Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Milliohm-Meter, einfach, gut


von Hermann (Gast)


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Nachdem ich einige aufwendige Schaltungen für Milliohm-Messung studiert 
habe, wollte ich wissen, ob es nicht auch einfach geht. Also habe ich 
einen Prototyp aufgebaut, der über einen Verstärker den Wert direkt auf 
einem DVM anzeigt. Das Ergebnis hat mich so überzeugt, dass ich es 
gleich ohne Änderung in ein Gehäuse gebaut habe. Deshalb möchte ich Euch 
das Ergebnis mal vorstellen. Geachtet habe ich auf:
- saubere Trennung von Konstantstrom- und Messkreis
- sauberer Sternpunkt für Masse
- Abgleich des Nullpunkts
- Kompensation der Temperaturdrift
- Kelvin-Klemmen (gab es spottbillig bei ebay)
Die Schaltung:
- 9V-Bat und 79L05 für +5V und -4V. Konstantstrom von 10mA mit 4k7
- -4V für Versorgung des DVM und der OP
- 1. OP als Differenzverstärker, 2. OP für Restverstärkung auf 2V für 2 
Ohm
- Temp-Kompensation empirisch ermittelt mit Föhn und 2*20k-NTC aus altem 
AkkuPack
- DVM potentialgebunden! angeschlossen, dazu den internen Spg-Teiler von 
27k auf 51k geändert und an +5V gehängt. Wie und warum das geht habe ich 
beschrieben in
Beitrag "Re: Mehrere digitale Panelmeter mit 9 Volt versorgen"

Erst jetzt nach 8 Monaten ist der Null- und Endpunkt um 2mOhm gedriftet, 
weil die Batterie um 1V abgesackt ist. Mit einer frischen Batterie ist 
alles wieder stabil und meine Messwiderstände zeigen immer noch die 
gleichen Werte. Da der Aufbau ziemlich unkritisch und einfach ist, kann 
ich den Nachbau nur empfehlen.
Gruß Hermann

von MaWin (Gast)


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Wenn du COM an sw anschliesst statt an sw/ws könntest du den 
Differenzverstärker sparen.

Auch sind 2V Panelmeter unüblich, üblich wären 200mV was die notwendige 
Verstärkung gleich um 10 reduziert, man käme dann mit einem OpAmp aus.

Der eine OpAmp könnte direkt Offset-Einstellungs-Anschlüsse haben oder 
gleich ein zero drift wie LTC1152.

Oder man nutzt den ICL7106 direkt ratiometrisch

 +9V +9V
  |   |
 4k7 470R
  |   |
  +---(---- REF HI
  |   |
  |   +----+--+-- IN HI
  |   |    |  |
 10R  Rx   V  ^   (2 Ohm Bereich, 1mOhm Auflösung)
  |   |    |  |
  |   +----+--+-- IN LO
  |   |
  +---(---- REF LO
  |   |
 4k7 470R   COM (n.c.)
  |   |
 GND GND

statt 100mV hat er nur 10mV Referenzspannung, das schlägt sich auf 
Linearität und Genaugkeit, aber vermutlich weniger als externe OpAmps 
und Spannungsregler.

V und ^ sind 2 antiparallele 1N4148 als Schutzdioden.

von Sabro (Gast)


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Bei einem Ohm Meter waere es mir wichtig mit hinreichend kleiner 
Spannung auf das Messobjekt zu gehen, sodass nichts kaputt geht. 
Bevorzugt kleiner 700mV.

von Hermann (Gast)


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Dies ist natürlich nur EINE Lösung und es gibt bestimmt noch 
Verbesserungen.
MaWin schrieb:
> Wenn du COM an sw anschliesst
So schnell leuchtet mir das nicht ein: ich wollte Konstantstrom und 
Messzweig sauber trennen. Wenn COM auf sw liegt, hängt die Schaltung bei 
offenen Klemmen ohne Masse in der Luft oder ich habe keine 
4-Leiter-Messung mehr - vielleicht hast Du es auch anders gemeint.

MaWin schrieb:
> Auch sind 2V Panelmeter unüblich

Das ist nur ein 10/1 Spg-Teiler, der auf jedem DVM vorgesehen ist.

MaWin schrieb:
> man käme dann mit einem OpAmp aus

Mit dem Differenzverstärker wollte ich die Spg-Abfälle an den 
Strom-Strippen sauber ausblenden und die getrennte Kompensation von 
Offset und Temp schien mir zweckmäßig.

MaWin schrieb:
> OpAmp könnte direkt Offset-Einstellungs-Anschlüsse haben

Sicherlich könnte man einen OP sparen. Für den ursprünglichen Prototyp 
habe ich genommen was ich so vorrätig hatte.
Aber Deine Vorschläge sind sicherlich gut.

von Hermann (Gast)


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Sabro schrieb:
> mit hinreichend kleiner
> Spannung auf das Messobjekt zu gehen

Bei max 2 Ohm sind es 20mV. In einer Schaltung zu messen ist ja meistens 
fehlerbehaftet. Wenn man dort den Milli-R nicht erwischt, können es 5V 
werden. Aber das läßt sich leicht abwandeln.

von MaWin (Gast)


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Daher arbeiten beide mit 10mA = 20mV bei Vollausschlag.

