Hallo Zussammen, für eine Messschaltung suche ich einen Operationsverstärker mit dem ich kleinste Spannungsunterschiede messen kann, je kleiner der messbare Spannungsunterschied bezogen auf Ground desto besser. Auf welches "Leistungsmerkmal" muss ich bei der Auswahl achten ? Welchen Typ von Operationsverstärker sollte ich dafür nehmen ? Gibt es eine bessere Messmethoden, als mit einen OPV, um kleinste Spannungsuntersiede zu messen ? Sehr vielen Dank im vorraus für die Hilfe
>Auf welches "Leistungsmerkmal" muss ich bei der Auswahl achten ? Rauschen, Bandbreite, Quellimpedanz,... >Gibt es eine bessere Messmethoden, als mit einen OPV, um kleinste >Spannungsuntersiede zu messen ? Manchmal lohnt ein Übertrager. Du mußt schon mehr Details angeben.
cnongs schrieb: > für eine Messschaltung suche ich einen Operationsverstärker mit dem ich > kleinste Spannungsunterschiede messen kann, je kleiner der messbare > Spannungsunterschied bezogen auf Ground desto besser Dann brauchst du wohl einen mit ziemlich vielen Bits Auflösung...
cnongs schrieb: > je kleiner der messbare > Spannungsunterschied bezogen auf Ground desto besser. Da fängt das Problem schon an. Ground ist ein Meer aus Störungen, Induktivitäten und Antennen, und kann bei schlechtem Layout alle paar cm ein paar uV verschoben sein. Über Ground fließt alles was man sonst nicht messen möchte. Für Messungen gegen Ground langt daher jeder popelige Präzisions-OP aus der Schublade, da der sonstige Aufbau/Layout viel mehr Probleme bereitet. Falls du eine Spannung zwischen zwei Punkten messen wollen würdest, könnte man dagegen schon problemlos bis ans thermische Rauschen unter 1uV heranmessen. Und das lässt sich dann noch durch Filterung beseitigen. Aber gut, anderes Thema.
>Für Messungen gegen Ground langt daher jeder popelige Präzisions-OP aus >der Schublade, da der sonstige Aufbau/Layout viel mehr Probleme bereitet. Na na...
Danke für die Antworten. Ich habe mal gegoogelt und unter den Suchbegriff: "Low Noise OpAmps" den hier gefunden : http://cds.linear.com/docs/Datasheet/1028fa.pdf Im Datenblatt steht: Voltage Noise 1.1nV/Hz Max at 1kHz also kann ich mit dem schon mal ein Spannungsunterschied von 2 nV messen :) @smatlok Ok, dann ist es also besser nicht gegen Ground zu messen, dann werde ich die Spannung zwischen zwei Punkten messen. Welche Spannung hat denn das thermische Rauschen bei Zimmertemperatur und wie kann ich die messen ?
Was ist "kleinster Spannungsunterschied"? 1mV oder 1µV? Ersteres ist locker zu messen und weiter zuverarbeiten. Zweiteres unterliegt thermodynamischen Effekten die nur von Experten beherrscht werden können.
>Im Datenblatt steht: Voltage Noise 1.1nV/Hz Max at 1kHz Da steht auch was über den "Noise Current". Übersehen? >also kann ich mit dem schon mal ein Spannungsunterschied von 2 nV messen >:) Wenn deine Nutzsignal-Bandbreite weniger als 1Hz ist und die Quellimpedanz so gering ist, daß der "Noise Current" keine Rolle spielt, theoretisch ja. >Ok, dann ist es also besser nicht gegen Ground zu messen, dann werde ich >die Spannung zwischen zwei Punkten messen. Wie soll das gehen, wenn dein Signal ground-referenziert ist? >Welche Spannung hat denn das thermische Rauschen bei Zimmertemperatur >und wie kann ich die messen ? Von welcher Quellimpedanz sprechen wir denn?
Es ist bei der Auswahl des Verstärker ein großer Unterschied ob man quasi Gleichspannung oder Wechselspannung messen will. Die OPs Gleichspannung wären Zero Dirft oder Prräzisions Typen. Für Wechselspannung dann eher Low Noise. Gerade wenn es gegen GND geht muss man auch auf Störungen achten GND ist nicht überall gleich GND - schon ein paar mA Strom über eine Leitung mit 1 mOhm gibt ein paar µV.
Wenn man die Signale kennt, oder sogar beeinflussen kann, kann man einiges unterhalb des Rauschens messen. uV ist noch sehr gut machbar. Fuer Weitere Auskuenfte muesste man mehr wissen, AC/DC, Bandbreite, usw.
