Hallo, kann ich mit einem Trafo im Verhältnis 1:1 Spannungen "trennen"? Ich möchte gerne kleine Wechselspannungen messen, die ich zuvor aus großen Spannungen und Strömen erzeugt habe - also einmal über einen Shunt und die Spannung über einen Spannungsteiler. Zur Messung des Stroms kann ich alternativ auch einen Hallsensor oder eine Stromzange verweden, also könnte man das Problem so ein bißchen vereinfachen. Die Spannung soll dann an einem AD-Wandler angeschlossen werden - aber nicht dierekt bzw. indierekt über den Spannungsteiler, sondern vorher nochmal "getrennt" werden. Es gibt ja kleine Trafos, die auf beiden Seiten die gleiche Wicklungszahl haben. Meine Idee wäre zunächst, eben einen solchen kleinen Trafo zu benutzen. Ich habe aber Angst, dass ich mir durch die Induktion in dem Trafo mein Signal irgendwie noch weiter verändern könnte. Wenn ich z.B. von einem Gerät die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung messen möchte und es dann auf Grund von den Umwandlungsprozessen innerhalb des Trafos nochmals zu einer (wahrscheinlich unbekannten) Verschiebung meines Signals kommt, dann könnte das den Messaufbau in unangenehmer Weise beeinflussen. Könnte ich auch einen Spannungs-Frequenz-Wandler (2mal) verwenden, schicke dann ein Signal durch einen Trafo, um die Frequenz durch den Trafo zu senden, oder würde auch die Frequenz durch den Trafo beeinflusst werden? Eine andere Methode wäre auch noch, einfach die Spannung mit einem ADC zu messen, das Signal durch einen Optokoppler senden, damit es galvanisch getrennt ist - diese Möglichkeit geht aber nicht, weil ich an meiner Messaparatur viele Anschlüsse habe, um Spannungen zu messen und die dann in den Anzeigen kalibrieren und mit Faktoren einstellen kann. Ich müsste dann das Signal des ADCs verarbeiten, was ich nicht will. Oder ginge auch auf der einen Seite ein ADC, dann je nach Bitbreite entsprechend viele Optokopller und auf der anderen Seite ein gleichwertiger DAC, der dann so galvanisch getrennt eine aequivalente Spannung erzeugt? Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet, würde ich mich sehr darüber freuen.
》Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet, würde ich mich sehr darüber freuen. Ja, erst einmal Luft holen, nachdenken, und sagen was erreicht werden soll. Die Frage, wie sie gestellt ist, erschliest sich mir nicht. Ausserdem scheinst Du die Lösung ja schon zu wissen. Also, was ist die Frage bzw das Problem?
Man schickt normalerweise keine Analogsignale direkt über einen
Übertrager ("Trafo 1:1"), außer in der HF-Technik. Für deine
Messtechnik-Anwendung: Meist wird das analoge Signal auf einen Träger
aufmoduliert (FM) und dann auf der anderen Seite wieder demoduliert oder
man nimmt ein Rechtecksignal und überträgt den digitalisierten Wert
(Information) in der Pulsweite dieses Rechtecksignals (PWM). Für
letzteres muss man den analogen Wert digitalisieren (ADC) und dann evtl.
auf der anderen Seite wieder analog wandeln mit einem DAC. Dann kann man
natürlich auch über einen / mehrere Optokoppler nachdenken (z.B. SPI
über Optokoppler).
Ein Trafo funktioniert nur für Wechselspannungen in einem zum Trafo
passenden Frequenzbereich.
Gleichspannungen kannst du damit nicht galvanisch trennen.
Um eine Gleichspannung galvanisch getrennt zu messen, kann man eine
Kondensator an einem Doppelumschalter verwenden:
+------o o-------+
| \ |
| \ |
o o |
| |
Spannung Kondensator Messgerät
| |
o o |
| / |
| / |
+------o o-------+
Der Umschalter muss die beiden linken Kontakte trennen bevor er zu denr
echten Kontakten schliesst, das kann ein 2 x um Relais sein.
Wenn die zu messende Spannung doch einen Bezug zum Messgerät hat auch
ein Analogumschalter.