Falls der Widerstand natürlich deutlich mehr als 10 Ohm hat,
liefert Hermanns 5V und meine 0.6V.

von MaWin (Gast)


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Hermann schrieb:
> Wenn COM auf sw liegt, hängt die Schaltung bei
> offenen Klemmen ohne Masse in der Luft

Das macht bei offenen KLemmen nichts.

Du hast halt gefargt,

> ob es nicht auch einfach geht

und die 5 Widerstände (und 2 Schutzdioden) sind wohl einfach.

Man müsste nur überlegen (oder ausprobieren), welche Präzision man 
herausholen kann. So wie ich das sehe, kommt es weder auf die absoluten 
Widerstandswerte noch deren Toleranz oder Tempkoeff an, so lange das 
Verhältnis 1:10 (oder ein beliebig anderes Verhältnis) möglichst exakt 
gewahrt bleibt. Das muss aber auf 0.002% genau bleiben, wenn man 1mOhm 
exakt haben will.

von Hermann (Gast)


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MaWin schrieb:
> Falls der Widerstand natürlich deutlich mehr als 10 Ohm hat,
> liefert Hermanns 5V und meine 0.6V

Ja, das ist doch die Lösung: einfach eine Diode spendieren. Werde ich 
gleich einbauen.

MaWin schrieb:
> Oder man nutzt den ICL7106 direkt ratiometrisch

Habe ich beim ersten Lesen gar nicht gerafft: direkt den ICL7106 über 
Vref=10mV zu verwenden. Das wäre ideal. Allerdings muss man Linearität 
und Stabilität erst mal prüfen. Im Datenblatt ist zwar angegeben, dass 
man statt 100mV auch 1V nehmen kann, aber von weniger als 100mV habe ich 
nichts gefunden. Und wenn ich mir die DVM angucke - man muss ja alles 
zerlegen, um da dran zu kommen. VrefLo findet man gar nicht bei den 
IC-Klecksen, den muss man von Masse trennen und irgendwie nach außen 
bonden. Schafft man wahrscheinlich nur bei den uralten mit 40-Pin-DLL.

von Ulrich H. (lurchi)


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Bei deutlich weniger als 100 mV muss man beim ICL7106 ein paar kleine 
Abstriche machen, aber noch nicht wirklich viel. Man sollte den 
Integrationswiderstand vermutlich anpassen (kleiner machen). So weit ich 
mich erinnere geht es dann runter bis etwa 10 µV Fehler - der 20 mV 
Bereich ist also schon etwas Grenzwertig, geht aber noch. Das ähnliche 
4,5 stellige IC (7135) kann schließlich auch 10 µV auflösen.

Der andere Punkt ist, dass man mit Gleichstrom ggf. Thermospannungen als 
Fehlerquelle bekommt. Mit einem etwas besseren OP als dem TLC272 sollte 
man auf den extra Temperaturabgleich verzichten können.

von 0815 (Gast)


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Ehrlich gesagt: schade um die Arbeit. Es geht ganz simpel und viel 
besser mit einem LM317 als Stromquelle geschaltet, dafür dann aber 
echten 4leiter-Anschluss. Idealerweise natürlich auf 1A eingeregelt. Es 
sind nur 3 oder 4 Bauteile nötig, und das Messergebnis ist hochgenau.

von Hermann (Gast)


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Ulrich H. schrieb:
> mit Gleichstrom ggf. Thermospannungen als
> Fehlerquelle

Wo sollen Thermo-Spg entstehen? Beim Stomzweig spielt das keine Rolle. 
Beim Messzweig heben die sich auf (Gold/Cu--Cu/Gold). Innerhalb der 
Schaltung wird alles abgeglichen. Oder was habe ich übersehen?

von Ulrich H. (lurchi)


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Thermospannunge können etwa am zu messenden Widerstand entstehen, wenn 
die Übergängt Kupfer auf Widerstandsmaterial nicht auf der gleichen 
Temperatur sind. Bei 10 mA hält sich die Erwärmung normal aber noch in 
Grenzen. Kupfer gegen Konstantan gibt immerhin etwa 40 µV/K : d.h. 1 
Grad Temperaturdifferenz (etwa vom festhalten an einer Seite mit den 
Fingern) bringen einen Fehler von rund 40 µF oder rund 4 mOhm. Auch der 
470 Ohm Widerstand der den Strom festlegt ist eine merkliche Wärmequelle 
(ca. 50 mW), die einen der Widerstände am Verstärker einseitig aufheizen 
kann.
Es geht mit Gelichstrom und kleinen Spannungen, aber man sollte halt 
schon aufpassen und das Layout entsprechend vorsichtig gestalten.

