Guten Tag, es wäre toll, wenn ihr mir helfen könntet. Ich hatte vor, den Stromverbrauch also die Stromstärke bei einem batteriebetriebenen Uhrwerk zu messen. Herauskommen sollte eigentlich etwas im mA oder uA bereich. Ich habe ein schönes Multimeter UNI-T UT804 gekauft und konnte damit auch Messungen durchführen- allerdings reagierte das Multimeter einfach nicht schnell genug. Der Stromverbrauch bei einem Uhrwerk mit Zeigern schwankt sehr stark und da kam das Multimeter einfach nicht hinterher. Wenn ich z.B. die Meßsonden abgezogen hab, dann hat es einige Sekunden gedauert, bis der Strom wieder auf 0mA gesunken ist. Ich vermute (ich hab aber eigentlich keine Ahnung), dass ich ein Multimeter mit einer hohen "Abtastrate"(?) brauche. Könnt ihr mir da eins empfehlen? Oder ist mein Ansatz komplett falsch? Danke fürs lesen!
Peter schrieb: > Oder ist mein Ansatz komplett falsch? Ich würde als erstes mit einem Oszi die Impulslänge und den Strom- verbrauch während des Impulses messen. Das kann man dann leicht auf Dauerverbrauch umrechnen. Die Stromaufnahme der Elektronik kann man problemlos mit abgeklemmten "Motor" messen. Dann braucht man nur noch beides addieren. Gruss Harald
du könntest einen großen Kondensator und einen Widerstand als RC Kombination vorschalten. Dort kannst du dann den Strom mit deinem Messgerät ablesen. Vom Messwert müsste man dann noch den Leckstrom von Kondensator abziehen,
Einen Kondensator bekannter Kapazität z. B. auf 1,5 V aufladen und mit der Uhr verbinden. Min. 2 Messungen zu 2 Zeitpunkten durchführen. Aus den Kondenstordaten und Abstand der Messungen (gegebenenfalls hier posten) lässt sich die Energieaufnahme der Uhr berechnen.
Wenn Du z.B. den Kaffeeverbrauch messen möchtest, nützt es wenig wenn Du Tüten zählst wenn nur Löffel verbraucht werden. In Deinem Fall braucht das Uhrwerk zyklisch einen höheren Strom und dann ganz wenig. Also einen Kondensator laden und mit Uhrwerk entladen. Dann die Ladung messen wenn über z.B. 100k den Kondensator wieder aufgeladen wird. So kannst Du den Strom etwas länger messen. Sonst digitalen Oszi benutzen.
Um da eine näherung zu bekommen, würde ich einen 1R Widerstand zwischen Uhr und Batterie klemmen, dann den Spannungsverlauf über den Widerstand auf einem Oszylloskop aufzeichnen. I=U/R, damit ist der fließende Strom schnell bestimmt. Wenn Du dann die Leistungsaufnahme der Uhr haben willst musst Du halt U[uhr]=U[bat]-U[R] berücksichtigen. Je nach Werk kann es sein, dass Du einen kleineren Widerstand nehmen musst, Shunts gibt es zudem auch genauer als einfache Widerstände, aber zu einem höheren Preis. Gruß Ulrich
> einen 1R Widerstand
Wir wissen natürlich nicht, ob es Turmuhr oder eine Armbanduhr ist...
oszi40 schrieb: > Wir wissen natürlich nicht, ob es Turmuhr oder eine Armbanduhr ist... Turmuhr würde ich mal ausschließen: > Herauskommen sollte eigentlich etwas im mA oder uA
Ulrich P. schrieb: > Um da eine näherung zu bekommen, würde ich einen 1R Widerstand > zwischen > Uhr und Batterie klemmen, dann den Spannungsverlauf über den Widerstand > auf einem Oszylloskop aufzeichnen. I=U/R, damit ist der fließende Strom > schnell bestimmt. Wenn Du dann die Leistungsaufnahme der Uhr haben > willst musst Du halt U[uhr]=U[bat]-U[R] berücksichtigen. > > Je nach Werk kann es sein, dass Du einen kleineren Widerstand nehmen > musst, Shunts gibt es zudem auch genauer als einfache Widerstände, aber > zu einem höheren Preis. > > Gruß > Ulrich Kleinen Einspruch , euer Ehren! :-) Die meisten Uhrwerke haben einen Stromverbrauch im µA-Bereich. Und bei einem 1R-Widerstand würdest du dann nur 1µV messen. Kann dein Oszilloskop das? Wird vermutlich schon eng. Und mit einem noch kleineren Widerstand hast du dann noch weniger Spannung für das Oszilloskop... Ich würde dann doch zu einem größeren Widerstand raten. Aber das hängt wie gesagt vom Uhrwerk bzw. desses Stromaufnahme ab.