Akazienhonig schrieb: > Manchmal lohnt ein Übertrager. > > Du mußt schon mehr Details angeben. Ich möchte in dem Leiter Spannungen messen, die von einem äußeren sehr schwachen wechselnden elektromagnetischen Feld induziert werden. Das elektromagnetische Feld enthält die Signale die ich auswerten will. Käsebrötchen schrieb: > Von welcher Quellimpedanz sprechen wir denn? Ist die Quellimpedanz der Wechselstromwiderstand (Scheinwiderstand) des Leiters ? Ich möchte einen Leiter-Werkstoff verwenden der sehr gut elektromagnetische Spannungen induziert. Sollte ich dafür einen Leiter aus Eisen nehmen ? Der Leiter hat z.b. folgende Abmessungen: Durchmesser: 0,1 Länge: 20 mm Ist der LT1028 OPV davür am besten geeignet od. misst ein Standart-Oszilloskop genauer ? Sehr vielen Dank für alle bisherigen Antworten :)
cnongs schrieb: > Standar*t*-Oszilloskop genauer hust Oszilloskope sind im allgemeinen ziemliche Schätzeisen, sie heißen ja auch nicht Oszillometer ;) Normale Oszilloskope sind zur Messung von kleinen Spannungen gänzlich ungeeignet, da die kleinste Vertikalteilung bestenfalls 1mV/Häuschen beträgt. Digiskops sind noch ungeeigneter, da sie nicht unbeträchtlich rauschen. Spezielle Vorverstärker oder Einschübe für die Tektronix 7000er oder 5000er Serie schaffen allerdings bis 10µV/Häuschen. Heute leider nur noch gebraucht erhältlich.
Wenn die Induktionsspannung eher niederfrequent ist, ist ein Rauscharmer OP wie der LT1018 wohl schon die richtige Wahl. Bei niedrigen Frequenzen (z.B. 1 kHz) wird der Wechselstromwiderstand auch noch niedrig sein und entspechend die Quellimpedanz niedrig. Mit guter Schirmung wäre eventuell auch ein Übertrager möglich - das hängt dann aber von der Frequenz ab. Die Eingänge der normalen Oszilloskope sind hochohmig und haben entsprechend ein höheres Rauschen - mehr so im Bereich 5-10 nV/Sqrt(Hz) und dazu auch mehr 1/f Rauschen als ein Bipolarer OP. Ein digitales Oszilloskop muss dabei nicht schlechter sein - der AD Wandler muss nicht mehr Rauschen als der Eingangsverstärker. Schlecht sind da vor allem die alten mit analoger Eimerkette.
Ulrich schrieb: > Mit guter Schirmung wäre > eventuell auch ein Übertrager möglich - das hängt dann aber von der > Frequenz ab. Die Frequenzen werden vorraussichtlich nicht höher als 5000 Hz betragen. Wie funktioniert ein Übertrager ? Ich kann ja den Leiter nicht abschirmen, in dem die Spannung induziert werden soll.
Vielleicht waeren DMS-Messverstaerker was fuer Dich. Die messen bis weit unter 1uV. Allerdings wird's bei 5KHz nicht ganz einfach / billig. Gruss hro
Der Übertrager ist an sich ein Transformator - nur halt nicht für Netzfrequenz und optimiert für geringe Störungen. Ein Abschrimung braucht man ggf. um den Übertrager, damit der nicht gleich magentische Störungen einfängt. Die Signal Spannung wird z.B. um den Faktor 10 oder 100 hoch transformiert - dafür erhöht sich aber auch die Impedanz um den Faktor 100 bzw. 10000. Das ist dann sinnvoll wenn man eine Wirklich niderohmige Quelle unter vielleicht 5 Ohm hat. Erstmal würde ich es ohne den Übertrager probieren. Die sind ohnehin schlecht zu bekommen und eher teuer. Also lieber einen guten OP wie den LT1028 und ggf. auch 2 oder 3 davon zusammen.
@ cnongs (Gast) >für eine Messschaltung suche ich einen Operationsverstärker mit dem ich >kleinste Spannungsunterschiede messen kann, je kleiner der messbare >Spannungsunterschied bezogen auf Ground desto besser. Sehr sinnvolle Angabe. >Die Frequenzen werden vorraussichtlich nicht höher als 5000 Hz betragen. Hmmm. >Wie funktioniert ein Übertrager ? Siehe Transformatoren und Spulen. >Ich kann ja den Leiter nicht abschirmen, in dem die Spannung induziert >werden soll. Wärte aus sinnlos, dann wird ja nix mehr induziert ;-) Jaja, da sind wir mal wieder, mitten in einer vollkommen unsinnigen, weil in den endlosen Weiten des Weltall schwebenden Diskussion ohne Substanz. Lies mal was über Netiquette und beschreibe dein Vorhaben GUNDLEGEND. Mit ZAHLEN! MFG Falk
>Ich möchte in dem Leiter Spannungen messen, die von einem äußeren sehr >schwachen wechselnden elektromagnetischen Feld induziert werden. Das >elektromagnetische Feld enthält die Signale die ich auswerten will. Hhm, meinst du ein elektrisches Feld, ein magnetisches Feld oder ein elektromagnetisches Feld? Was meinst du mit "induziert"? >Ich möchte einen Leiter-Werkstoff verwenden der sehr gut >elektromagnetische Spannungen induziert. Du könntest ein Ebene-3-Kraftfeld errichten und mit dem Deflektor einen Tachionenimpuls erzeugen. Sorry, aber dein Satz ergibt irgend wie keinen Sinn. >Der Leiter hat z.b. folgende Abmessungen: > >Durchmesser: 0,1 >Länge: 20 mm Ist er als kapazitive Sensorfläche, als Leiterschleife für Magnetfelder oder als Hertzscher Dipol für elektromagnetische Wellen geformt?