Wenn man es einfach über einen hohen Strom macht, wird es dagegen bei 
z.B. 1 Ohm schon ein Problem: bei 1 W ist es normal das der Widerstand 
recht heiß werden kann, ggf. auch zu hieß, und da kommt dann ggf. auch 
eine merkliche Thermospannung zusammen. Da die Leistung (und damit auch 
in etwa die daraus folgenden Temperaturdifferenzen) quadratisch mit dem 
Strom geht wird es halt bei mehr Strom schlechter, nicht besser.

von MaWin (Gast)


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0815 schrieb:
> und das Messergebnis ist hochgenau.

Mit einem LM317? You must be kidding.
Selbst wenn man die 1.2 bis 1.3V Toleranz wegkalibriert, hast du den 
Nachteil von 2 getrenntennReferenzen, eine für den Strom und eine andere 
für den A/D-Wander, noch nicht verstanden. Zumal 1A alles andere als 
eine kluge Wahl ist.

von Hermann (Gast)


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Ulrich H. schrieb:
> wenn
> die Übergängt Kupfer auf Widerstandsmaterial nicht auf der gleichen
> Temperatur sind

Das ist natürlich richtig, halte ich aber für akademisch. Habe ich auch 
schon ausprobiert (Gold auf R-Draht):
- mit der Hand auf einer Seite erwärmt schaffe ich kein Milli-Ohm
- mit dem Lötkolben bei 380 Grad 10sec auf einer Seite bringt 10 
Milliohm
- der 470 Ohm hat 50ppm, das könnte man verbessern
Darüber nachzudenken ist schon wichtig. Aber in der Praxis ist das 
vernachlässigbar.

von 0815 (Gast)


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MaWin schrieb:
> Zumal 1A alles andere als
> eine kluge Wahl ist.

Stimmt, 10A wären besser.

MaWin schrieb:
> Selbst wenn man die 1.2 bis 1.3V Toleranz wegkalibriert

Welche Toleranz? Er will doch mit dem Teil nicht in Serie gehen? 
Entweder stellt man die Ausgangsspannung des LM317 nach Bedarf ein (z.B. 
1,5V für einen 1R5), oder (besser) man legt ihn auf Mindestspannung, und 
bringt den Strom über 2, 3 parallele Widerstände auf Maß.
Auf jeden Fall ist solch ein Milliohmmeter deutlich genauer als die 
geradezu hochkomplizierte Schaltung da oben. Und äußerst einfach. Wem 
der LM317 zu ungenau ist, der sucht halt nach was Hochwertigerem...
Wie man nur auf die Idee kommen kann, Milliöhme mit 10mA messen zu 
wollen. Dann kann man ja gleich die 1mA eines normalen Multimeters 
nutzen. Das ist ja gerade das Problem, niedrige Ströme sind dazu einfach 
ungeeignet. Hier erzählt man natürlich mal wieder was Anderes, MC.net 
halt...
Klar kann man auch mit 10µA messen, und dann zur Verstärkung alles 
auffahren, was LT und AD so Schönes zur Verfügung stellen...sinnvoll 
wird es damit nicht.
Allein...ein Milliohmmeter ohne Vierleiter? Ist doch jetzt kein Hit, da 
4 Buchsen dranzubasteln...

von Ulrich H. (lurchi)


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4-Leiter nutzt die Schaltung oben schon. Das ist nur bei den Klemmen 
nicht so gut zu sehen. 4 Getrennte Buchsen (oder 2 zu den Kabeln) wären 
aber schon sinnvoll.

Ein Strom von 10 mA ist durchaus ausreichend. Ein Auflösung von 10 µV 
beim Spannungsabfall ist noch relativ einfach machbar - es reicht normal 
auch 1 OP, die Schaltung ist da etwas umständlich. Insbesondere die 
Schaltung zum 7106 ist sehr einfach - sogar einfacher als die mit dem 
LM317. Der kleinere Strom halt vor allem Vorteils:
- Man bleibt deutlich unter 0,7 V mit der Spannung, wird also von einer 
parallelen Diodenstrecke kaum beeinflusst.
- Man beschädigt so schnell keine Teile, wenn man in einer Schaltung 
misst.
- Es geht noch mit Batterie
- Es gibt weniger Erwärmung in der Schaltung - und damit auch weniger 
Thermospannung und Drift
- es wird kein Hochleistungs-Widerstand (etwa 1,3 Ohm, >2 W, < 100ppm/K 
am LM317) benötigt

Viel weniger als 10 µV an Gleichspannung auflösen zu wollen wird dann 
aber schon anspruchsvoll. Da wäre dann eher niederfrequente 
Wechselspannung angesagt, auch dann kann man gut bei 1-10 mA bleiben.