Geht das nicht, muss man die zu messende Spannung in eine
Wechselspannung umwandeln, (Oszillator, Ausgangsspannungshöhe abhängig
von Versorgungsspannung) dann über eine Trafo schicken, und kann an der
anderen Seite des Trafos die Höhe der Wechselspannung messen. Da das
aber schnell ungenau wird, ist es besser, nicht die absolute Höhe der
Spannung zu übertragen, sondern sie in eine Frequenz (U/F Wandler wie
LM331) zu wandeln und die Frequenz zu messen. Dann geht statt einem
Trafo auch ein Optokoppler. Oder gleich per A/D-Wandler messen nnd dann
über den Optokoppler den digitalen Messwert übertragen.
>Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet, Prinzipiell gibt es 1000e Möglichkeiten, aber ohne Frequenzbereich-Angabe eigent. konkret nicht möglich. >Wenn die zu messende Spannung doch einen Bezug zum Messgerät hat .. dann gibt es aber nichts zu trennen
132 schrieb: > Man schickt normalerweise keine Analogsignale direkt über einen > Übertrager ("Trafo 1:1"), außer in der HF-Technik. Das heißt also, dass Tausende professioneller Studiomischpulte der völlige Schrott seien?
> Man schickt normalerweise keine Analogsignale direkt über einen > Übertrager ("Trafo 1:1"), außer in der HF-Technik. Alle Spannungen sind analog, erst recht bei Audio(Mischpulten oder ELA-Übertrager).
Anfänger schrieb: > kann ich mit einem Trafo im Verhältnis 1:1 Spannungen "trennen"? Ja, aber nur AC > Ich > möchte gerne kleine Wechselspannungen messen, die ich zuvor aus großen > Spannungen und Strömen erzeugt habe - also einmal über einen Shunt und > die Spannung über einen Spannungsteiler. Zur Messung des Stroms kann ich > alternativ auch einen Hallsensor oder eine Stromzange verweden, also > könnte man das Problem so ein bißchen vereinfachen. öhm Frage? Man könnte auch grosse Spannungen mit einem Trafo 10:1 herunterwandeln und dann den Spannungsteiler weg lassen (wird/wurde im Hochstrom- Hochspannungsbereich so gemacht). Das selbe für den Strom. > Die Spannung soll dann an einem AD-Wandler angeschlossen werden - aber > nicht dierekt bzw. indierekt über den Spannungsteiler, sondern vorher > nochmal "getrennt" werden. Deine Strecke sieht dann so aus: AC->"Trennung"->Spannungsteiler->"Trennung"->ADC Wozu? Die 2. Trennung bringt dir absolut nichts (ausser noch mehr Probleme). > Es gibt ja kleine Trafos, die auf beiden Seiten die gleiche > Wicklungszahl haben. Meine Idee wäre zunächst, eben einen solchen > kleinen Trafo zu benutzen. Ich habe aber Angst, dass ich mir durch die > Induktion in dem Trafo mein Signal irgendwie noch weiter verändern > könnte. Wenn ich z.B. von einem Gerät die Phasenverschiebung zwischen > Strom und Spannung messen möchte und es dann auf Grund von den > Umwandlungsprozessen innerhalb des Trafos nochmals zu einer > (wahrscheinlich unbekannten) Verschiebung meines Signals kommt, dann > könnte das den Messaufbau in unangenehmer Weise beeinflussen. Wieso unbekannt? Die Trafos haben ein Rs, und ein Zl (für die entsprechende Frequenz). Also kannst du die Impedanz ausrechnen und schon ist die ganze Strecke bekannt. > Könnte ich auch einen Spannungs-Frequenz-Wandler (2mal) verwenden, > schicke dann ein Signal durch einen Trafo, um die Frequenz durch den > Trafo zu senden, oder würde auch die Frequenz durch den Trafo > beeinflusst werden? Ähm was jetzt? Hast du ein AC Signal, dass du über einen ADC schicken möchtest oder möchtest du aus einem DC Signal eine Frequenz machen (was auch immer für eine)? Und wieso wieder die 2 Trennungen? > Eine andere Methode wäre auch noch, einfach die Spannung mit einem ADC > zu messen, das Signal durch einen Optokoppler senden, damit es > galvanisch getrennt ist - diese Möglichkeit geht aber nicht, weil ich an > meiner