Falk Brunner schrieb: > Lies mal was über Netiquette und beschreibe dein Vorhaben > GUNDLEGEND. Mit ZAHLEN! Ich möchte meine Messschaltung an Hand einer Skizze, siehe messaufbau.png erläutern. In einem elektromagnetisch abgeschirmten Kasten befinden sich zwei Leiter. Leiter1 und Leiter2. In dem Leiter 1 fließt ein unbekannter sehr schwacher Wechselstrom, dessen Verlauf ich erfassen will. Durch den Wechselstrom im Leiter1 wird ein Magnetfeld erzeugt, welches auf Leiter2 einwirkt und in diesem einen Strom induziert. Nun möchte ich den Abstand zwischen den Leitern vergrößern (max. 50 cm) und den Wechselstrom im Leiter1 verkleinern, bis an die Grenzen des messbaren, ich möchte sozusagen berührungslos Strom messen ;) Bis auf welchen Betrag kann ich den Strom im Leiter1 verringern, so dass ich immer noch im Leiter2 mit dem OPV 5k Hz ablesen kann ? Welches Messverfahren ist dafür am besten geeignet ? Kürbissuppe schrieb: > Du könntest ein Ebene-3-Kraftfeld errichten und mit dem Deflektor einen > Tachionenimpuls erzeugen. Sorry das sagt mir jetzt nix, klingt aber interessant. Wie sollte der Deflektor aufgebaut sein ? Wie messe ich den Tachionenimpuls ? Sehr vielen Dank für die bisherigen antworten.
> ich möchte sozusagen berührungslos Strom messen ;)
Andere Leute haben dazu die Spule erfunden, das war in der Zeit bevor es
Mikrovolt Zerodrift OpAmps gab.
Noch andere Leute die Antenne, damit können sie Strom in anderen
Antennen um den ganzen Erdball rum messen.
Natürlich gibt es auch die blöde Vorrichtung, in der beide Drähte zu
kurz sind um als elektromagnetische Antenne zu wirken und nicht
aufgewickelt genug um als magnetische Antenne zu wirken.
Du siehst also daß die Fragestellung ohne weitere Rahmenbindingungen
unsinnig ist.
Die 5kHz kriegt man fast immer. Eine Kette von AC gekoppelten 5kHz Bandpassverstaerkern. Eine Frage der Bandbreite. Noch besser geht's wenn man die 5kHz als Referenz bekommt.
@ cnongs (Gast) >Ich möchte meine Messschaltung an Hand einer Skizze, siehe >messaufbau.png erläutern. Schon besser, reicht aber noch nicht. >schwacher Wechselstrom, dessen Verlauf ich erfassen will. Durch den >Wechselstrom im Leiter1 wird ein Magnetfeld erzeugt, In einen einfachen leiuter wird keine Spannung induziert, immer in eine LeiterSCHLEIFE >Nun möchte ich den Abstand zwischen den Leitern vergrößern (max. 50 cm) Warum? Was ist denn das Ganze? Alles sehr mysteriös. >und den Wechselstrom im Leiter1 verkleinern, bis an die Grenzen des >messbaren, ich möchte sozusagen berührungslos Strom messen ;) Wie groß ist der Strom? >Bis auf welchen Betrag kann ich den Strom im Leiter1 verringern, so dass >ich immer noch im Leiter2 mit dem OPV 5k Hz ablesen kann ? Solche difusen Rückwärtsfragen bringen nicht viel. Beschreibe dein Vorhaben NOCH grundlegender. Denn so wird es ziemlich aufwändig. >> Du könntest ein Ebene-3-Kraftfeld errichten und mit dem Deflektor einen >> Tachionenimpuls erzeugen. >Sorry das sagt mir jetzt nix, klingt aber interessant. >Wie sollte der Deflektor aufgebaut sein ? >Wie messe ich den Tachionenimpuls ? ;-) http://de.wikipedia.org/wiki/Star-Trek-Technologie MfG Falk
cnongs schrieb: > Nun möchte ich den Abstand zwischen den Leitern vergrößern (max. 50 cm) > und den Wechselstrom im Leiter1 verkleinern, bis an die Grenzen des > messbaren, ich möchte sozusagen berührungslos Strom messen ;) Du weißt aber schon daß die induzierte Spannung nichtlinear (je nach Frequenz zu Abstand quadratisch bis kubisch) mit der Entfernung abnimmt. Gruß Anja
Falk Brunner schrieb: > Wie groß ist der Strom? Der Strom beträgt 2,5 pA und hat eine Frequenz von 5000 Hz. Mit welchen Messverfahren könnte ich einen solchen Strom im Abstand von 50 cm messen.
Du möchtest also wissen, ob in einem 50cm entfernten Draht 3200 Elektronen hin und hergeschubst werden ? Einfach hingucken, das kann man bestimmt sehen. Mit etwas Glück kannst du sie einzeln abzählen, die Menge ist doch überschaubar. Habt ihr eigentlich alle gleich nach dem Kindergarten die Schule geschmissen ?
Wie groß sollte denn der Stromm mindestens sein, dass ich ihn noch messen kann ?
Also 2.5pA/5kHz direkt zu messen, wenn du also den Draht durchtrennen kannst um dich dazwischenklemmen, ist schon anspruchsvoll genug. Lösbar, aber man kann's auch vergurken. Kontaktlos sollte wohl zumindest 1.2uV in die Antenne induziert werden können, damit die Schaltung mit endlichem Aufwand hinzubekommen ist. Keine Ahnung wie viel Strom man da bei so ungünstigen Voraussetzungen im Sendedraht braucht, aber wohl kaum unter 2.5mA. Erst bei 250mA würde ich so einen Auftrag annehmen :-)
>Wie groß sollte denn der Stromm mindestens sein, dass ich ihn noch
messen kann ?