Ein höherer Strom ist aber ggf. für eine Prüfung (etwa Schutzleiter) 
vorgeschrieben.

von 0815 (Gast)


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Ulrich H. schrieb:
> - Man beschädigt so schnell keine Teile, wenn man in einer Schaltung
> misst.

Tja, aber entsprechend "hochohmige" Widerstände kann man dann auch 
normal mit nem Multimeter messen. Von Interesse sind heutzutage doch 
eher Widerstände im ein- oder zweistelligen Millohmbereich (und deutlich 
weniger).

Ulrich H. schrieb:
> Es geht noch mit Batterie

Ist bei 1A auch locker der Fall. Natürlich dann nicht mit nem 
9V-Block...
Auch misst man Widerstände vielleicht 2 Sekunden lang, schon hat man den 
Wert.

Ulrich H. schrieb:
> es wird kein Hochleistungs-Widerstand (etwa 1,3 Ohm, >2 W, < 100ppm/K
> am LM317) benötigt

Dafür liegt der 1A Teststrom deutlich realitätsnaher an dem Stromwert, 
den der zu messende Milliohm-Widerstand im Einsatz auch trägt. In 99% 
der Fälle wäre das jedenfalls so.



OK, also doch 4leiter, das klingt natürlich schon besser. Bedeutet aber 
wiederum, daß die Trimmer da allein zur Ausmerzung der 
Unzulänglichkeiten der Verstärkerschaltung vonnöten sind....und das auch 
noch mit zweitklassigen OPs, gute Güte! Also so leid es mir tut: mein 
Ernst wäre diese Schaltung nicht.
Mit dem Spannungsregler als 1A-Stromquelle braucht man nie einen 
Nullabgleich. Weil das Meter die Millivolts direkt misst. Einfacher und 
genauer geht's eigentlich nicht.

von Arc N. (arc)


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0815 schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Zumal 1A alles andere als
>> eine kluge Wahl ist.
>
> Stimmt, 10A wären besser.

Niedrige Ströme/Spannungen sind bei einigen Messungen notwendig, wenn 
nicht was anderes als gewünscht gemessen werden soll.
Beispiel: Relaiskontakte, Steckverbinder, da ist es je nach 
Einsatzbereich etwas ungünstig erstmal mit hohen Strömen/Spannungen die 
Oxidschicht "wegzubrennen", um nachher festzustellen, dass da was nicht 
passt.

von 0815 (Gast)


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Arc Net schrieb:
> Niedrige Ströme/Spannungen sind bei einigen Messungen notwendig, wenn
> nicht was anderes als gewünscht gemessen werden soll.

Bezüglich Milliohmwiderständen gibt es aber auf jeden Fall deutlich mehr 
Schaltungen, bei denen 10mA völlig außerhalb des späteren Betriebs sind.
Klar wäre eine 10A-KSQ dann nichts mehr für eine winzige 
Steckverbindung.



Bei der Schaltung oben ist der zu messende Widerstand direkt Teil der 
Konstantstromquelle. Das ist ehrlich gesagt ein echtes no-go. Von den 
grundsätzlichen ca. 0,5% Ungenauigkeit mal abgesehen, kommt da noch ein 
unbekannter Fehler durch die Übergangswiderstände der beiden äußeren 
Anschlüsse hinzu. Dagegen hilft dann auch der 4leiteranschluss nicht 
mehr.
Bei der Schaltung mit Spannungsregler als KSQ bekommt der zu messende 
Widerstand aber unabhängig von Übergangswiderständen stets den gleichen 
Strom, weil die KSQ ggf. nachregelt. Es sei denn, der Kontakt ist so 
schlecht, daß mehrere Volt Spannungsabfall an den Klemmen entstehen, und 
der Spannungsregler in Unterspannung gerät (unwahrscheinlich, bzw. man 
merkt es ggf. sofort).

von Ulrich H. (lurchi)


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Die Schaltung oben ist nicht optimal - 1 guter OP (Zero Drift, oder halt 
mit Abgleich des Offsets) sollte es schon sein. Direkt am 7106 im 
Anzeigemodul(oder ähnlich) geht aber auch.
Bei 470 Ohm machen die maximal 2 Ohm nur knapp 0,5 % aus - da sind auch 
noch ein paar Zehntel Ohm für den Kontakt mit drin.  Das ist nicht 
optimal, aber auch nicht so dramatisch.

Einen mOhm Widerstand beschädigt man mit 1 A nicht, aber schon einen 
1-10 Ohm Widerstand oder eine kleinere Diode durch den man den Strom 
versehentlich jagt, etwa weil der zu messende Kontakt / Leiter keinen 
Kontakt hat. Von daher sind viel mehr als 10 mA ein No Go für viele 
Fälle.

