man bis ganz zum COMMON bzw. INPUT kommt.
>nur ein Kontakt als Abgriff
Ja, aber dann als Abschluss eine Kette mit zehn 80-Ohm Widerständen.
Peter R. schrieb: >>nur ein Kontakt als Abgriff > Ja, aber dann als Abschluss eine Kette mit zehn 80-Ohm Widerständen. Stimmt, das hab ich übersehen. Nachteil wäre dann wahrscheinlich die Fertigung einer mechanisch anders aufgebauten Stufe.
Hat dieser Kelvin-Varley divider einen Vorteil gegenüber einem R2R-Netzwerk? Ich meine einen elektrischen Vorteil, nicht die Bedienbarkeit. Beim Kelvin-Varley divider braucht man ja Widerstände die sich immer um Faktor 5 unterscheiden. Beim R2R-Netzwerk würde man mit einem Wert auskommen. Bedienung könnte ja ein Microcontroller mit Relais machen.
>Nach-und Vorteile
Der Kelvin-Varley-Teiler ist eine geniale Lösung, einen dekadisch
schaltbaren Widerstand herzustellen, und stammt noch aus dem
19.Jahrhundert, als Kelvin, Wien,Siemens... noch lebten.
Selbstverständlich hat er Nachteile gegenüber R-2R. Aber er wird
prinzipiell aus Präzisionswiderständen mit einem TK nahe Null aufgebaut,
da machen sich tracking-Probleme der verschiedene Widerstandswerte
weniger bemerkbar.
Auch HF war kein Thema, da waren Induktivität der Widerstände, Kapazität
der Zuleitungen u.A. kein Problem.
> Der Kelvin-Varley-Teiler ist eine geniale Lösung, einen dekadisch > schaltbaren Widerstand herzustellen Es ist eben keim dekadisch schaltbarer Widerstand, da täte es die Widerstandsdekade, sondern ein dekadisch schaltbarer Spannungsteiler, der z.B. 101 Abriffe erlaubt ohne 100 Widerstände zu brauchen sondern nur 21, oder 32 statt 1000. Und offenbar so genial, daß heutigen Kiddies nicht mal auffällt, wo das Problem dabei liegt.
Jo, ich werd mich zusammen nehmen und in Zukunft genauer formulieren. Es ist tatsächlich ein in Dekadenstufen abgreifbarer Teiler, (der z.B.100 Abriffe erlaubt) :-)
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Kelvin_Varley_Divider.PNG
310 KB
Ich möchte das Thema Kelvin Varley Divider noch einmal aufgreifen. Ich habe diesen Schaltplan gefunden. Man kann erkennen, das die Stufung der Widerstände 5 zu 1 von Stufe zu Stufe (1250k, 250k, 50k, 10k, 2k, 400R, 80R) nicht zwingend nötig ist. Man kann mehrere Stufen hintereinander auch mit den gleichen Widerstandswerten aufbauen: 10k, 10k, 4k, 1k, 1k, 1k, 1k
Moin, interessant ist in diesem Zusammenhand auch folgende Application-Note: http://cds.linear.com/docs/Application%20Note/an86f.pdf und auch das Video-Tutorial: http://video.linear.com/28 Beste Grüße, Marek
Peter Zz schrieb: > Man kann mehrere Stufen hintereinander auch mit den gleichen > Widerstandswerten aufbauen: Hallo, ich frag mich gerade was da wohl für ein Schalter in den Teilerstufen genommen werden könnte. Sieht irgendwie seltsam aus.
F.Ben schrieb: > ich frag mich gerade was da wohl für ein Schalter in den Teilerstufen > genommen werden könnte. Sieht irgendwie seltsam aus. Für den Hobbyelektroniker genügen 2 Ebenen eines Schalters mit 11 oder 12 Stufen. Arno
Welche Genauigkeit ist für eine KVD in den verschiedenen Stufen erforderlich ?
chris schrieb: > Welche Genauigkeit ist für eine KVD in den verschiedenen Stufen > erforderlich ? Kommt darauf an, welche Genauigkeit du von der gesamten Schaltung erwartest und wie viele Stufen du möchtest. Eine Anlaufstelle ist z.B. ein professionelles Gerät wie der 720 von Fluke: http://assets.fluke.com/manuals/720A____imeng0200.pdf LG Christian
Angenommen, ich mache 11k, 5k, 5k, 1k <-aktive | passive-> 1k , 1k , 1k , 1k wobei aktiv heisst, daß ich jeden widerstand kalibrieren kann und passiv heisst, daß ich nur jeden Strang kalibrieren kann. Ab welchen Wert kann ich passiv weitergehen, ohne jeden Widerstand Kalibrieren zu müssen bei 0.01% Widerständen oder besser, was sind die Tolleranzgrenzen. Zur Erklärung, 11k ist eigentlich nur für 1000V/2000V und sonst sollte die 5k benutzt werden, also Eingangspunkt ist 11k und 5k.