Sind die 5 kHz als Referenz verfuegbar ? Dann wuerde man einen Lock-in
verwenden. Und ein rechtes Stueck weiter runter messen wie ohne. Darf
ich die Leiter Geometrie selbst bestimmen ? zB 2 runde Schleifen mit
50cm Abstand ?
2,5pA und 5000Hz????? Und dann noch aus 50 cm Entfernung messen. Also bei DC habe ich das mit Chopper-Verstärkern schon vor ca. 25 Jahren (ICL7650) hinbekommen, mit entsprechendem Aufwand -z.B. Teflon-Platinen- das funktionierte tadellos, Aber ein so schwaches 5kHz-Signal und über 50cm, als Bastler keine Chance. Mit entsprechend teurem Equipment in einem guten Elektronik labor (gute Abschirmung z.B.) mag es ein sehr erfahrener Entwick- ler hinbekommen. Für unmöglich halte ich es nicht. Ich frage mich allerdings, vorausgesetzt die Messung funktioniert, wie stark die "Empfangseinheit" den "Sender", also die Leitung mit den 2,5pA bei 5000Hz beeinflußt. Und damit die 2,5pA und die Messung... Ich schätze der TO weiß nicht auf was er sich mit seiner "Elektronenzählerei" einläßt. Des weitern: Wie genau sollen denn die 2,5pA aufgelöst werden? Ich hatte es damals bis auf < 0,1 pA hinbekommen. Ich gebe MaWin recht, direkt in den Draht gehängt ist die Aufgabe anspruchsvoll aber lösbar. Als Selbständiger Entwickler würde ich den Auftrg lieber ablehnen, als Angestellter (Chef hat immer Recht) auf das erhebliche Risiko hinweisen und erst mal eine Machbarkeitsstudie vorschlagen.
Man muesste vielleicht mal die Kopplung von 2 Drahtschlaufen mit einer vorgegebenen Geometie rechnen. Dann die Frequenz einsetzen... Eine machbare Aufgabe. Mir fehlt grad die Zeit. Und dann ueberlegen ob man die erhaltene Spannung noch wie gut messen kann.
>In einem elektromagnetisch abgeschirmten Kasten befinden sich zwei >Leiter. Leiter1 und Leiter2. In dem Leiter 1 fließt ein unbekannter sehr >schwacher Wechselstrom, dessen Verlauf ich erfassen will. Durch den >Wechselstrom im Leiter1 wird ein Magnetfeld erzeugt, welches auf >Leiter2 einwirkt und in diesem einen Strom induziert. >Nun möchte ich den Abstand zwischen den Leitern vergrößern (max. 50 cm) >und den Wechselstrom im Leiter1 verkleinern, bis an die Grenzen des >messbaren, ich möchte sozusagen berührungslos Strom messen ; Am aussichtsreichsten erscheint auf den ersten Blick vielleicht eine Spule mit vielen Windungen und einem Kern mit hohem µr. Eine grobe Näherungsrechnung liefert: Einen geraden Leiter umgibt ein ringfrömiges Magnetfeld. Im Abstand "r" ist H = I / (2 x pi x r) , wenn durch ihn der Strom "I" fließt. Ist I = Io x sin (w x t) , dann ist H = Io / (2 x pi x r) x sin (w x t) Befindet sich im Abstand "r" eine Spule mit "n" Windungen, deren Querschnittsfläche "A" von dem Magnetfeld "H" durchsetzt wird, mit B = µo x µr x H dann wird in ihr die folgende Spannung induziert: U = n x dPhi/dt = n x dB/dt x A = n x A x µo x µr x Io x w / (2 x pi x r) x cos (w x t) Mit Io = 2,5pA, w = 2 x pi x 5kHz und beispielsweise A = (1cm)^2 und r = 5cm folgt: U = n x µr x 3,14x10^-17V x cos (w x t) Die Amplitude ist mit 0,0000314pV x n x µr also extrem winzig. Jetzt gilt es nur noch eine Spule mit passendem "µr" und "n" zu wickeln, sodaß einerseits die Apmlitude genügend groß wird, andererseits aber die Induktivität dennoch so klein bleibt, daß sie bei 5kHz keinen zu großen Wechselstromwiderstand aufweist. Da die Induktivität proportional zu "µr" und "n^2" ist, wird man wohl die Windungszahl "n" möglichst klein halten und dafür "µr" möglichst groß wählen. Aber selbst, wenn man µr=100000 und n=1000 wählt und damit die Amplitude immer noch im Nanovoltbereich liegt, dürfte das schon eine viel zu große Induktivität zur Folge haben...