Die Wärmeentwicklung an Shunt und dem LM317 für eine 1 A Stromquelle ist 
ein Problem für den vermeintlich einfachen Aufbau: die einfachen 
Niederohmigen Widerstände haben oft einen Großen TK, und werden in ein 
paar Sekunden bei knapp 2 W auch schon warm. 50 K Temperatur bei 200 
ppm/K machen schon 1 % aus. Dazu kommt der Einluss des LM317. So 
konstant wie man meint ist der Strom also gar nicht. Einen Abgleich 
(Strom) braucht man auch, wegen der Toleranzen des LM317.

Mit dem LM317 als 1 A Stromquelle braucht man so ab 3,5 V Aufwärts, plus 
bis zu 2 V für den Widerstand - das wären dann 5,5 V oder 5 
Batteriezellen (1,2-1,5V) als Minimum.

von der Hammer (Gast)


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es scheint verschiedene anwendungsfaelle mit unterschiedlichen 
anspruechen in diesem bereich zu geben. Mein anwendungsbereich benoetigt 
aufloesung bei minimaler praezision. wenn man einen Kurzschluss auf der 
Leiterplatte hat, den auch zu finden.

von MaWin (Gast)


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0815 schrieb:
> Wie man nur auf die Idee kommen kann, Milliöhme mit 10mA messen zu
> wollen. niedrige Ströme sind dazu einfach ungeeignet.
> Hier erzählt man natürlich mal wieder was Anderes, MC.net halt...

Alle doof, ausser dir

http://www.warensortiment.de/technische-daten/mikroohmmesser-pce-mo-1000.htm
(20mA im 1mOhm auflösenden Bereich)

https://www.pce-instruments.com/deutsch/messtechnik-im-online-handel/messgeraete-fuer-alle-parameter/milliohmmeter-pce-instruments-milliohmmeter-pce-mo-2002-det_403657.htm?_list=qr.art&_listpos=3
(100mA im 1mOhm auflösenden Messbereich)

http://www.reichelt.de/index.html?&ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=D100%252FPEAKTECH_2705-BDA.pdf
(20mA im 1mOhm auflösenden Bereich)

von 0815 (Gast)


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Ulrich H. schrieb:
> Bei 470 Ohm machen die maximal 2 Ohm nur knapp 0,5 % aus - da sind auch
> noch ein paar Zehntel Ohm für den Kontakt mit drin.

Welche paar Zehntel Ohm? Gerade bei dem geringen Strom würde man auch 
100 Ohm Kontaktwiderstand nicht bemerken, und es wird ggf. ja auch 
nichts nachgeregelt.


Ulrich H. schrieb:
> Die Wärmeentwicklung an Shunt und dem LM317 für eine 1 A Stromquelle ist
> ein Problem für den vermeintlich einfachen Aufbau: die einfachen
> Niederohmigen Widerstände haben oft einen Großen TK, und werden in ein
> paar Sekunden bei knapp 2 W auch schon warm. 50 K Temperatur bei 200
> ppm/K machen schon 1 % aus. Dazu kommt der Einluss des LM317. So
> konstant wie man meint ist der Strom also gar nicht. Einen Abgleich
> (Strom) braucht man auch, wegen der Toleranzen des LM317.

Der Abgleich ist äußerst einfach, man schaltet einem Lastwiderstand 
einen oder zur Not zwei Widerstände parallel. Das ist hochgenau, und vor 
allem ohne irgendwelche Trimmer. Und es entstehen nur etwa 1,2W.
Bezüglich des TK muss man ja keinen 1W-Widerstand ausreizen. Auch 
bekommt man problemlos Widerstände mit geringem TK. Das größere Problem 
ist schon die Wärme vom LM317, man sollte vielleicht nach einer besseren 
Alternative suchen.



MaWin schrieb:
> Alle doof, ausser dir

Doof nicht, eher ungeschickt bei der Wahl ihrer Schaltungen. Und wie 
immer wird die sehr simple Wahrheit (hoher Messstrom sorgt ganz 
automatisch für um Potenzen höhere Auflösung und Präzision) zugunsten 
scheinbar netterer Forenteilnehmer verbogen. Mit allen denkbaren und 
noch mehr undenkbaren Szenarien.

von Ulrich H. (lurchi)


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Die hohen Ströme machen die Sache nicht unbedingt besser, sondern 
verursachen etwa über die Wärmeentwicklung Probleme. Die Probleme nehmen 
eher schneller als linear mit dem Strom zu, die Spannung aber nur 
linear.
Es gibt gute Widerstände mit kleinem TK und genügend Leistung, nur ist 
das kein billiges und leicht zu bekommendes Teil mehr - weil man normal 
bei den kritischen Widerständen unnötig viel Wärme freizusetzen. Das 
Wärmeproblem betrifft auch den zu messenden Widerstand, auch schon 100 
mW an einem 0.1 Ohm Widerstand können den deutlich erwärmen. Da ist es 
aber wirklich eine Frage der Anwendung.