Kalibriert wird mit einer Wheatstone Messbrücke mit einem Ltc2051 Verstärker.
chris schrieb: > 11k, 5k, 5k, 1k <-aktive | passive-> 1k , 1k , 1k , 1k > wobei aktiv heisst, daß ich jeden widerstand kalibrieren kann und passiv > heisst, daß ich nur jeden Strang kalibrieren kann. Wie soll die Anordnung aussehen? Um den Strang zu kalibrieren musst du jeden einzelnen Widerstand kalibrieren können. Es geht hier um Verhältnisse, die eingestellt werden müssen. >Ab welchen Wert kann ich passiv weitergehen, ohne jeden Widerstand >Kalibrieren zu müssen bei 0.01% Widerständen oder besser, was sind die >Tolleranzgrenzen. Stell dir der Einfachheit halber mal die letzte Stufe vor. (siehe Schaltbild von Peter Zz (bastelboy) Datum: 18.01.2011 18:30) Sie besteht aus zehn Widerständen. Davon sind nun mal angenommen die oberen neun Widerstände um 0,01% größer als ihr theoretischer Wert. Der letzte, unterste Widerstand um 0,01% zu klein. Die Abweichung beträgt dann ca. 0,018%. Der Fehler hat sich also fast verdoppelt. Bei einer Eingangsspannung von 10V wären das schon 1,8mV. Man kann also grob annehmen, dass in jeder Stufe der Fehler sich fast verdoppelt in Bezug zu den Toleranzen der Widerstände. Eine vierte Stufe macht hier schon keinen Sinn mehr. Diese wäre ja für einzelne mV zuständig. Die erste Stufe erzeugt aber schlimmstenfalls einen Fehler von ca. 1,8mV. Hinzu kommen noch die Fehler der Zwischenstufen. Du kannst den maximalen Fehler auch selbst berechnen mit der Fehlerfortpflanzung. http://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerfortpflanzung >Zur Erklärung, 11k ist eigentlich nur für 1000V/2000V und sonst sollte >die 5k benutzt werden, also Eingangspunkt ist 11k und 5k. Das lässt mich jetzt vermuten, dass du acht Stufen haben willst (siehe oben). Das kannst du mal ganz schnell vergessen. Ich kenne keinen kommerziellen KVD mit mehr als sieben Stellen. Hast du dir mal den Link angeguckt? Da werden alle relevanten Widerstände selektiert. Teile der ersten Stufe werden in einem Ölbad gelagert. Die Widerstände sind so bemessen, dass sich ihre Temperaturkoeffizient nahezu ausgleichen. Selbst die Übergangswiderstände der Schalter müssen berücksichtigt werden - auch langfristig. Mit Hobby mitteln bekommt man vielleicht vier oder fünf Stufen hin. LG Christian
chris schrieb: > Widerstand > Kalibrieren zu müssen bei 0.01% Widerständen oder besser Du hast aber schon eine Idee, wieviel sowas kostet? Ich hab mal ein paar 0805er 1k0 mit 1% ausgemessen, da waren von 20 Stück 10 in einem Toleranzbereich von 0.05% um ihren Mittelwert. Darauf sind die 0.1% bei Farnell wieder von der Liste geflogen, die werden auch nicht besser sein... Für die 10 Stück sortier ich die gern von Hand aus. Und da Du ja einen Spannungsteiler bildest, kommt es auf den genauen Wert nicht an.
Timm Thaler schrieb: > Ich hab mal ein paar 0805er 1k0 mit 1% ausgemessen, da waren von 20 > Stück 10 in einem Toleranzbereich von 0.05% um ihren Mittelwert. Glückskind! Habe mir auch mal hundert Stück 10M 1% Widerstände gekauft um mir ein paar zu selektieren. Dazu noch einen 10M 0,02% als Referenz. Und was soll ich sagen nur zwei oder drei der Widerstände lagen unterhalb 0,1%. Der Rest hat nahezu die 1% erreicht. LG Christian
Timm Thaler schrieb: > Für die 10 Stück sortier ich die gern von Hand aus. > Und da Du ja einen Spannungsteiler bildest, kommt es auf den genauen > Wert nicht an. Jain, bei mehreren Stufen müssen alle Stufen auch untereinander abgeglichen werden. Jede Stufe einzeln abzugleichen reicht nicht, da die nächste Stufe und deren gesamter Widerstand in das Verhältnis der Stufe mit eingeht. Und in die nächste Stufe geht der Widerstand der übernächsten Stufe usw. ein. LG Christian
Christian L. schrieb: > Ich kenne keinen > kommerziellen KVD mit mehr als sieben Stellen. Was kostet so ein KVD?