> Am aussichtsreichsten erscheint auf den ersten Blick vielleicht eine > Spule mit vielen Windungen und einem Kern mit hohem µr. Vergiss es. Alleine die Windungskapazität ist zwangsweise höher als 1pF und frisst dir damit den ganzen Strom auf.
cnongs (Gast) schrieb: > also kann ich mit dem schon mal ein Spannungsunterschied von 2 nV messen > Wie funktioniert ein Übertrager ? > bis an die Grenzen des > messbaren, ich möchte sozusagen berührungslos Strom messen ;) Du möchtest bis an die "Grenzen des Messbaren" gehen, weißt aber noch nicht mal was ein Übertrager ist? Wie wäre es sich erst mal ein paar Grundlagen anzueignen und dann so in ein, zwei Jahren die Frage nochmal zu stellen? > Wie groß sollte denn der Stromm mindestens sein, dass ich ihn noch > messen kann ? Am besten so groß, dass dein 0815-DMM ihn auch noch einigermaßen genau messen kann?? (nur so als spontaner Einfall; deine Anfrage hier ist ja auch eher spontaner Natur entsprungen oder?) Nichts für ungut, gutes Gelingen! ;)
Hallo, wenn man sich an die "Grenzen des Messbaren" herantasten will, dann muss man sich auch allmählich Gedanken über quantenmechanischen Effekte machen, z.B. Flussquantisierung. Ich glaube kaum, dass man mit einem normalen Übertrager oder "Empfangsspule" solch eine Auflösung hinbekommt. Üblicherweise werden für solche Zwecke sog. SQUID-Magnetometer eingesetzt, z.B. in der neurologischen Forschung, um Gehirnströme aufzuzeichnen, oder in den Materialwissenschaften, um die Homogenität von Legierungen zu bestimmen. Solch ein SQUID-Magnetometer einzusetzen, ohne die physikalischen Grundlagen zu kennn, ist ziemlich unsinnig. Die Auflösung kann man dort ggf. auch noch steigern, indem man dem eigentlichen Josephson-Kontakt noch einen ebenfalls supraleitenden Transformator vorschaltet. SQUID-Magnetometer sind inklusive Zubehör auch nicht wirklich handlich und wartungsarm, vor allem auf Grund des Helium-Kryostaten, wobei es seit einiger Zeit auch welche auf HTSL-Basis gibt, die man mit Stickstoff kühlen kann, was die Sache erheblich vereinfacht. Auf den magnetisch abgeschirmten Raum kann man meist nicht verzichten; man vereinfacht die Abschirmung, wenn man beim Bau des Gebäudes keine Stahlarmierungen verwendet, in denen z.B. Thermospannungen bzw. -ströme induziert werden. Um 2,5pA in 50cm Abstand zu messen (mit welcher Auflösung denn?), könnte man solch einen Aufbau vielleicht im Rahmen von ein bis zwei Doktorarbeiten, d.h. drei bis zehn Jahren, realisieren. Ich habe leider keinen aktuellen Überblick, wo die Preise kommerzieller SQUID-Hersteller zur Zeit liegen. Berücksichtigt man die obigen Ausführungen und hat genug Geld in der Portokasse, wird die Sache zum Kinderspiel. Gruß Andreas Schweigstill
Andreas Schweigstill schrieb: > .... Üblicherweise werden > für solche Zwecke sog. SQUID-Magnetometer eingesetzt, z.B. in der > neurologischen Forschung, um Gehirnströme aufzuzeichnen, oder in den > Materialwissenschaften, um die Homogenität von Legierungen zu bestimmen. Hallo Andreas, der erste Satz in diesem Thread mit echtem Realitätsbezug. Jetzt gibt es 2 Möglichkeiten: niemand ausser mir geht überhaupt drauf ein, oder die übermächtige Mehrheit, die nicht die geringste Ahnung von der Sache hat, diskutiert die Lösung nieder. Die Chance, dass der Fragesteller was damit anfangen kann und womöglich sein Problem damit löst, ist weit geringer als ein Lottogewinn. Gruss Reinhard
Hallo, der Fragesteller hat doch folgende Anforderungen genannt: 1. besser als mit einem OP 2. 2,5pA aus 50cm Entfernung 3. Lösung an den "Grenzen des Messbaren" Gerade die Anforderung, 2,5pA auf solch eine Entfernung zu messen, ist schon arg heftig, scheint aber nicht zu diskutieren zu sein. Er hat keineswegs die Forderung aufgestellt, das ganze möglichst preisgünstig zu realisieren. Wenn ich selbst vor solch eine Aufgabe gestellt würde, wäre mir natürlich auch klar, dass der mit Abstand einfachste und erfolgversprechenste Weg darin bestünde, eine geeignete Messvorrichtung direkt in den Draht einzuschleifen. Schon das ist bei dem geringen Strom eine echte Herausforderung. Gruß Andreas Schweigstill
Vielleicht meinte er aber "Grenzen des für ihn Messbaren" und beim Strom bestand Verhandlungsbereitschaft "Wie groß sollte denn der Strom mindestens sein, dass ich ihn noch messen kann ?" mit der Betonung auf ICH. Da kommt man mit 250mA vermutlich hin. Und der Rest war Selbstüberschätzung des Fragestellers.
Wobei ich mich frage, woher die Vorgabe 2.5pA überhaupt stammt. Jeder Husterer erzeugt höhere Stöme. "Tschuldigung! Ich sehe gerade, das soll nicht 2.5pA heißen, sondern 2.5µA! Macht das einen großen Unterschied?"