Dicken Elko in die Uhrenschaltung, und ein Amperemeter zwischen Batterie und Schaltung. Der Elko glättet da schon den Stromfluß, wenn in der Uhrenschaltung Schwankungen z.B. Schaltimpulse sind.
Ich schätze mal, dass bei einer solch geringen Stromaufnahme die R/C Messung nicht funktioniert. Du kannst ja nicht einen beliebig großen Widerstand in Reihe schalten. Um aber Spannung zu messen muss auch Spannung abfallen.
Peter II schrieb: > Turmuhr würde ich mal ausschließen: Ist die Uhr, die ein Türmer umhat, eigentlich eine Turmuhr?
Harald Wilhelms schrieb: > Ist die Uhr, die ein Türmer umhat, eigentlich eine Turmuhr? Eher eine Türmer-Uhr, und damit sind wir schon wieder bei µA :-)
Amateur schrieb: > Ich schätze mal, dass bei einer solch geringen Stromaufnahme die R/C > Messung nicht funktioniert. > Du kannst ja nicht einen beliebig großen Widerstand in Reihe schalten. > Um aber Spannung zu messen muss auch Spannung abfallen. wenn es nur ein paar mA sind, kann er doch auch eine 100k Widerstand nehmen. Der Kondensator puffert doch mal der Strom kurzzeitig gezogen wird.
ich schrieb: > Kleinen Einspruch , euer Ehren! :-) > Die meisten Uhrwerke haben einen Stromverbrauch im µA-Bereich. Während des Impulses für den Motor sind das schon einige mA. Deshalb auch mein Vorschlag, beides getrennt zu messen. Welcher Verbrauch nun höher ist, der der Elektronik oder der des Motors, weiss ich auch nicht. Gruss Harald
Die Messung mit RC Glied als Puffer ist vermutlich schon der Richtige Weg. Von der Größenordnung wird man mit dem Widerstand wohl in den Beireich 10 K gehen können, ohne das die Spannung zu sehr einbricht. Für die Zeitkonstante sollte man eher mehr als 1 Sekunde haben. Also etwa 10 K Ohm und etwa 220 µF - 1000 µF. Den Leckstrom des Elkos muss man ggf. noch abziehen. Für die Messung braucht man auch etwas Geduld (ein paar Minuten) - es dauert halt einige Zeitkonstanten bis der Strom zum Laden des Elkos abgeklungen ist.
Peter schrieb: > reagierte das Multimeter einfach nicht schnell genug. Wieso schnell genug ? Du musst doch den Mittelwert des Stromverbrauchs über mehr als 1 Sekunde bilden, sonst nütztz dir das doch nichts. Dazu muss man ein möglichst träges Multimeter haben. Seit froh, wenn das Multimeter langsam misst. Mach es noch viel langsamer (eigener shunt, RC-Glied, Spannung messen). Es sei denn, du willst den Spitzenstromverbrauch wissen der nötig ist um den Sekundenzeiger zu bewegen.