Volker schrieb: > Christian L. schrieb: >> Ich kenne keinen >> kommerziellen KVD mit mehr als sieben Stellen. > > Was kostet so ein KVD? 'Refurbished' knapp 2k€ [1] Neu geschätzt das doppelte [1] http://www.testequipmentconnection.com/1307/Fluke_720A.php
Volker schrieb: > Was kostet so ein KVD? Das günstigste gebrauchte aus DE, welches ich eben gefunden habe war 2200€ ansonsten so um die 2500€. Auf internationalen Seiten so ab 2000$. Was die ursprünglich mal gekostet haben weiß ich nicht. Singer hatte die mal für ~250€ ungeprüft kurz vor der Verschrottung angeboten. Damals hatte ich aber nicht das Geld dafür. LG Christian
Luk4s K. schrieb: > 'Refurbished' knapp 2k€ [1] > Neu geschätzt das doppelte > > [1] http://www.testequipmentconnection.com/1307/Fluke_720A.php Denk dran der Preis ist in $. Das sind knapp über ca. 1300€ zzgl. Versand. LG Christian
Christian L. schrieb: > Jain, bei mehreren Stufen müssen alle Stufen auch untereinander > abgeglichen werden. Jede Stufe einzeln abzugleichen reicht nicht, da die > nächste Stufe und deren gesamter Widerstand in das Verhältnis der Stufe > mit eingeht. Da das aber nur ein Teilwiderstand ist, geht der Fehler auch nur im Verhältnis ein. Für 4 Stufen brauchst Du 40 und paar Widerstände. Bei 4 Stufen können die auch noch gleich groß sein. Wenn Du die aus 400 1% Widerständen selektierst, bist Du mit paar Euro dabei. Und wie gesagt, mit 0.1% Widerständen muss die Standardabweichung nicht kleiner sein, und 0.01% ist schon wieder unverschämt teuer. Andererseits gibts bei Reichelt 0.1% bedrahtet für 19ct, wären also grad mal 10 Euro. Da sind schon die Schalter teurer... Christian L. schrieb: > ... Habe mir auch mal hundert Stück 10M 1% Widerstände gekauft > um mir ein paar zu selektieren. Dazu noch einen 10M 0,02% als Referenz. > Und was soll ich sagen nur zwei oder drei der Widerstände lagen > unterhalb 0,1%. Der Rest hat nahezu die 1% erreicht. Die 1k0 1% hatten auch einen Mean von 997ohm, also 0,3% daneben. Dafür lag aber die Hälfte wie gesagt unter 0.05% Abweichung von diesem Mean. Man muss nur sehen, dass man die aus einer Charge, also von einem Gurt bekommt. Und den KVD interessiert es am Ende nicht, ob er mit 997 oder 1000 oder 1005 aufgebaut ist, wenn nur die Verhältnisse stimmen.
Timm Thaler schrieb: > Da das aber nur ein Teilwiderstand ist, geht der Fehler auch nur im > Verhältnis ein. Ganz klar. Man darf es aber nicht außer acht lassen. Gerade, wenn man viele Stufen haben will. (so wie evtl. Chris) LG Christian
also der Preis für ein Neugerät wurde etwas zu klein geschätzt. IETLABS will für den KVD700 rund 29 000$, Fluke liegt irgendwo bei 33 000$.. Mal ein paar grundsätzliche Bemerkungen zum Thema: es gibt wenigstens zwei Problemkreise: Genauigkeit und Temperatur. Genauigkeit kann man abgleichen, die o.a. Geräte haben dafür ein Brücke an Bord. Ein Widerstand (der unterste im ersten Deck, siehe auch Schaltplan ein paar Posts weiter oben) ist die Referenz, alle anderen werden darauf mit Waidner-Wolf-Gliedern abgeglichen. Temperatur - und die damit verbundene Widerstandsänderung- ist ein größeres Problem. In der beschriebenen Form mit 10x10k im Eingang verheizt das Ding bei 1000V immerhin 10Watt. Als Beispiel sei genannt, daß ein 2W-Widerstand mit 1W beaufschlagt ca 80 Grad heiß wird. Aus diesem Grund haben die Jungs von Fluke Drahtwiderstände mit sehr kleinem Tk im Ölbad verwendet. Zusätzlich wurden die Tks so gewählt, daß sie sich in etwa ausmitteln, der eine leicht positiv, der andere passend negativ. deswegen, Chris ist ein Selbstbau ein kniffliges Unterfangen, allein schon wegen der Temperaturprobleme. Zwei Literaturtips: Grundsätzliches : http://www.kalibrierinfo.de/ unter Buch - Kapitel 2- Seite 2.8 steht einiges zum Thema KVD Wer selbst bauen will lese hier nach, Conrad hat die Probleme gut aufgezeigt: http://conradhoffman.com/mini_metro_lab.html @Chris: Ich wollte Dir nicht den Mut nehmen.. halt uns mal auf dem Laufenden, was Du erreicht hast
radiofox schrieb: > Temperatur - und die damit verbundene Widerstandsänderung- ist ein > größeres Problem. In der beschriebenen Form mit 10x10k im Eingang > verheizt das Ding bei 1000V immerhin 10Watt. Als Beispiel sei genannt, Sorry, mal abgesehen davon, wie Du stabil 1000V erzeugen willst: Wer geht bitte auf einen KVD mit 1000V? 10V kommen schon eher hin... > diesem Grund haben die Jungs von Fluke Drahtwiderstände mit sehr kleinem > Tk im Ölbad verwendet. Zusätzlich wurden die Tks so gewählt, daß sie Das Ölbad dient eher dazu, alle Rs auf gleicher Temp zu halten. Mal was anderes: Das ist ja eine nette Spielerei, aber zu was braucht man eigentlich einen derart hochauflösenden KVD? Einzige Anwendung, die mir einfällt: Linearitätsprüfung von ADCs. Früher (tm) war das sicher nett, um diverse elektrische Potentiale per Vergleich zu messen. Heute macht man sowas mit hochauslösenden Spannungsmessern. Und um die zu kalibrieren, braucht man nur paar definierte Prüfpunkte. Aber eine Spannung auf 7 Stellen genau einstellen, wo wird das sonst gebraucht?
