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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie ~2kV mit Schaltung messen?


Autor: Roman M. (roman_m)
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Hallo,
ich muss eine Schaltung bauen, die eine Gleichspannung 
(Zwischenkreisspannung) messen soll, die zwischen 500V und 2kV schwanken 
kann. Wie macht man das? ICs gibt es sicherlich genug, aber wie steuere 
ich den IC an? Reicht ein einfacher Spannungsteiler oder gibt es dazu 
besondere "Tricks"?
Der Sicherheits- und Isolationsproblematik bin ich mir bewusst.

Vielen herzlichen Dank, Roman

Autor: ArnoR (Gast)
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Spannungsteiler aus Hochspannungswiderständen z.B VR25 oder VR37-Reihe.

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Such mal nach Hochspannungstastköpfen. Die bestehen auch nur aus einem 
Spannungsteiler, enthalten aber entsprechend hochspannungsfeste 
Widerstände.

Autor: Roman M. (roman_m)
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ArnoR schrieb:
> Spannungsteiler aus Hochspannungswiderständen z.B VR25 oder VR37-Reihe.

Vielen Dank!

Wenn ich fragen darf, welche ICs bieten sich dafür an?

Autor: Jürgen L. (Gast)
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Wenns richtig genau und auch galvanisch getrennt werden soll (2kV ist 
schließlich keine Niederspannung mehr!) schau' Dir mal die Produkte der 
Firma LEM an. Solche Bausteine und Komponenten werden von den Profis 
genommen, kosten natürlich auch mal schnell einen Hunni für eine 
Messstelle.
Kommt halt darauf an, was Du machen willst.

Autor: Jens G. (jensig)
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Womit willste überhaupt messen. Soll das ein komplett eigenständiges 
Gerät werden mit eigener Anzeige? Oder willste nur ein Multimeter 
entsprechend erweitern. Letzteres würde mit nur einem R gehen, indem man 
den Innen-R des MM mit dem zusätzlichen R zu einem neuen Spannungsteiler 
verbandelt.
10MOhm vor einem MM mit 10MOhm Innen-R und 1kV Spannungsbereich macht 
ein 2kV MM daraus.
Brauchst natürlich entsprechend spannungsfeste Meßleitungen.

Autor: Dieter Werner (dds5)
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> 10MOhm vor einem MM mit 10MOhm Innen-R und 1kV Spannungsbereich macht
> ein 2kV MM daraus.

Aber nicht vergessen, den angezeigten Wert mit 2 zu multiplizieren!

Autor: Jens G. (jensig)
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>Aber nicht vergessen, den angezeigten Wert mit 2 zu multiplizieren!

Ja - macht sich besser.

Autor: oszi40 (Gast)
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Jens G. schrieb:
> mit nur einem R gehen

Das wäre gefährlich. Auge ins Datenblatt! Wenn den wirklich sein muß: 
Nimm mehrere Widerstände in Reihe um ausreichend Spannungsfestigkeit und 
Funkenstrecke zu erreichen !!

Außerdem könnten steile Spannungsspitzen auch wesentlich höher sein als 
man erwartet! Weggebrannte Leiterzüge in Vielfachmesseren habe ich schon 
öfter gesehen.

Autor: Mine Fields (Gast)
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Einfacher Spannungsteiler genügt, die sichere Trennung ist aber tricky. 
Normale Optokoppler reichen für 2kV womöglich nicht.

Es gibt spezielle Hochspannungswiderstände, die einige kV können. Dann 
muss man aber bei den Kriechstrecken nochmal genauer hinschauen. Mit 
Standardwiderständen braucht man auf jeden Fall mehrere.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Das wäre gefährlich. Auge ins Datenblatt! Wenn den wirklich sein muß:
>Nimm mehrere Widerstände in Reihe um ausreichend Spannungsfestigkeit und
>Funkenstrecke zu erreichen !!

Hat nicht schon irgendwer oben von Hochspannungs-R's gesprochen? Solche 
setze ich natürlich voraus.

>Außerdem könnten steile Spannungsspitzen auch wesentlich höher sein als
>man erwartet! Weggebrannte Leiterzüge in Vielfachmesseren habe ich schon
>öfter gesehen.

Mit höheren Spannungsspitzen muß man immer rechnen - nicht nur bei 2kV. 
Wenn man damit rechnen muß, dann muß man die Schaltung eben etwas 
überlastfest machen.
Du kannst ja auch einen C mit paar nF und vielleicht 2kV 
Spannungsfestigkeit davorschalten als RC-Tiefpaß. Dann ist das MM schon 
ganz gut gegen Überspannung geschützt (wobei die interne Schaltung 
ohnehin im 1kV-Bereich ohnehin meistens auch 2kV aushält, wenn dessen 
Meßbereiche immer bis 2*10^x gehen (soll natürlich niemanden zum 
2kV-Messen mit 1kV-MM anstiften)

Autor: Hauspapa (Gast)
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Was nützlich währe zu beachten: Spannungsfestigkeit und Verlustleistung 
auf den Widerständen und allgemein Luft & Kriechstrecken.

https://b2b.harting.com/Webhelp/DGds/WebHelp/DgdsK...

Autor: Roman M. (roman_m)
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Jens G. schrieb:
> Womit willste überhaupt messen. Soll das ein komplett eigenständiges
> Gerät werden mit eigener Anzeige?

Die Spannungsmessung soll nur ein Teil des Geräts sein. Die Spannung 
muss gemessen, digitalisiert und dann an den FPGA weitergeleitet werden. 
Der FPGA steuert dann die Funktion des Wechselrichters, in Abhängigkeit 
zur gemessenen Spannung.

Wahrscheinlich sind spannungsfeste Widerstände als Spannungsteiler + 
RC-Tiefpass das richtige. Dann mit Optokoppler in den passenden IC...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Roman M. schrieb:
>>
> Die Spannungsmessung soll nur ein Teil des Geräts sein. Die Spannung
> muss gemessen, digitalisiert und dann an den FPGA weitergeleitet werden.
> Der FPGA steuert dann die Funktion des Wechselrichters, in Abhängigkeit
> zur gemessenen Spannung.
>
> Wahrscheinlich sind spannungsfeste Widerstände als Spannungsteiler +
> RC-Tiefpass das richtige. Dann mit Optokoppler in den passenden IC...

Da 99% der Optokoppler für Digitalanwendungen gebaut sind, darfst Du vor 
dem Optokoppler noch z.b. ein U/f-Konverter IC einplanen.

Denn Deine Spannung ist auch nach der Teilung ein Analogwert.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Jens G. schrieb:
> 10MOhm vor einem MM mit 10MOhm Innen-R und 1kV Spannungsbereich macht
>
> ein 2kV MM daraus.

VORSICHT!!!!

Es gibt Multimeter renomierter Hersteller, die sich im Eingang hochohmig 
schalten lassen. Wenn die Einstellung des Innenwiderstandes zufällig auf 
10Gohm steht, hat man hinterher ein leichtes Problem.

Man sollte VORHER sich das Datenblatt des Multimeters diesbezüglich 
genau ansehen.
Besser ist es auf jeden Fall einen Spannungsteiler aufzubauen der die 
Spannung fest um z.B. 100 oder 1000 teilt. Sowas gibt es auch als 
Dickfilmwiderstand entsprechend mechanischer Größe mit festen 
Spannungsteilerabgriffe.

Ralph Berres

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