Wenn man es genauer haben will, misst man halt mit niederfrequentem 
Wechselstrom (z.B. 5 Hz), und kann dann auch sehr kleine Spannungen 
(wenn es sein muss auch im nV Bereich) auflösen. Das reicht dann auch 
bei 10 mA noch für µOhm Auflösung. So groß ist der Aufwand dafür auch 
nicht mehr, Auch wenn es dann eher nicht mehr mit DVM Modul, sondern mit 
µC gemacht wird.


Eine Milliohmmessung mit hohem Strom ist gut für so etwas wie die 
Schutzleiterprüfung.

von m.n. (Gast)


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0815 schrieb:
> (hoher Messstrom sorgt ganz
> automatisch für um Potenzen höhere Auflösung und Präzision)

Ein hoher Meßstrom eigenet sich eher für TK-Messungen :-(
Eine sinnvolle Messung belastet (bzw. zerstört) das Meßobjekt nach 
Möglichkeit nicht.

von MT (Gast)


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Na ja, kommerzielle Geräte (Gossen Metrahit) messen z. B. mit 20mA, 
200mA oder 1A (3 Ohm, 300, 30, 3 mOhm MB).

Sind hauptsächlich für ohmsche Messungen gedacht, da die Messdauer kurz 
ist als auch die Leistung (1A an 300 mOhm ergibt 90 mW!) spielet eine 
Erwärmung keine große Rolle. Sinnvoll ist dort die automatische 
Kompensation der Thermospannungen und der autom. Nullabgleich.

von Hermann (Gast)


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Es macht immer wieder Sinn, die kritischen Stellen auch theoretisch 
abzuklopfen:

Ulrich H. schrieb:
> Bei 470 Ohm machen die maximal 2 Ohm nur knapp 0,5 % aus

Ja, theoretisch. Praktisch ist dieser Fehler linear abhängig vom 
Messwert. Er wird also vollständig mit der Null- und 
Endpunktkalibrierung kompensiert.

Ulrich H. schrieb:
> der 470 Ohm Widerstand der den Strom festlegt ist eine merkliche Wärmequelle 
(ca. 50 mW)

Auch richtig. Nehme ich mal den schlechtesten Widerstand meines 
Sortiments: Metallschicht Rth=200K/W, Tk=50ppm
Das gibt bei 50mW 10 Grad und damit 500ppm Abweichung. Bei Vollausschlag 
2000mOhm ist das genau 1 mOhm. Wenn das stört, greife ich also in die 
Kiste und nehme Tk=25ppm und dann noch 2 davon in Reihe und bin bei 0,25 
mOhm und nichts rührt sich.

Ulrich H. schrieb:
> Die Schaltung oben ist nicht optimal - 1 guter OP (Zero Drift

Ich sehe das eher von der praktischen Seite. Der TLC272 ist der einzige 
in meiner Kiste, bei dem die Langzeitstabilität angegeben ist: 
0,1µV/Monat für 33 Cent ist für mich unschlagbar. Dann mit teuren, 
schwer zu beschaffenden Super-Geschützen aufzufahren, ist nicht mein 
Ding (kann ja jeder).
Nun hatte ich also 2 OP für den Prototyp. Ich halte es eben für keine 
schlechte Lösung, die Probleme sauber getrennt zu lösen.
Ja und dann Zero Drift... Was nützt es, wenn der Verstärker keine Drift 
hat. Mit meinem Föhn habe ich die ganze Schaltung erwärmt und damit 
alles kompensiert was sich halbwegs linear verhält: 7805, OP, DVM, und 
der ganze Kleinkram.

Ich glaube schon, das ihr das mit einem Super-Op hinkriegt. Aber besser 
wird es nicht, weil es nicht besser als 0 mOhm Fehler in 8 Monaten geht. 
Also: nicht optimal für eure Ansprüche. Mir macht es mehr Spaß, mit 
einfachen Mitteln ein gutes Ergebnis zu bekommen.

Aber vielen Dank für die Kritik: Gute neue Ideen, Anreiz ein paar Punkte 
abzuklopen und die Diode für max 0.7V ist schon drin.
Gruß von Hermann

von Milli Ohm (Gast)


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@Hermann
Danke für das Einstellen der Schaltung. Laß Dich nicht auf Diskussionen
mit ehrlichen Leuten ein, die sind nicht ehrlich, sondern wollen
mit Vehemenz nur ihre Lösung gelten lassen.

0815 schrieb:
>Ehrlich gesagt: schade um die Arbeit.
>Das ist ehrlich gesagt ein echtes no-go.

Ehrlich?

von Carsten R. (kaffeetante)


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der Hammer schrieb:
> es scheint verschiedene anwendungsfaelle mit unterschiedlichen
> anspruechen in diesem bereich zu geben. Mein anwendungsbereich benoetigt
> aufloesung bei minimaler praezision. wenn man einen Kurzschluss auf der
> Leiterplatte hat, den auch zu finden.