Timm Thaler schrieb: > Andererseits gibts bei Reichelt 0.1% bedrahtet für 19ct, wären also grad > mal 10 Euro. Da sind schon die Schalter teurer... Die darfst Du aber jedes mal wenn sich die Luftfeuchtigkeit ändert neu selektieren. Wenn man schon so was aufbaut dann nimmt man wenigstens Langzeitstabile Präzisionsdrahtwiderstände. (UPW50, USR2 oder 8E16). Einen KVD für "Arme" findet man hier: http://www.edn.com/article/471981-DC_accurate_32_bit_DAC_achieves_32_bit_resolution.php http://www.edn.com/file/14856-Figure_1.pdf Man darf halt nicht den angegebenen Werten voll vertrauen und muß sich im klaren sein daß die Teiler-Widerstände noch eine kleine Trimmung brauchen. Gruß Anja
Timm Thaler schrieb: > Aber eine Spannung auf 7 Stellen genau > einstellen, wo wird das sonst gebraucht? z.B. wenn Du wissen willst ob Dein 24-Bit A/D-Wandler oder dein 1ppm genauer Präzisionsspannungsteiler mit LTC1043 "lügt". Gruß Anja
Anja schrieb: >> Reichelt 0.1% bedrahtet für 19ct > Die darfst Du aber jedes mal wenn sich die Luftfeuchtigkeit ändert neu Dafür ist das Öl da. Olivenöl, kaltgepresst. ;-) > Langzeitstabile Präzisionsdrahtwiderstände. (UPW50, USR2 oder 8E16). Stimmt, und wenn Du gleich 100 Stück nimmst, kostet es nur 600 Eur. Die haben aber auch nur 0.1%, musst Du also 400 Stück kaufen, um davon 40 zu selektieren... > z.B. wenn Du wissen willst ob Dein 24-Bit A/D-Wandler oder dein 1ppm > genauer Präzisionsspannungsteiler mit LTC1043 "lügt". Ich bewundere ja Dein Hobby. Mein Schwiegervater hat ne Modellbahn, da steckt auch ne Menge Kohle drin (Dampfloks halt). Sorry, aber da muss ich einfach Kosten und Nutzen abwägen. Wenn ich an ner Uni unbedingt das elektrische Potential einer Nervenzelle auf 7 Nachkommastellen messen muss, dann hab ich für das Projekt sicher genug Fördermittel, mir einen KVD und entsprechende DVMs hinzustellen. Als Selbständiger muss ich alles, was ich investiere, meinen Kunden aus der Tasche ziehen. Und da muss ich halt Kosten und Nutzen abwägen...
Christian L. schrieb: >> 11k, 5k, 5k, 1k <-aktive | passive-> 1k , 1k , 1k , 1k >> wobei aktiv heisst, daß ich jeden widerstand kalibrieren kann und passiv >> heisst, daß ich nur jeden Strang kalibrieren kann. > Wie soll die Anordnung aussehen? Um den Strang zu kalibrieren musst du > jeden einzelnen Widerstand kalibrieren können. Es geht hier um > Verhältnisse, die eingestellt werden müssen. Wie du selbst zitiert hast, mit diesen Werten kann ich die Widerstände einstellen, die Aktiven. Zudem kannst du ausgehen, daß die Widerstände sei es nach TK Wert sowie auch Widerstandswert selektiert werden. Danke für den Wiki link, werde mir den genauer ansehen. radiofox schrieb: > größeres Problem. In der beschriebenen Form mit 10x10k im Eingang > verheizt das Ding bei 1000V immerhin 10Watt. Als Beispiel sei genannt, > daß ein 2W-Widerstand mit 1W beaufschlagt ca 80 Grad heiß wird. Die Widerstände sind aus mehreren parallel verbundenen Widerständen aufgebaut, das hilft in mehrfacher weise und Ölbad wird auch verwendet. > http://www.kalibrierinfo.de/ Nicht wirklich neues. Zwar einiges über Strommessung was aber nicht verwendbar ist. > http://conradhoffman.com/mini_metro_lab.html Das kannte ich und habe mir auch den Null-Detektor in entwas abgeänderter Form mit einem LTC2051 nachgebaut. > radiofox schrieb: > Sorry, mal abgesehen davon, wie Du stabil 1000V erzeugen willst: Wer > geht bitte auf einen KVD mit 1000V? 10V kommen schon eher hin... Ich habe einen stabilen 22kV source mit +-10% Regelung. Mit http://conradhoffman.com/HamonResistor.html kann ich einen guten 10:1 (100:1) oder auch 2:1 Teiler machen, also von den 22k auf 2.2kv und dann eventuell mit 2:1 auf 1.1kv zu erreichen. Mit einem Schrittmotor als symmetrischen Widerstand kann man diese Teilerwiderstände super abgleichen. Damit auf den 1.1 Eingang des KVD und ich habe dann 1000V oder 2000V als Basis von der ich ausgehe. Natürlich sollten die 1000V oder 2000V mit dem KVM sowie einer 10.0000 Referenzspannung und dem Null-Voltmeter abgeglichen werden damit es wirklich 1000 bzw 2000V sind. Mit dem vorhandenen Fehlerquellen kann man davon ausgehen, daß man eine absolute Genauigkeit von 0.5V garantieren kann. Ehrlich gesagt machen die Präzisionswiderstände einen kleineren Teil der Kosten aus, warscheinlich 1/3. Royal Ohm 0.1% Drahtwiderstände mit TK von 16ppm welche ich selektiere. Im Durchschnitt ca 19€ für 100 Stück. Ca 7% kann man für die einfachen Kaskaden nehmen, weitere 21-25% für die aktiven, der Rest ist Ausschuss. Bei 500-600 Stück sind es dann 100-120€. Mit einigen Referenzspannungens-IC, diversen Support-IC´s, ADC sowie einigen Hilfschaltungen (Null-Detektor,...) und das Weissöl komme ich auf den gleichen Betrag.
chris schrieb: > Damit auf den 1.1 Eingang des KVD und ich habe dann 1000V oder 2000V als > Basis von der ich ausgehe. Aber warum? Ich weiss, in diesem Forum werden oft Dinge schlechtgeredet. Mach ich hier nicht. Ich will nur gern wissen, wofür man das braucht. Rein interessehalber und um den eigenen Horizont zu erweitern. Ich kann mir grad keine Anwendung vorstellen, bei der man 1000V präzise auf 1mV auflösen will.