ich schrieb: > Ulrich P. schrieb: >> Um da eine näherung zu bekommen, würde ich einen 1R Widerstand >> zwischen > Kleinen Einspruch , euer Ehren! :-) > Die meisten Uhrwerke haben einen Stromverbrauch im µA-Bereich. Und bei > einem 1R-Widerstand würdest du dann nur 1µV messen. Kann dein > Oszilloskop das? Wird vermutlich schon eng. Und mit einem noch kleineren > Widerstand hast du dann noch weniger Spannung für das Oszilloskop... > Ich würde dann doch zu einem größeren Widerstand raten. > Aber das hängt wie gesagt vom Uhrwerk bzw. desses Stromaufnahme ab. Ja ja, mit so viel Grippemitteln im Kopf sollte man nicht öffentlich posten. Der aktive Differenztastkopf kommt mit den µV wunderbar klar, aber das hat man normalerweise nicht zu Hause herum liegen. Ein größerer Widerstand ist natürlich richtig. Aber es fehlt die Info, was für ein Uhrwerk wirklich vermessen werden soll. Gruß Ulrich
Ulrich P. schrieb: > Ja ja, mit so viel Grippemitteln im Kopf sollte man nicht öffentlich > posten. Der aktive Differenztastkopf kommt mit den µV wunderbar klar, > aber das hat man normalerweise nicht zu Hause herum liegen. Ein größerer > Widerstand ist natürlich richtig. Aber es fehlt die Info, was für ein > Uhrwerk wirklich vermessen werden soll. > Da scheint momentan wirklich irgendwas die Runde zu machen. Die Hälfte der Kollegen hat's erwischt... Na dann gute Besserung! Wenn man so einen Tastkopf hat, ist das schon toll. Aber den wollte ich mir bis jetzt noch nicht leisten ;-) Und schauen wir mal, was noch für Infos kommen... mfg
Ich weiß leider nicht genau welchen Dynamik-Bereich du abdecken willst. Aber es könnte mit Oszilloskop und einer Schaltung (wie z.B. im µCurrent [1],[2] eingesetzt) klappen. Da die Bauteile (die Dave verwendet) recht schwer zu finden sind, habe ich mir so etwas ähnliches mit einem INA114 aufgebaut. Du brauchst dazu wirklich nicht mehr viel an externer Beschaltung. Nur einen Widerstand um die Verstärkung einzustellen, einen Shunt und eine Versorgungsspannung (z.B. 2x 9V Block). Liebe Grüße, Lui [1] http://www.eevblog.com/projects/ucurrent/ [2] http://alternatezone.com/electronics/ucurrent/uCurrentArticle.pdf
Angehängte Dateien:
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schaltung.png
7 KB
Vielen Dank für die zahlreichen Vorschläge. Leider hab ich überhaupt keinen Plan von Elektronik. Das Messen von Spannung und Stromstärke krieg ich gerade so noch hin aber mehr nicht. Ich kann leider auch keine Differentialgleichungen lösen und wenn ich mir den Artikel zum "RC-Glied" auf Wikipedia durchlese, kapier ich garnichts. Schön hätte ich ein Gerät gefunden, welches mir einfach den Wert ausspuckt. Das bereits gekauft Multimeter könnte ich auch zurückschicken und was anderes kaufen. Wilhelm F. schrieb: > Dicken Elko in die Uhrenschaltung, und ein Amperemeter zwischen > Batterie > und Schaltung. Der Elko glättet da schon den Stromfluß, wenn in der > Uhrenschaltung Schwankungen z.B. Schaltimpulse sind. Das klingt so, als ob die Umsetzung ziemlich einfach wäre. Welchen Elko müsste ich denn kaufen und wie anschliessen? So wie im Anhang oder ist das totaler Quatsch? Achso es geht um Quarzwerke für Wecker und ich denke mal der Bereich ist 10uA bis 3mA oder so.
Ich würde zu einer Lösung wie sie Peter Luidolt vorgeschlagen hat raten.
Bei der angegebenen Schaltung bleibt die Uhr sehr bald stehen. Natürlich abhängig von der Größe des Kondensators. Möglicherweise geht es mit einem sehr guten, und nicht zu kleinen, Kondensator (sehr geringe Selbstentladung). Diesen tankt man/frau auf, lässt die Uhr ein paar Sekunden laufen. Dann misst man die Restspannung, holt den Grübler auf den Desktop oder aus der Schublade, und schaut nach wie stark das Teil abgenommen hat. Natürlich sollte man das Ganze zügig durchziehen.
Peter schrieb: > Wilhelm F. schrieb: >> Dicken Elko in die Uhrenschaltung, und ein Amperemeter zwischen >> Batterie >> und Schaltung. Der Elko glättet da schon den Stromfluß, wenn in der >> Uhrenschaltung Schwankungen z.B. Schaltimpulse sind. > > Das klingt so, als ob die Umsetzung ziemlich einfach wäre. Welchen Elko > müsste ich denn kaufen und wie anschliessen? Den Kondensator direkt parallel ans Uhrwerk, dort wo normalerweise die Batterie drin steckt. Das Multimeter dann zwischen Batterie und Uhrwerk. Bau doch mal eine Schaltung in LTspice auf, die stark unterschiedliche Ströme zieht. Z.B. einen Multivibrator mit zwei CMOS-Invertern und einer Blink-LED dran. Ein Multivibrator, der nur bei LED=ON viel Strom zieht, und bei LED=OFF nicht. Da sieht man den Stromverlauf aus der Batterie doch dann. Ich habe hier solch eine Blinkschaltung liegen, und wenn da der Pufferkondensator gering ist, pendelt der Strom am Amperemeter mit dem Blinken natürlich gewaltig, und ist nicht vernünftig ablesbar. Z.B. wenn das Blinken schneller ist als die Meßzyklen vom Multimeter. Mit der Größe des Pufferkondensators werden die Ströme aus der Batterie aber immer gleicher, glatter, flacher. Das ist wie beim Ripple aus einem Netzteil, was man dämpfen möchte. Im einfachsten Fall macht man das ja mit einem großen Ladeelko. Vielleicht habe ich weiter oben auch was falsch verstanden, und der Strom kann nicht mit einem Amperemeter in der Leitung gemessen werden, sondern indirekt über einen Differenzverstärker. In diesem Falle braucht man natürlich einen reichlich kleinen Meßwiderstand in der Zuleitung. Widerstand hat aber ein Amperemeter auch, besonders in kleinen Strommeßbereichen. Wichtige Grundbegriffe zur Messung sind noch Fehlerspannungs- bzw. Fehlerstrommessung. Elko kaufen: Bei so winzigen Strömen würde ich den größtmöglichen Folienkondensator kaufen, z.B. 10µF, um Leckströme eines Elkos ganz zu eliminieren.