Eddy Current schrieb: > "Tschuldigung! Ich sehe gerade, das soll nicht 2.5pA heißen, sondern > 2.5µA! Macht das einen großen Unterschied?" Damals(tm) an der Uni wollte ein Wissenschaftler 10g doppelt isotopenreines Natriumchlorid in einer bestimmten Reinheitsstufe kaufen und hatte deswegen bei Merck eine Angebotsanfrage eingereicht. Statt dass prompt das Angebot kam, rief einige Wochen später ein Mitarbeiter aus der strategischen Produktplanung an und erkundigte sich danach, ob eine Finanzierungszusage der DFG oder des Forschungsminiteriums vorläge. Danach würde man sich dann ggf. um die Planung der entsprechenden Fertigungsanlage kümmern, da die geforderte Reinheitsstufe nur mittels präparativer Massenspektroskopie zu erreichen wäre.
>Ich glaube kaum, dass man mit einem normalen Übertrager oder >"Empfangsspule" solch eine Auflösung hinbekommt. Üblicherweise werden >für solche Zwecke sog. SQUID-Magnetometer eingesetzt, z.B. in der >neurologischen Forschung, um Gehirnströme aufzuzeichnen, oder in den >Materialwissenschaften, um die Homogenität von Legierungen zu bestimmen. Wiki sagt, daß ein solches SQUID Magnetfeldänderungen detektieren kann, die geringer als ein Flußquantum sind, also 2,07x10^-15Vs. Gemäß >Einen geraden Leiter umgibt ein ringfrömiges Magnetfeld. Im Abstand "r" >ist > >H = I / (2 x pi x r) > >, wenn durch ihn der Strom "I" fließt. Ist > >I = Io x sin (w x t) > >, dann ist > >H = Io / (2 x pi x r) x sin (w x t) > >Befindet sich im Abstand "r" eine Spule mit "n" Windungen, deren >Querschnittsfläche "A" von dem Magnetfeld "H" durchsetzt wird, mit > >B = µo x µr x H herrscht in 5cm Entfernung vom Draht und in einer Fläche von (1cm)^2 aber nur der Fluß Phi = B x A = 1,2566µ x 2,5p x (0,01)^2 x Vs/ (2 x pi x 0,05) x sin (w x t) = 10^-21Vs x sin (w x t) Die Amplitude des Flusses wäre also kleiner als 1 Millionstel dieses Flußquantums!
Ich hatte bei meinem Vorschlag, ein SQUID zu verwenden, vorher nicht nachgerechnet. Um so mehr belegt die obige Rechnung, die ich aber auch nicht überprüft habe, wie aussichtslos das Unterfangen wäre, die Detektierung mit einer einfachen Spule durchzuführen.
>Ich hatte bei meinem Vorschlag, ein SQUID zu verwenden, vorher nicht >nachgerechnet. Um so mehr belegt die obige Rechnung, die ich aber auch >nicht überprüft habe, wie aussichtslos das Unterfangen wäre, die >Detektierung mit einer einfachen Spule durchzuführen. Nichts anderes wollte ich damit zum Ausdruck bringen...
OK, dann ist es klar. Ich habe nur schon zu häufig die Erfahrung gemacht, dass aus der Unmöglichkeit, dass Verfahren A nicht funktioniert, geschlossen wird, dass damit Verfahren B geeignet wäre, weil niemand etwas Gegenteiliges behauptet hat.
Sehr vielen Dank für die Antworten. also brauche ich ein SQUID-Manometer, mind. 3 Jahre Entwicklungszeit und eine menge Geld, um den Strom im Abstand von 50 cm messen zu können. Hmm, besteht vieleicht die Möglichkeit, über eine Art aktives Messverfahren das Signal zu erfassen ? Ich möchte dazu drei Varianten vorstellen, zu denen ich gerne eure Meinung wissen würde. Variante 1 "zusätzliches Magnetfeld" Im Abstand von 50 cm wird durch den Leiter2 ein elektromagnetisches Feld erzeugt, dessen Stärke bekannt ist und eingestellt werden kann. Dieses wirkt auf das zu untersuchende Magnetfeld im Leiter1 ein. Sind die Magnetfelder von Leiter1 und Leiter2 in gleicher Richtung wird das Magnetfeld verstärkt. Sind sie entgegengerichtet wird es geschwächt. Ist es möglich, diese Änderung im Leiter 3 zu erfassen ? Variante2 "labiles Gleichgewicht" Im Leiter 1 wird ein labiles Gleichgewicht erzeugt. (Ich weiß nur nicht wie ;) ) hmm...vieleicht durch zwei elektromagnetische Wellen, die sich im Leiter 1 auslöschen ? Durch die elektromagnetische Welle im Leiter1 "kippt" dann das Gleichgewicht in eine Richtung und die elektromagnetische Welle von Leiter2 od. Leiter3 "wird dominant" und dann messbar. Variante 3 "Kettenreaktion" Auf der Wegstrecke vom Leiter1 zum Leiter2 stehen "Energieeinheiten" zur verfügung, in denen Energie gespeichert ist. Das elektromagnetische Feld vom Leiter 1 überträgt seine Energie auf die erste naheliegende Energieeinheit1 diese uberträgt sie unter Energieabgabe zur nächsten Energieeinheit2 weiter bis zum Leiter 2, an der sie dann gemessen werden kann. Wie Dominosteine, die nacheinander umkippen. Ich weiß die Beschreibungen sind sehr allgemein gehalten und nur grobe Ansätze. Ich würde mich trotzdem sehr freuen eure Meinung dazu zu hören. Gibt es vieleicht ein anderes aktives Messverfahren das durch Hinzugabe von Energie die Information nach außen trägt ;)