Brauch ich auch nicht. Ich habe eine 22KV Stromversorgung. Ich versuche ein Multimeter zu bauen, bzw auch ein ADC mit 28bit wobei ich natürlich auch messen möchte wie gut dieser ist. Es geht weniger um das Multimeter, als um Technik zu lernen, wie Guard-shielding, Layout, ... für ADC über reale 18Bit sowie die Messtechnik dazu aufzubauen um Thermoelemente wie auch ADC/DAC messen sowie kalibrieren zu können. Beitrag "Tischmultimeter Selbstbau >= 5 1/2 Stellen" Wenn ich jetzt mit ein oder zwei KV auf den KVD gehe, dann habe ich nach 8 Kaskaden noch µV und nicht nV, was dann im Gerät natürlich auf nV heruntergeteilt wird, aber damit habe ich dann zumindest ein paar Fehlerquellen weniger, als wenn ich extern nV anlegen würde. Dasselbe gilt für ADC/DAC Kalibration. Wenn ich vor dem ADC in einem Metallgehäuse einen 100:1 Teiler habe und mit max 500V reingehe ausgehend von 1000V welches gleichzeitig mit einer 10V Referenzquelle verglichen wird, habe ich weniger Fehlerquellen als wenn ich von 10V ausgehe und das runterteile. Auch will ich mein Isolationsmessgerät kalibrieren und dazu brauche ich auch die Hochspannung.
chris schrieb: > bzw auch ein ADC mit 28bit [zu bauen] Mit 28bit Auflösung, oder auch mit 28bit-Genauigkeit? Das 3458A hat bestenfalls 0.5ppm (10V, 24h), dazu kommen noch 0.05 ppm of Range. Das macht 20bit Genauigkeit. Die Auflösung von 8.5 Stellen entspricht ungefähr 28bit. Viel Spaß dabei ;)
radiofox schrieb: > Ein Widerstand (der unterste im ersten Deck, siehe auch > Schaltplan ein paar Posts weiter oben) ist die Referenz, alle anderen > werden darauf mit Waidner-Wolf-Gliedern abgeglichen. Was sind Waidner-Wolf-Glieder?
Volker schrieb: > Was sind Waidner-Wolf-Glieder? Schau mal auf Seite 9: http://www.kalibrierinfo.de/kalib/buch/CAL2A.PDF Wusste vorher auch nicht das die Anordnung einen speziellen Namen hat. LG Christian
Drei Punkte von mir: 1. Weißöl enthält Säuren, die die metallenen Elemente angreifen werden. Auf Dauer ebenso bei den keramischen Werkstoffen. 2. Weil hier von nV gesprochen wird. Gibst die überhaupt? Irgendwann wird doch Schluß sein. 3. Der obige EDN-Link zu einem 32Bit Wandler ist sicherlich in der Form Blödsinn. Zumindest wird der Wandler niemals 32Bit Auflösung erreichen ohne Missing-Codes.
Abdul K. schrieb: > 3. Der obige EDN-Link zu einem 32Bit Wandler ist sicherlich in der Form > Blödsinn. Zumindest wird der Wandler niemals 32Bit Auflösung erreichen > ohne Missing-Codes. Da ich 32 Bit eh nie brauchen werde, arbeite ich mit ca 2 Bit Überlappung. 30 Bits reichen auch um eine Spannung so einzustellen daß mit einem Mikrovoltmeter eine Vergleichsspannung auf 0uV abgeglichen werden kann. Gruß Anja
Abdul K. schrieb: > Weil hier von nV gesprochen wird. Gibst die überhaupt? Irgendwann > wird doch Schluß sein. Ich bin, als ich die gesehen hab, auch aus allen Wolken gefallen, aber es gibt tatsächlich Nanovoltmeter http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-536902435.536880934.00&cc=US&lc=eng (nicht von dem µOhm irritieren lassen Keithley hat auch einen: http://www.keithley.com/products/dcac/sensitive/lowvoltage/?mn=2182A
Was es alles gibt. Scheint sogar ein größerer Markt zu sein, sonst gäbe es sowas ja nicht in Serie. Irgendwann ist jedenfalls Schluß, denn der Strom ist gequantelt. @Anja: Ich darf daraus folgern, du hast das Design nachgebaut und was sinnvolles rausbekommen? Welche Auflösungswerte hast du denn erreicht? Wenn DU das schreibst, scheint es sinnvoll zu sein.