Die Messung geht am ehesten noch mit dem Kondensator / Widerstand. Nur mit Kondensator wird eher nicht ausreichen - für eine ausreichende Filterung braucht man wohl schon noch einen Widerstand in Reihe zum Strommessgerät. Ob man einen Elko oder Folienkondensator nimmt ist so eine Sache: Mit 10 µF (wenn möglich auch größer, wird aber oft relativ teuer) Folienkondensator muss halt der Widerstand (in Reihe zum Strommessgerät) relativ groß werden - halt so etwa 100 K. Damit sinkt die Spannung an der Uhr auch etwas. Für eine sehr sparsame Uhr geht das, ein Wecker für AA Batterien wird ggf. schon schlecht. Mit einem Elko hat man mehr Leckströme, aber man kann sich auch 100 µF (kein low ESR Typ wegen des Leckstromes) und 10 K leisten, für viel Strom auch mit 1000µF und 1 K (da reicht dann ggf. schon der 200µA Bereich am DMM). Hier hat man ggf. Probleme durch den Leckstrom (sollte aber auch unter 1 µA bleiben). Wenn das Multimeter keine so kleinen Ströme messen kann, kann man statt dessen die Spannung am Widerstand messen. Für die Messung recht volle Batterien verwenden, damit die Spannung eher an der oberen Grenze ist.
Hi, zu den Ausführungen der Vorredner kann ich zustimme, das ist einen Versuch wert. Zur Auslegung würde ich noch ergänzen: der Widerstand wird so um die 100k betragen müssen. Meine Armbanduhr lief rund 5Jahre mit einer Batterie, das würde bei den üblichen Knopfzellen einem Stromverbrauch von um die 1µA im Mittel entsprechen. Da wären 100k 100mV, das kann man ganz gut messen. Einfach etwas mit den Werten spielen. Die Kapazität kann man dann mit 100µF nehmen, das gäbe eine Zeitkonstante von 10s was bei 1s Impulsrate der Uhr schon recht gut funktionieren sollte. Leckströme: Man ruhig auch ein billigen Elko mit höheren Leckströmen nehmen, die muss man dann eben herausrechnen. D.h. zuvor diese Schaltung ohne Uhr betreiben, Spannung am R messen--> Messwert für den Parallelwiderstand, den man für den ELKO annehmen muss. Auf die Temperatur achten, die sollte bei beiden Messungen etwa gleich sein. Die normale Zimmertemperatur ist genau genug. Im übrigen wirds keine Präzisionsmessung, weil die Lager der Uhr (Stellung der Zeiger) sicher eine Rolle spielt, zusätzlich muss man noch die Stunden / Minutenzeiger berücksichtigen. Das Ergebnis sollte aber brauchbar sein.
Peter schrieb: > Vielen Dank für die zahlreichen Vorschläge. Leider hab ich überhaupt > keinen Plan von Elektronik. ...und warum willst Du dann unbedingt den Stromverbrauch wissen? Wie Du den vielen Beiträgen entnehmen kannst, ist das Problem nicht ganz trivial. Da muss man teilweise seinen Versuchsaufbau während der Messungen den Bedingungen anpassen und dazu braucht Grundkenntnisse der Elektronik. Nicht ohne Grund haben die meisten Elektroniker eine jahrelange Ausbildung hinter sich... Gruss Harald
Messe den Spulenwiderstand und die Pulslänge. Dann kannste rechnen, fertig. Den Verbrauch des Chips zu erfahren ist sinnfrei, der ist fast Null.
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