Messaparatur viele Anschlüsse habe, um Spannungen zu messen und > die dann in den Anzeigen kalibrieren und mit Faktoren einstellen kann. > Ich müsste dann das Signal des ADCs verarbeiten, was ich nicht will. Optokoppler eignen sich nicht für AC (ausserdem haben sie beschränkte Bereiche. Da dein AC Signal nicht definiert ist, denke ich nicht, dass ein Optokoppler die Lösung ist). Ausserdem, was willst du überhaupt? Jetzt kommt schon wieder etwas undefinierbares... Normalerweise sehen die Strecken so aus: Eingang->"Trennung"->Analoges Zeug->uC->Anzeigen oder uC->sonst noch was->Trennung->Ausgänge. > Oder ginge auch auf der einen Seite ein ADC, dann je nach Bitbreite > entsprechend viele Optokopller und auf der anderen Seite ein > gleichwertiger DAC, der dann so galvanisch getrennt eine aequivalente > Spannung erzeugt? Was bitte ist eine Bitbreite? 1m, 10mm 1km? Jetzt sieht deine Strecke plötzlich so aus: Irgendwas->Optokoppler->ADC->Irgendwelche Umwandlung->DAC->Ausgabe Mein Gott, ganz schön verwirrend!!! > Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet, würde ich mich sehr darüber > freuen. JA, BITTE denke nach, bevor du irgendwelche Worte zu sinnlosen Sätzen zusammensetzt und dann wechselst du bei jedem Absatz noch die Ausgangslage oder hast Gedankensprünge drin, die niemand nachvollziehen kann. -Was hast du für Eingangssignale (AD/DC, Frequenz, Amplituden...)? -Was willst du als Ausgabe (Anzeige, Analogwerte,...)? -Wie möchtest du die grosse unbekannte Box dazwischen realisieren, und was soll diese können? OT: Sorry, aber ich kenne Leute die im Schlaf sprechen und noch sinnvolle "Geschichten" zustande bringen. Aber das hier...
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Bearbeitet durch User
Trenne einfach den ADC auf seiner Digitalseite und fertig. Damit kannst du mit dem ADC das zu messende Signal direkt messen, ohne Beeinflussungen befürchten zu müssen. Das digitale Signal zwischen ADC und µC wird dann galvanisch getrennt (da gibts ICs dafür mit unterschiedlich vielen Kanälen, die haben oft sogar noch einen 1:1 DC-Wandler drin für die Stromversorgung des ADC) und damit ist das ganze eine saubere Sache.
npn schrieb: > (da gibts ICs dafür mit unterschiedlich vielen Kanälen, die haben oft > sogar noch einen 1:1 DC-Wandler drin für die Stromversorgung des ADC) Z.B. von Analog Devices die Baureihe ADUM. Man sollte aber unbedingt die Applikationshinweise zum Thema Leiterplattenlayout und EMV beherzigen.
Der Transformator geht nur für Wechselspannung. Für die Strommessung (vor allem Netzfrequenz) ist eine Trennung gar nicht so selten - das nennt sich dann Stromwandler, und der Shunt kommt dann auch auf die Sekundärseite. Der Transformator ist dann auch nicht 1:1, sondern eher mit einer Windung Primär und vielen Sekundär. Die Übertragung ist nicht perfekt, aber doch schon relativ gut. Für die Spannungsmessung ist der Transformator eher nicht so gut geeignet - vor allem nicht hinter einem Teiler. Wenn überhaupt dann mit einem Transformator der Primär direkt die zu messende Spannung sieht. So wirklich hochohming sind halt Transformatoren eher nicht. Spannungsfrequenzwandler sind möglich, es gibt aber auch noch andere Wege, wie ADC/DAC oder auch ein Brücke mit Kapazitätsdioden, die über Transformatoren ausgelesen wird. Es halt auch auf den Messbereich, die Frequenzen und Anforderungen an.
Patrick B. schrieb: > OT: > Sorry, aber ich kenne Leute die im Schlaf sprechen und noch sinnvolle > "Geschichten" zustande bringen. Aber das hier... Dito. Bei digitaler Signalverarbeitung liefert unisoliertes Messen und nachfolgendes Trennen im Regelfall die beste und reproduzierbarste Perfomance.
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