Abdul K. schrieb: > Drei Punkte von mir: > 1. Weißöl enthält Säuren, die die metallenen Elemente angreifen werden. > Auf Dauer ebenso bei den keramischen Werkstoffen. > 2. Weil hier von nV gesprochen wird. Gibst die überhaupt? Irgendwann > wird doch Schluß sein. > 3. Der obige EDN-Link zu einem 32Bit Wandler ist sicherlich in der Form > Blödsinn. Zumindest wird der Wandler niemals 32Bit Auflösung erreichen > ohne Missing-Codes. 1) Mir wurde berichtet, Weißöl (8kv je mm Isolationsspannung, Widerstand im Teraohm-Bereich) wird in solchen Geräten verwendet. Das mit der Säure habe ich jetzt auch im Web gefunden, zwar mit der Bemerkung daß es sich aus Oxidation mit Luft bildet. Würde ja bedeuten dass es hier nicht zutrifft. Was würdest du empfehlen ? 2) Ich möchte einen 28-32bit Wandler ausmessen, da ist das/die letzten Bits schon in dem Bereich. Dank des Tricks der Spannungserhöhung habe ich sie dann nur auf Boardebene was die Sache dann doch sehr vereinfacht. 3) Wenn der DAC wie beschrieben analogen Schaltern basiert, da ist Maxim gut, dann glaub ich denen, daß es ohne missing code ist. Analog oder Lt hat auch so ein Design für 32bit wo sie mittels 24bit ADC das Resultat zurücklesen und progressiv dann den Wert einstellen, auch mit zwei 16bit DAC welche sich leicht überlappen.
Abdul K. schrieb: > Irgendwann ist jedenfalls Schluß, denn der > Strom ist gequantelt. Spannung ungleich Strom? Die Frage wäre: Was ist die kleinste mögliche Potentialdifferenz?
Hm, Ladung ist gequantelt, Energie ebenfalls, aber die Frequenz ist stetig, also kann die Spannung beliebig klein sein? W = U*e => W = h*f => U = h*f / e Beste Grüße, Marek
Abdul K. schrieb: > Irgendwann ist jedenfalls Schluß, denn der > Strom ist gequantelt. Keithley hatte mal das 260 im Programm. Eine Spannungsquelle mit einer Auflösung von 0,01nV im kleinsten Bereich. http://www.testequipmentconnection.com/specs/KEITHLEY_260.PDF LG Christian
Soweit ich weiß, ist 'der Widerstand' eine nicht ganz genaue Sache. Das wird irgendwann nichtlinear werden. Also so auf dem Niveau der PTB - nicht auf unserem ;-) Mit Ölen kenn ich mich auch nicht sonderlich aus. Im Rahmen meiner bescheidenen Kenntnisse tippe ich auf Silikonöl oder Spezial-Öl für Transformatoren.
Silikonöl hat einen horrende E.M.F (Kelvinspannung) und ist folglich nicht zu gebrauchen. Silikon-Metall, deshalb verwendet man ja auch Teflonkabel und nicht Silikonkabel. Spezial-Öl für Transformatoren ist meines Wissens Weissöl in medizinischer Qualität, bitte um Feedback wenn jemand was genaueres oder auch nur ungefähres Wissen hat.
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Abdul K. schrieb: > Ich darf daraus folgern, du hast das Design nachgebaut und was > sinnvolles rausbekommen? > Welche Auflösungswerte hast du denn erreicht? Ja habe ich: - Referenz ein MAX6250A - die 15,4 Ohm sind 51 Ohm für die Überlappung - die 9200 Ohm habe ich eingespart da ich nicht exakt durch 65536 teilen will. (Und das auch Unsinn bei 0,1% oder 1% Widerständen ist) - ich habe mit verschiedenen Integrationsfrequenzen 244Hz, 200Hz, 122Hz und 100 Hz gearbeitet (mit Anpassung Integrator) und bin final bei der 100Hz Version gelandet weil sich nicht viel ändert und ich dann nochmal Strom für den PWM-Generator einsparen kann. Was nicht im Artikel steht: =========================== - Die angegebene Formel für die Ausgangsspannung ist falsch (Kann jeder mal selbst nachrechnen) - Die Linearität steht und fällt mit Abgleich von R7 auf das aktuelle Widerstandsdelta des aktuell verwendeten CMOS-Schalters zwischen 5V und 0V. (ich bin irgendwo bei 7,18 Ohm gelandet). Besser als ca 2-3 ppm INL (ratiometrisch) habe ich jedoch nicht erzielt. von den 0.3ppm INL bin ich noch ein ganzes Stück weg. - Die Einschwingzeit ist tatächlich verhältnismäßig klein (ca 5 Integrationsschritte davon 80-90% im ersten Schritt) allerdings habe ich sehr starke Schwingungen nach Negativer Ausgangsspannung!!! wenn die Sollwertsprünge ca 0,6-0,7V überschreiten. - Bei 50% PWM am Integrationsschalter fließt bei halber Ausgangsspannung im eingeschwungenen Zustand ein riesiger Strom durch den Schalter. (2,5V / 200 Ohm + RDS,ON). Dies macht zusätzliche INL-Fehler. Ich verwende 97% PWM um den Peak-Strom erträglich zu machen. (und beste INL sowie minimale Regelschwinungen). - Bei meinem Aufbau (derzeit noch Lochraster allerdings Sternverdrahtet) habe ich "Regelschwingungen" am Ausgangsintegrator. Man sieht bei großer Verstärkung kleine Treppenstufen am Ausgang die über mehrere 10ms Zyklen in die eine Richtung wandern und dann plötzlich eine Stufe in die andere Richtung. Insgesamt ist das niederfrequente Rauschen so um die 15-20uVpp (davon der MAX6250 ca 2,3-3,1uVpp). Also die 2uVpp aus dem Artikel kann ich nicht ganz nachvollziehen. Im Bild 2uV/Div und 0,2sek / Div. Gruß Anja