Das ist einer der sinnvollsten Beiträge hier. Es gibt keine 
universelloptimalen Lösungen. Bevor man sich über Details kloppt, kann 
man mal schauen in welchem Kontext man sich befindet.

Hohe Meßströme sind nicht immer gut. Ein solches Meßgerät wäre nicht 
narrensicher. Wenn man allerdings Miliohm auf dicken Leistungspfaden 
messen will sind höhere Ströme weniger das Problem und eventuell sogar 
realitätsnäher. Wenn man das im Hinterkopf behält... Solche 
Einschränkungen bei der Bedienung gibt es auch bei anderen Geräten, z.B. 
Thema: Oszilloskop + Masse.

Wenn man allerdings die ausreichnde oder gleiche Genauigkeit/Auflösung 
mit weniger Einschränkungen oder gar ohne diese erreichen kann, 
eventuell auch zum Preis höherer Bauteilekosten und Komplexität, so 
sollte man sich auch überlegen ob man ein solches Werkzeug einfach in 
der Bauart oder eher mit breiteren Einsatzmöglichkeiten haben will.

Auch ich danke, sowohl für den originalen Bauvorschlag, sowie die 
verschiedenen Optimierungsideen in verschiedene Richtungen.

: Bearbeitet durch User
von Timm T. (Gast)


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der Hammer schrieb:
> wenn man einen Kurzschluss auf der
> Leiterplatte hat, den auch zu finden.

Wenn der Strom hoch genug ist, kannst Du den Kurzschluss auch optisch 
detektieren.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Timm Thaler schrieb:
> der Hammer schrieb:
>> wenn man einen Kurzschluss auf der
>> Leiterplatte hat, den auch zu finden.
>
> Wenn der Strom hoch genug ist, kannst Du den Kurzschluss auch optisch
> detektieren.

Zumindest mit der FLIR...

von Schmunzler (Gast)


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Marcus H. schrieb:
>> Wenn der Strom hoch genug ist, kannst Du den Kurzschluss auch optisch
>> detektieren.
>
> Zumindest mit der FLIR...

Wenn der Strom noch höher ist, kann man den Kurzschluss damit auch 
gleich wegbraten und sieht dann an der kleinen Rauchwolke, wo er gewesen 
ist.
(optisches Detektieren à posteriori)
;-)

von MaTu (Gast)


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bereits wusste Klaus Sander (ein promovierter Elektroniker und 
begnadeter
Bastler) wie man ein solches Gerät baut und für den Homebereich sinnvoll
konstruiert. Das zu verbessern dürfte auch der heutigen Eifon-Generation
schwer fallen, zumal er eine ordentliche Beschreibung und gezielte
Einsatzfälle gleich mitliefert. Mit diesem Gerätchen lassen sich Fehler
finden die manchen Servicemann schon zur Verzweiflung gebracht haben und
viele Geräte in die Tonne befördern ließ.

von Gerd E. (robberknight)


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MaTu schrieb:
> bereits wusste Klaus Sander (ein promovierter Elektroniker und
> begnadeter
> Bastler) wie man ein solches Gerät baut und für den Homebereich sinnvoll
> konstruiert.

Das mag ja gut sein, nur ist das ein ganzer Artikel aus dem Funkamateur 
(FA 2009, H.2, S.162 ff um genau zu sein). Der FA mag seine Artikel 
nicht so gerne in der "freien Wildbahn" sehen, deshalb musste z.B. schon 
das Raupenhaus schließen. Da ich ungerne sehen würde wenn µc.net 
zumachen muß, ist es besser wenn Du solche Artikel hier nicht direkt 
einstellst, sondern nur auf sie verweist. Wers lesen will muss dann halt 
diesen Beitrag beim FA kaufen.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Gerd E. schrieb:
> deshalb musste z.B. schon das Raupenhaus schließen.

Naja, das Raupenhaus hat sich vorsichtshalber von sich aus geschlossen,
nachdem der FA lediglich verlangt hat, einen oder zwei Scans seiner
Artikel da zu löschen.  Dennoch bedarf eine derartige Veröffentlichung
auf jeden Fall der vorherigen Zustimmung des Rechteinhabers, daher habe
ich den Anhang gelöscht.

von MaWin (Gast)


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Na ja, Funkamatuer hat das Geschreibsel von Klaus Sander abgedruckt, 
obwohl der bloss einen Artikel von Maxim übersetzt hat.

http://www.wentztech.com/radio/resources/Projects/AN106.pdf

Wer so frech klaut, kann sich kaum auf Copyright berufen. An dem Artikel 
ist keine eigene Schöpfungshöhe erkennbar. Immerhin gab es einen 
Quellenverweis.

