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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Dreheiseninstrument hochohmig machen


Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Für Schulzwecke ist es immer wieder schön, wenn man ein analoges 
Instrument verwendet, weil sich dann z. B. bei zwei Instrumenten die 
Zeiger gleichzeitig in die gleiche Richtung bewegen.

Und oft sind ja auch nicht die nackten Zahlen interessant, sondern die 
Tendenzen.

Leider sind große Voltmeter von Phywe sauteuer, müssen aber auch nicht 
sein.
Kleine Dreheiseninstrumente kosten nur 10 - 20 Euro, würden genügen, 
sind aber mit  30 - 50 kOhm Innenwiderstand so niederohmig, dass damit 
nicht problemlos zu messen ist.

Kann man VOR so ein Instrument einen Impedanzwandler setzen? Wäre das 
nicht einfach ein einfacher Op-Amp mit Verstärkung 1 der das 
Dreheiseninstrument dann antreibt? Oder ist das zu einfach gedacht?

Autor: Mr.Einfach (Gast)
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Ja
Nein
Egal

Autor: Misst (Gast)
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Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Michael K-punkt schrieb:
> Kann man VOR so ein Instrument einen Impedanzwandler setzen? Wäre das
>
> nicht einfach ein einfacher Op-Amp mit Verstärkung 1 der das
>
> Dreheiseninstrument dann antreibt? Oder ist das zu einfach gedacht?

Klar. Warum nicht. Nennt sich Voltage Follower.

mfg.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Thomas Eckmann schrieb:
> Nennt sich Voltage Follower.

Oder auf altdeutsch "Spannungsfolger".

Autor: oszi40 (Gast)
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Michael K-punkt schrieb:
> Oder ist das zu einfach gedacht?

1.Kommt darauf an, was Deine Batterien kosten und ob der OPV brauchbar 
ist. 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operations...

2.Schon Einbauinstrumente bei Pollin.de oder eba*y gesucht ???

Autor: Günther N. (guenti)
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Ich vermute das Michael K-punkt wohl eher "Drehspulinstrumente" meint.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Sieht gut aus, die Idee mit dem Spannungsfolger. Da man die Verstärkung 
einstellen kann, kann man mit einem Gleichrichter und einem 
Glättkondensator auch gleich die Option "AC" mit andenken.

Klar, es ist keine passive Schaltung und man braucht Batterien

Autor: Ulirch (Gast)
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Man kann einen einfachen Spannungsfolger nehmen, besser wäre aber ein 
Spannungs - Strom wandler. Die Dreheisen und Drehspulinstrumente zeigen 
den Strom an, nicht die Spannung.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ulirch schrieb:
> Man kann einen einfachen Spannungsfolger nehmen, besser wäre aber ein
> Spannungs - Strom wandler. Die Dreheisen und Drehspulinstrumente zeigen
> den Strom an, nicht die Spannung.



Ganz moderne Drehspulinstrumente haben den Spannungs-Stromwandler 
integriert!

Nennt sich Vorwiderstand.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Andrew Taylor schrieb:

> Ganz moderne Drehspulinstrumente haben den Spannungs-Stromwandler
> integriert!
>
> Nennt sich Vorwiderstand.

Ich würde halt ein 15-V-Instrument nehmen wenn ich bis zu 15 Volt 
gemessen haben möchte. Wichtig ist ja auch, dass auf der Skala "15 V" 
draufsteht, wenn die Schüler das sehen.

Dass die Magnetfelder nur vom Strom abhängen und nicht von der Spannung 
ist auch klar.

Messtechnisch bin ich aber darauf angewiesen, dass aus den 15 V von der 
Schaltung auch wieder 15 V NACH dem Opamp werden - nur halt niederohmig 
während der Eingang hochohmig ist.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael K-punkt schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>
>> Ganz moderne Drehspulinstrumente haben den Spannungs-Stromwandler
>> integriert!
>>
>> Nennt sich Vorwiderstand.
>
> Ich würde halt ein 15-V-Instrument nehmen wenn ich bis zu 15 Volt
> gemessen haben möchte. Wichtig ist ja auch, dass auf der Skala "15 V"
> draufsteht, wenn die Schüler das sehen.
>
> Dass die Magnetfelder nur vom Strom abhängen und nicht von der Spannung
> ist auch klar.
>
> Messtechnisch bin ich aber darauf angewiesen, dass aus den 15 V von der
> Schaltung auch wieder 15 V NACH dem Opamp werden - nur halt niederohmig
> während der Eingang hochohmig ist.

Okay, ich denke Du hast meine Ironie zum Thema Spannungs-Stromwandler 
bemerkt.

Zu Deinem Vorschlag: Besorg Dir erst ein solches Instrument mit Dir 
genehmer Größe und Skala.

Wenn Du das dann hast, schick mir ne PN, dann klären wir den Rest.
Ist einfacher, als das hier im forum zur Zerreden.

