Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sichere Übertragung von Kleinspannungen (mv) bzw. Kleine Ströme (mA)


von Hamda B. (hamdino)


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Hallo Zusammen,

Es geht darum sehr kleine Ströme (in µA  Bereich) bzw sehr kleine
Spannungen (im mV Bereich) über lange Leitungen und Kontakte
(Anschlussklemmen, Messpunkte ...) sicher zu Übertragen?
muss man dafür eine Leistungsanpassung nachrechnen und gibt es dafür
Standard Schaltungsdesign?
Muss man Eigenschaften von den Leitungen betrachten, um eine sichere
Übertragung zu gewährleisten?
Es wäre sehr hilfreich, wenn jemand mir einen Verweis für die Literatur
(Bücher oder Paper) vorschlagen kann.
Ich werde mich über euere Antwort freuen!

: Verschoben durch Admin
von Peter K. (Gast)


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Naja das Übertragen so kleiner Ströme oder Spannungen über lange 
Leitungen ist wengen den Einstrahlungen schon kritisch, also Kabel 
schirmen.
Für Spannungsmessung einfach nur möglichst hohen Eingangswiderstand der 
Messchaltung und für Strommessung möglichst kleinen, über Anpassung 
musst du dir keine Gedanken machen, außer es geht um Hf

von Stefan S. (sschultewolter)


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Welcher Anwendungszweck? Länge wäre auch gut zu wissen. Saubere 
Messwerte hier zu bekommen ist schwierig.

Was wäre wenn du die Werte mit einem Operationsverstärker aufarbeitest 
und diese dann über störungsunempfindlichere Techniken überträgst?

von Der Rächer der Transistormorde (Gast)


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Hamda Baatout schrieb im Bei-rag #3861160:
> ... sicher zu Übertragen?

Wieso Fragezeichen?

Würde ich einfach sein lassen. Im Zeitalter der Informationsübertragung 
kann man auch elektrische MilliMikroNano Werte von X nach Y über K wie 
Klemme und S wie Störstrecke sauber und einwandfrei mittels kruder 
Mathematik senden.

Klassisch durch U/f f/U Wandlern oder mit der 
LieblingsMikrocontrollerMarke und entsprechenden Wandlern.

Ein nähere paar Angaben, so was wie Grenzfrequenz, Auflösung Min Max 
Werte etc. können da übrigens ganz hilfreich sein.

von Helge A. (besupreme)


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Für industrielle Anwendung in der Nähe der Meßstellen Meßverstärker 
anbringen und die Signale mit 4-20mA Stromschleife übertragen. Beispiel 
http://www.hbm.com/de/menu/produkte/industrie-messverstaerker/
Noch besser die analogen Eingänge gleich in den Modulkasten mit rein. 
Beispiel http://beckhoff.com/ unter I/O.

von Georg (Gast)


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Hallo,

ausser schirmen kann man nicht viel machen, und das hat seine Grenzen, 
daher macht man das nicht so - man verwendet Vorverstärker oder 
Messumwandler dicht am Sensor und überträgt per 4..20 mA oder gleich 
digital.

Georg

von Hamda B. (hamdino)


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>Im Zeitalter der Informationsübertragung kann man auch elektrische 
>MilliMikroNano Werte von X nach Y über K wie
> Klemme und S wie Störstrecke sauber und einwandfrei mittels kruder
> Mathematik senden.

Was meinst du mit "kruder Mathematik"?
Gib's ein Algorithmus oder Schaltungsdesign-Programm mit dem man 
niedrige Signale (Ströme bzw. Spannungen) über Klemmen simulieren kann 
oder wie??

von Senner auf der Heidi (Gast)


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Kabel für solche Anwendungen kostet viel zu viel..besonders heute,
wo es X Möglichkeiten gibt deine Aufgabe perfekt zu lösen.

von Peter K. (Gast)


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Hamda Baatout schrieb:
> Was meinst du mit "kruder Mathematik"?

Ich glaube er meint, es wäre optimal wenn du deine Messstelle direkt an 
deinem Messobjekt hast und danach Überträgst du Digital.

Wenn es aber wirklich nicht anders geht und du so eine lange Messleitung 
benötigst, gibt es mehrere Möglichkeiten.

Wenn du weist dass dein Signal eine fixe Frequenz hat

1.) Mit einem Bandpass vor deiner Messstelle das Signal wieder von 
Störungen befreien.
2.) Du nimmst einen phasenunabhängigen Demodulator, damit kannst du ein 
Signal mit fixer Frequenz Störungsfrei messen selbst wenn deine 
Signalamplitude um das hundertfache geringer ist als deine 
Signalamplitude

das geht aber nur wenn dein Signal eine bekannte fixe Frequenz hat, die 
möglichst weit von Störfrequenzen entfernt ist, typische Störfrequenzen 
sind 50 und 100Hz.

Wenn du Gleichspannung hast dann kannst du:

1.) Dein Signal an deiner Messstelle Tiefpass-Filtern, hier das Filter 
wieder möglichst Tief unter der kleinsten Störfrequenz

2.) Wenn dein Signal digital bearbeitet wird digital Filtern
3.) ebenfalls digital: den Mittelwert von mehreren Messwerten, dadurch 
erhältst du eine Erhöhung deiner Auflösung deines ADCs, sofern dieser 
statistisch Quantisiert (oversampling), und wenn du dein 
Integrationsinterval so lange wählst wie die Periodendauer eines 
Störsignals wird dieses und alle geradzahligen vielfachen Frequenzen 
dieses Störsignals ebenfalls "Wegintegriert". Das funktioniert jedoch 
nur wenn deine Abtastfrequenz ein ganzaliges gerades Vielfaches der 
Frequenz des Störsignlas ist, ansonsten erhältst du wegen dem 
Nyquist-Kriterium, (abgeschwächte) in den niedrigeren Freqeunzebereich 
verschobene Störfrequenzen.

Die Methoden kannst du kombinieren auch.

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