Die Schaltung mit ihren 2 Batterien ist natürlich exotisch, die 
Bauelemente von Maxim sind es ebefalls, und der IRF540 ist ein bischen 
Overkill, mehr als 1.5 Watt hat er nicht zu verbraten.

von Timm T. (Gast)


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MaTu schrieb im Beitrag #3804772:
> Komisch, der Klaus Sander schrieb seinen Part 1994, Maxim bringt das
> eigene Dokument erst 1998 heraus.

Was wahrscheinlich daran liegt, dass sich damals Maxim und Dallas 
zusammengetan haben und einige AppNotes neu aufgelegt wurden.

Von ELV gabs auch einen ganz brauchbaren Schaltplan zu einem MOM. Zum 
Glück hab ich das PDF gesichert, als die Schaltpläne bei ELV noch nicht 
gegen Gold aufgewogen wurden. Wer will, PN.

von Peter D. (peda)


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Hermann schrieb:
> - Abgleich des Nullpunkts
> - Kompensation der Temperaturdrift

Liegt vor allem an dem billigst CMOS-OPV, der kann ja bis 12mV Offset 
haben.
CMOS ist hier völlig unnötig.

Und der 79L05 ist auch keine Referenzquelle.

: Bearbeitet durch User
von Timm T. (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> Liegt vor allem an dem billigst CMOS-OPV, der kann ja bis 12mV Offset
> haben.
> CMOS ist hier völlig unnötig.
>
> Und der 79L05 ist auch keine Referenzquelle.

Ich denke, hier muss man entscheiden: Will man ein Schätzeisen, um mal 
eben den Übergangswiderstand eines Steckers zu prüfen? Dann tut es aber 
auch das Labornetzteil, eingestellt auf Konstantstrom bei 0.5..1V 
Spannungsbegrenzung und das DMM.

Oder will man Shunts genau ausmessen? Dann kann man auch mit 
Standardteilen wie dem TL431 als Referenz schon hinkommen.

von Hermann (Gast)


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Ihr habt ja alle recht. Die konkrete Auslegung lag am Prototypenaufbau 
und an den vorhandenen Bauteilen. Den Plan wollte ich jetzt nicht ändern 
und unerprobt päsentieren. Ich war ja selbst überrascht, dass das so gut 
funktionierte.
Zu vielem kann ich nur sagen: stimmt!

Peter Dannegger schrieb:
> CMOS ist hier völlig unnötig.

MaWin schrieb:
> üblich wären 200mV was die notwendige
> Verstärkung gleich um 10 reduziert, man käme dann mit einem OpAmp aus

und vieles weitere stimmt auch.

Ich baue auch keine Schaltung 1:1 nach und mache mir lieber eigene 
Gedanken. Aber von den Anregungen profitiere ich fast immer. Und 
diesesmal von eurer konstruktiven Kitik.
Vielen Dank von Hermann

PS:
@MaTu und @Schlumpenschlurz
in diesem Thread ist die Kritik an MaWin aber ungerechtfertigt. Da 
entlädt sich wohl was Augestautes. Ich habe schon viel von ihm gelernt.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Das denke ich auch. Ich bin auch schon öfter an ihn geraten. Das sollte 
man aber nicht verallgemeinern. Vieles ist auch nützlich, so auch hier, 
wenn man das voneinander trennen kann. Damit meine ich die technischen 
Anmerkungen zu Beginn.

Die angesprochene Verwandschaft der Artikel ist wohl offensichtlich.

Wer es von wem hat ist aber nebensächlich. Wichtig ist: Dieses Forum 
hält nicht die Urheberrechte an dem Artikel. Darum kann das Hochladen 
hier zu Problemen führen. Ein Verweis auf die Quelle wäre da besser.

: Bearbeitet durch User
von b35 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Einer Vermutung nach könnte die "Quelle" hier zu finden sein: 
Isabellenhütte Heusler GmbH KG aus Dillenburg, Applikationsschrift A25, 
von 1990, habs mal gescannt.

Kernbauteil ist einzig der genaue Referenzwiderstand. Die Firma hat 
damals ein sehr genaues (0.1%) und temperaturstabiles (Manganin) 
Widerstandsnetzwerk (0.1-0.9-9R) in Hochlastausführung (2W?) hergestellt 
(IWN3D). Das war -siehe Text- für eine solche Anwendung prädestiniert, 
klar sie wollten die Teile auch verkaufen.

Vielleicht hat Hr. Sander hat aus dieser Applikationsschrift seine 
Inspiration bezogen, ich weiss es nicht. Es ist ja nichts verwerfliches 
(wenn man es angibt / wenn man es angeben sollte), kenne seine 
Abhandlung aber nicht.

Auch irgendeine der üblichen Zeitschriften (Elo, Elektor, Elrad, 
Funkschau, ELV...) hat einen Artikel gemacht, habe keine Ahnung mehr 
wann das war.

Die Firma Isabellenhütte gibt es auch heute noch, sie fertigen 
ausgezeichnete Präzisions- und Leistungswiderstände, Speziallegierungen 
an (keine Angst, bin dort nicht beschäftigt).

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