cnongs schrieb: > also brauche ich ein SQUID-Manometer, mind. 3 Jahre Entwicklungszeit und > eine menge Geld, um den Strom im Abstand von 50 cm messen zu können. Nein, wie Thunfischbrötchen kurz überschlagen hat, könnte man damit wohl ein Magnetfeld messen, das um sechs Größenordnungen stärker wäre. Selbst wenn da noch ein kleiner Rechenfehler enthalten wäre und man noch irgendwelche technischen oder physikalischen Tricks fände, die die Auflösung um den Faktor 1000 steigern sollten, wäre man noch drei Größenordnungen vom Ziel entfernt. Und letztendlich hätte man dann auch nur nachgewiesen, dass in dem Leiter irgendein Strom fließt. Von einer echten Messung könnte dann immer noch nicht die Rede sein. Ebenfalls wäre noch das Problem zu lösen, wie man eine geeignete Abschirmung vornimmt. Mit einer kleinen Blechdose ist es nicht getan, sondern eher mit einem eigenen, speziell dafür konstruierten Gebäude. Wie wir schon an anderer Stelle festgestellt haben, ist ein Strom von 2,5pA auch schon bei einer direkten Messung schwer, aber immer noch realisierbar darstellbar. In jedem Fall muss man sich auch noch Gedanken darüber machen, welche Störungen auftreten können und auch werden. > Hmm, besteht vieleicht die Möglichkeit, über eine Art aktives > Messverfahren das Signal zu erfassen ? Ja, durch Einbringen der Messvorrichtung direkt in den Leiter 1. Die Übertragung nach draußen kann ja durchaus auch auf optischem Wege geschehen. Im Batteriebetrieb sollten durchaus auch einige zig bis hundert Betriebsstunden möglich sein.
ok, also scheidet der SQUID-Magnetometer aus. Könnte ich das Signal mit einem Metalldetektor erfassen ?
cnongs schrieb: > ok, also scheidet der SQUID-Magnetometer aus. > > Könnte ich das Signal mit einem Metalldetektor erfassen ? Wenn du einen guten nimmst, kann der dir verraten, ob die Leitung 1 existiert. Bei einem aus dem Bauhaus ist das in 50 cm Abstand schon fraglich. Gruss Reinhard
cnongs schrieb: > ok, also scheidet der SQUID-Magnetometer aus. > > Könnte ich das Signal mit einem Metalldetektor erfassen ? Damit ist also der von mir oben skizzierte Fall eingetreten: "Das höchstauflösende Verfahren, das derzeit existiert, besitzt eine Auflösung, die immer noch meilenweit von meinen Anforderungen entfernt ist. Aber in der Anleitung meines 10€-Metalldetektors aus dem Baumarkt wurde nicht explizit ausgeschlossen, dass man ihn zum Nachweis von 2,5pA in 50cm Entfernung nutzen könne!" Mir kommt aber noch ein wesentlich besseres Verfahren in den Sinn: Befestige doch einfach Leiter 2 an nur einem Ende. An das freie Ende kommt ein Fähnchen. Dieses fängt an, im 5kHz-Takt zu wackeln, sobald Leiter 1 mit dem entsprechenden Strom durchflossen wird. Man kann zwar mit dem Auge die 5kHz nicht zuverlässig erkennen, aber die Kontur des Fähnchens sollte unscharf aussehen.
Andreas Schweigstill schrieb: > Mir kommt aber noch ein wesentlich besseres Verfahren in den Sinn: > Befestige doch einfach Leiter 2 an nur einem Ende. An das freie Ende > kommt ein Fähnchen. Dieses fängt an, im 5kHz-Takt zu wackeln, sobald > Leiter 1 mit dem entsprechenden Strom durchflossen wird. Man kann zwar > mit dem Auge die 5kHz nicht zuverlässig erkennen, aber die Kontur des > Fähnchens sollte unscharf aussehen. > > > > Beitrag melden | Bearbeiten | Löschen | ..sehr witzig Mein Anliegen ist es eine Art aktives Messverfahren zu finden, dass die Information auffängt, speichert und zu einer Stelle bringt an der sie gemessen werden kann. Warum soll so etwas nicht möglich sein.
@ cnongs (Gast) >gemessen werden kann. Warum soll so etwas nicht möglich sein. Weil dir um Größenordungen die Grundlagen fehlen, allein um das Problem zu verstehen, geschweige denn, eine Lösung zu erarbeiten. Du schaffst es ja nicht mal, den Aufbau und Sinn der Anordnung sinnvoll zu beschreiben, siehe Netiquette. FmG Falk
>Mein Anliegen ist es eine Art aktives Messverfahren zu finden, dass die >Information auffängt, speichert und zu einer Stelle bringt an der sie >gemessen werden kann. Warum soll so etwas nicht möglich sein. Dann zeig uns doch, wie es geht! Spule, SQUID und Metalldetektor (Oops, ist ja auch ne Spule!) scheiden jedenfalls schon mal aus. Nur zu, laß dich nicht von uns entmutigen...