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Vielleicht versuche ich mal die Geschichte in eine andere, ähnliche Richtung zu lenken. Nicht alle hochauflösenden Kalibratoren mit mechanischer Umschaltung arbeiten mit KVDs. Kalibratoren wie der Fluke 332, 335, 343 und andere arbeiten nicht mit einem Spannungsteiler zum einstellen, sondern mit einem einstellbaren Widerstand. Bild 1 zeigt das Prinzip. Der Vorteil ist, dass man weniger Widerstände zum kalibrieren hat. Das pdf zeigt den R_readout. Einzelne Dekaden bestehen dort aus nur vier statt elf Widerständen. Da du, chris, das ganze ja eh zum aktiven kalibrieren brauchst wäre es vielleicht eine Alternative bei der man sich einen Teil des Aufwands spart. Falls Interesse besteht, kann ich das ganze Service Manual vom 332 hochladen. Es ist aber über 17MB groß. Ich habe es nirgends sonst gefunden. Wenn ich mich recht erinnere hab ich es von der Fluke Seite. Aber seit dem Fluke bei den Manuals aufgeräumt hat sind viele Manuals nicht mehr auffindbar. LG Christian
Abdul K. schrieb: > Soweit ich weiß, ist 'der Widerstand' eine nicht ganz genaue Sache. Das > wird irgendwann nichtlinear werden. Also so auf dem Niveau der PTB - > nicht auf unserem ;-) Sollten sich e und h ändern, gibt's andere Probleme... Rk = h / e^2 h = Plancksches Wirkungsquantum e = Elementarladung Rk = von-Klitzing-Konstante = 25 812.807 557(18) Ohm http://www.cryogenic.co.uk/products/measurement/qhr.asp http://www.mintl.com/DC/Products/Resistance/Quantum_Hall_System > > Mit Ölen kenn ich mich auch nicht sonderlich aus. Im Rahmen meiner > bescheidenen Kenntnisse tippe ich auf Silikonöl oder Spezial-Öl für > Transformatoren.
Christian L. schrieb: > Falls Interesse besteht, kann ich das ganze Service Manual vom 332 > hochladen. Es ist aber über 17MB groß. Das wär nett!
Volker schrieb: > Das wär nett! Na, dann mach ich's mal. Falls es zu groß ist muss einer der Moderatoren es halt wieder löschen. LG Christian
Die 4-4-2-1 Schaltung ist interessant hat mich auf einen weitere Idee sowie auf ein Problem gebracht. Diverse goldbeschichtete Schalter haben einen Schaltstrom von 0.1V - 10µV. Bei 10V Eingangsspannung sowie 7 Dekaden habe und wenn die letzte Dekade enstprechend vor den Widerständen geschaltet wird passt es. Bei 8 Dekaden aber nicht mehr welche ich eigentlich herstellen wollte und auch das daß ich vor der letzten Dekade schalten muss und nicht hinterher hatte ich nicht bedacht. Hier liste ich mal die Ausgänge jeder Dekade: 10V-> 1V 100mV 10mV 1mV 100µV 10µV 1µV Im Nachhinein erklärt es auch, aus welchem Grunde es nur 7 Dekaden gibt und auch da sind die Schaltpläne nur vereinfachte equivalenzen. Hatte nicht damit gerechnet. Was das konkret jetzt für einen 28-30Bit ADC heisst ist, daß ich eine hochgenaue 100V Spannung brauche um dann mit einem Frequenzgenerator Rauschen einzustreuen. Sollte machbar sein, verwirft aber ein bisschen meine bisherige Planung.
Habe gerade entdeckt daß KVM 1999 !!! patentiert wurde. Wenn man genug Geld hätte dann würde es reichen alte Sachen zu patentieren um das Geld zu vervielfachen.
Nein! Was veröffentlicht wurde, kann nicht mehr patentiert werden.
Also, mit 5-2-2-(1) Widerständen lässt sich etwas einsparen. KVD bin ich auf 6 Trimmern sowie 33 Widerständen je Strang gekommen + 1 Trimmer und 4 Widerstände zum Abgleiches des Stranges. Mit 5-2-2 Lösung bin ich bei 24 Widerständen sowie 3 Trimmern je Dekade und ca 1/3 für den letzten einer. Soll ich einen Schaltplan hier reinstellen, oder nicht. Wenn es für andere interessant ist, dann zeichne ich den, ansonsten baue ich es laut meinen Notizen auf und zeichne keinen detailierten Schaltplan. 5-2-2-(1) ist mit dip-switches aufgebaut. Die ersten zwei Stufen sind als KVM aufgebaut, der Rest als 5-2-2-(1), ca 200 Widerstände sowie 15 Trimmer, ca 50€ an Kosten. Chris.