cnongs schrieb: > ok, also scheidet der SQUID-Magnetometer aus. > > Könnte ich das Signal mit einem Metalldetektor erfassen ? Hallo, du merkst ja noch nicht mal, dass deine Beiträge hier reine Realsatire sind. Aber du darfst zu unserer aller Unterhaltung ruhig noch ein bisschen weitermachen. Gruss Reinhard
cnongs schrieb: > Hallo Zussammen, > > für eine Messschaltung suche ich einen Operationsverstärker mit dem ich > kleinste Spannungsunterschiede messen kann, je kleiner der messbare > Spannungsunterschied bezogen auf Ground desto besser. > > Auf welches "Leistungsmerkmal" muss ich bei der Auswahl achten ? > > Welchen Typ von Operationsverstärker sollte ich dafür nehmen ? > > Gibt es eine bessere Messmethoden, als mit einen OPV, um kleinste > Spannungsuntersiede zu messen ? > > > Sehr vielen Dank im vorraus für die Hilfe Lies dir doch mal z.B. das hier durch: http://www.keithley.com/knowledgecenter/knowledgecenter_pdf/LowLevMsHandbk_1.pdf
Der Metalldetektor war nur ein Beispiel. Ich würde ihn die Gruppe der aktiven Messverfahren einordnen.
Beschreibe doch einfach einmal, um was für einen Messaufbau es sich bei der ganzen Angelegenheit handelt. Und aus welchen Gründen kommt eine galvanische Kopplung mit Leiter 1 nicht infrage.
Wenn ihr nicht wieder gleich alle auf mich einhackt, sag ich es ;) Na gut sag ich es gleich, es sind Gehrinströme die ich messen will.
Das versuchten schon ganz Andere, mit viel groesserem Budget...
Exakt für die Messung von Gehirnströmen werden heutzutage doch viele SQUID-Magnetometer gebaut: http://tinyurl.com/4vu9lwy Wenn es ohne den doch beträchlichen apparativen Aufwand ginge, würde man das auch tun.
Ja aber das SQUID-Magnetometer ist nur eine passives Messverfahren. Ich habe ja drei Ansätze vorgestellt, wie ein aktives Messverfahren aufgebaut sein könnte.
cnongs schrieb: > > Ich habe ja drei Ansätze vorgestellt, wie ein aktives Messverfahren > aufgebaut sein könnte. Dein Verfahren 1 funktioniert prinzipiell. Es ist damit möglich, die Genauigkeit zu erhöhen (z.B. bessere Linearität). Aber die Auflösung wird nicht besser. Deine anderen beiden Verfahren sind leider Phantasiegebilde. Was deinem Verfahren 2 einigermaßen nahe kommt, wäre eine Förster-Sonde. Aber die ist eher für die Messung schwacher DC-Magnetfelder optimal (>0.1nT).
PS: Zum Vergleich: Mit diesem integrierten SQUID-Sensor http://www.magnicon.com/squid-sensors/magnetometers/ kannst du (ohne Mittelung aber mit Kühlung auf 1-4K) einige fT auflösen. 1fT=0.000001nT.
Offenbar weißt Du es ja eh besser als wir alle zusammen. Dann nimm doch einfach Deinen LT1028, ein Stück Eisen mit dem Durchmesser 0,1 und einer Länge von 20mm und baue das alles irgendwie zusammen. Anschließend hast Du wirklich ein wunderschönes Gerät, mit dem Du problemlos Gehirnströme aus 50cm Entfernung nachweisen kannst. Mache Dich bitte niemals mit den physikalischen Grundlagen vertraut, denn sie würden Dir nur im Weg stehen, so wie eine Hummel auch nicht fliegen könnte, wenn sie wüsste, dass die gängigen aerodynamischen Modelle ihr die Flugunfähigkeit attestieren würden.
Andreas Schweigstill schrieb: > so wie eine Hummel auch nicht > fliegen könnte, wenn sie wüsste, dass die gängigen aerodynamischen > Modelle ihr die Flugunfähigkeit attestieren würden. Aber im Gegensatz zu dem Gerät fliegt die Hummel wirklich. na ja, das Gerät vieleicht auch ... in den Müll? :-)
U.R. Schmitt schrieb: > Aber im Gegensatz zu dem Gerät fliegt die Hummel wirklich. > na ja, das Gerät vieleicht auch ... in den Müll? :-) Nein, das Gerät wird schon ordentlich funktionieren. Auf die Idee mit dem OP und dem Stück Eisen war bloß vorher noch nie jemand gekommen. Manchmal sieht man bloß den Wald vor lauter Bäumen nicht.
Andreas Schweigstill schrieb: > Mache Dich bitte niemals mit den physikalischen Grundlagen vertraut, > denn sie würden Dir nur im Weg stehen, so wie eine Hummel auch nicht > fliegen könnte, wenn sie wüsste, dass die gängigen aerodynamischen > Modelle ihr die Flugunfähigkeit attestieren würden. yeah!
>Ich habe ja drei Ansätze vorgestellt, wie ein aktives Messverfahren >aufgebaut sein könnte. Na, dann fang mal mit dem Aufbau an und berichte uns uber die Ergebnisse Deiner Messungen MfG
@ John Drake Danke für den Link und das Feedback, darüber habe ich mich sehr gefreut. Naja ich lese grad das hier: http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/waves_particles/lightspeed_evidence.html Finde ich voll klasse, wie sie das erklären.
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