chris schrieb: > Soll ich einen Schaltplan hier reinstellen, oder nicht. Wenn es > für andere interessant ist, dann zeichne ich den, ansonsten baue ich es > laut meinen Notizen auf Schaltplan wäre für mich interessant. (es reicht auch die eingescannte Skizze). Obwohl ich wenn ich was aufbaue werde ich sowieso (gleiche) S102 oder Z201 Präzisionswiderstände für die ersten 2 Stufen verwenden. Und das ganze dann a la Mini_Metro_Lab oben aufbauen. Gruß Anja
Angehängte Dateien:
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kvd.png
44 KB
Für den Schaltplan wird es noch dauern, inzwischen mal als Diskussionsbasis. Widerständen Royal Ohm 0.6W 0.1% 10ppm mit geringem Rauschen welche ich zusätzlich selektieren werde. Präzisionstrimmer 10 oder 15 Drehungen mit 50ppm. dip-switch mit Tristate muss ich mir erst noch eine Lib machen. 2:1 ist in Wirklichkeit 2.2:1 , 2:1 zum 1.1.
chris schrieb: > Keine Kritik, Anregung ? Sorry, aber so ganz verstanden habe ich die Schaltung noch nicht. Müßte bei der 5:2:2:1 Schaltung nicht der höchstwertigste Zweig den niederohmigsten Widerstand haben? also unten die 100 Ohm als Faktor 5 und dann 250 Ohm als Faktor 2? Und die vielen Potis schrecken mich auch ab. Gruß Anja
Anja schrieb: > chris schrieb: >> Keine Kritik, Anregung ? > > Sorry, aber so ganz verstanden habe ich die Schaltung noch nicht. Es wäre nett gewesen wenn du das geschrieben hättest, ist ein Zeichen das sher warschinelich was falsch ist. > Müßte bei der 5:2:2:1 Schaltung nicht der höchstwertigste Zweig den > niederohmigsten Widerstand haben? also unten die 100 Ohm als Faktor 5 > und dann 250 Ohm als Faktor 2? Stimmt, peinlich. > > Und die vielen Potis schrecken mich auch ab. > > Gruß Anja Die Widerstände sind auf 0.1% genau, sprich ein 10k Widerstand hat einen maximalen Fehler von 20 Ohm oder 200 Ohm für einen 100K Widerstand. Mit der Schaltung und einem 1K Poti ist es möglich den 10k Wert, aus dem dann 9.097272727 k wird, um maximal 8 Ohm zu trimmen, mit einem 5k Poti sind 39.5 Ohm möglich. Dies jetzt ohne Einbeziehung von Tolleranzen der Bauteile selbst, das müsste ich noch nachrechnen. Auch der PPM des Poti wird so runtergeteilt. Mit einem 10K parallel zum 5K Poti wären es ca 30 Ohm. Die +-100 Ohm Tolleranz beim 100k machen ca +-1.65 Ohm beim 10k aus. Auch damit kann man mit kleinen zusätzlichen Fixwiderständen die 10k Widerstände angleichen, sodaß ich zum Schluss, da die Potis ja in Serie sind ca max 1.5-2 Ohm anpassen kann für Alterung usw, naja Kalibrierung halt.
Die ersten zwei Stufen müssen mit über 200k anstelle der 100k gemacht werden, ansonsten ist die erforderliche Genauigkeit nicht erreichbar, die dritte Stufe kann mit 100k gemacht werden. Wo ich noch nachforschen muss ist, ab wann und mit welchem Wert ein Widerstand im GND eingefügt wird, was ja auch Sinn macht bei niederen Spannungswerten. Ich sehe schon, es macht wenig Sinn hier den Schaltplan reinzustellen. Sollte jemand so einen brauchen, bitte innerhalb 5 Tage melden. Alterung der Widerstände ist 1000 Stunden, also ca 3 Monate, Preis ca 50€ ohne Gehäuse. Die Arbeit ist fast dasselbe, ob ich einen oder mehrere mache.
chris schrieb: > Alterung der Widerstände ist 1000 Stunden, also ca 3 Monate, Denk dran die Widerstände brauchen keinen Schlaf. Also bei mir sind die 1000 Stunden rum wenn die 6 Wochen am Stück durchgearbeitet haben. Gruß Anja
Bzw. die werden ja alle 2 Stunden für 90 Minuten belastet und dann können sie sich wieder 30 Minuten ausruhen. Gruß Anja
4KW Lieferzeit für die nichtinduktive Version der Widerstände, die normalen sind lagernd, Preis ist wirklich nur minimal höher. 1KW für die Selektierung 0.2KW für die Reinigung sowie Trocknung. 0.4KW für den Aufbau der Gerätes Mit Alterung, Nachmessen, gealterte spares einsetzen, 3 Tage warten wegen Stress des Lötens, Nachmessen, Kalibrierenn kommt es eben zu dieser Zeit. Ein 10ppm KVD ist sicherlich viel schneller realisierbar, da braucht man sich auch keine Alterung zu machen, 0.1ppm ist eben aufwendiger und man kommt auch noch ohne Poti für einzelne Widerstände aus.
Angehängte Dateien:
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kvd_10ppm.png
69 KB
Hier eines für 10ppm was ich mir aufgebaut habe, inklusive der Hilfsschaltung zur Auswahl der Widerstände mit einem DMM.
chris schrieb: > Ein 10ppm KVD ist sicherlich viel schneller realisierbar, > da braucht man sich auch keine Alterung zu machen, 0.1ppm ist eben > aufwendiger und man kommt auch noch ohne Poti für einzelne Widerstände aus Wurde das Ziel von 0.1ppm jemals erreicht?
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