> Messtechnisch bin ich aber darauf angewiesen, dass aus den 15 V von der
> Schaltung auch wieder 15 V NACH dem Opamp werden -

Es geht einfacher, believe me.

Autor: Harald Wilhelms (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:

> Ganz moderne Drehspulinstrumente haben den Spannungs-Stromwandler
> integriert!
>
> Nennt sich Vorwiderstand.

So nennen dieses Gerät nur dumme Techniker!
(Zu denen ich mich auch zähle)
Ein Manager nennt das Spannungs-Stromwandler
und verlangt den zehnfachen Preis dafür. :-)
Gruss
Harald

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Harald Wilhelms schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>
>> Ganz moderne Drehspulinstrumente haben den Spannungs-Stromwandler
>> integriert!
>>
>> Nennt sich Vorwiderstand.
>
> So nennen dieses Gerät nur dumme Techniker!
> (Zu denen ich mich auch zähle)
> Ein Manager nennt das Spannungs-Stromwandler
> und verlangt den zehnfachen Preis dafür. :-)
> Gruss
> Harald

nur dass das bei einem 15-V-Gerät nicht funktioniert, welches einen 
Innenwiderstand von 32kOhm hat.

Wenn ich damit 15 V messen möchte, ohne die Schaltung zu stark zu 
belasten, nützt mir ein Vorwiderstand wenig.

Autor: Ulirch (Gast)
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Für einen größeren Spannungsbereich wie 15 V geht natürlich ein 
Vorwiederstand vor dem Messwerk und dann ein Spannungsfolger davor.  Der 
extra Spannungsstrom Wandler ist sinnvoll bei kleinen Spannungen unter 
etwa 1 V - da ist dann nämlich der Vorwiderstand nicht mehr so groß und 
der Widerstand Spule wird schon merklich. Der Widerstand der Spule hat 
aber einen relativ hohen Temperaturkoeffizienten.

Wenn man ohnehin schon einen Verstärker aufbaut, ist es kaum mehr 
Aufwand den gleich mit Stromausgang zu bauen. Damit ist man denn den 
Fehler durch die Erwärmung der Spule los.  Für den Fall des man 
Wechselspannung messen will ist das dann sogar eher einfacher.

Autor: Thomas S. (thomas_s74)
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Michael K-punkt schrieb:
> Dass die Magnetfelder nur vom Strom abhängen und nicht von der Spannung
>
> ist auch klar.

Ich meine es währe die LEISTUNG, die das Magnetfeld steuern.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Thomas S. schrieb:
> Michael K-punkt schrieb:
>> Dass die Magnetfelder nur vom Strom abhängen und nicht von der Spannung
>>
>> ist auch klar.
>
> Ich meine es währe die LEISTUNG, die das Magnetfeld steuern.

Genauigkeit ist immer gut. Ich hatte es so verstanden, dass in so einem 
Drehspulinstrument ein Strom fließt, welcher entsprechend der 
3-Finger-Regel ein Drehmoment aufgrund des Permanentmagneten erfährt. 
Eine Feder erzeugt dann die Gegenkraft (und hindert das Ding am 
rotieren) und so kommt es zu einer Auslenkung, die proportional zum 
Strom ist.

Wie kommt da die Leistung ins Spiel? Werden nicht bei den Stromzählern 
ein Spannungspfad und ein Strompfad miteinander multipliziert, so dass 
HIER die Leistung die entscheidende Rolle spielt.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Das mit der Leistung ist Unsinn. Welche Leistung (Wirkleistung?) an 
welchem Element soll das sein? Die Leistung am ohmschen Widerstand der 
Spule? Kann nicht sein, die wird in Wärme umgesetzt.

Autor: Ulirch (Gast)
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Selbst beim 15 V Bereich wäre zu überlegen einen eigenen Spannungsteiler 
zu nutzen und dann das Drehspul-Messwerk über den Strom anzusprechen. 
Man könnte dann nämlich mit einer kleineren Spannung (z.B. 3 V oder 4,5 
V) für den OP auskommen, was der Batterieversorgung entgegenkommt. Mit 
Spannungsfolger bräuchte man wohl eher 20-30 V als Versorgung.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Ulirch schrieb:
> Selbst beim 15 V Bereich wäre zu überlegen einen eigenen Spannungsteiler
> zu nutzen und dann das Drehspul-Messwerk über den Strom anzusprechen.
> Man könnte dann nämlich mit einer kleineren Spannung (z.B. 3 V oder 4,5
> V) für den OP auskommen, was der Batterieversorgung entgegenkommt. Mit
> Spannungsfolger bräuchte man wohl eher 20-30 V als Versorgung.

Jaja, UNS ist es egal, ob auf dem Messwerkt 15V oder 100mA draufsteht.
In der Schule ist es so, dass genau DAS Gerät, womit man z. B. die 
Batteriespannung bestimmt, dann auch 15V auf der Skala stehen hat.
Schüler sind überfordert, wenn erst mühsam der Begriff "Spannung" 
eingeführt wird und dann statt Spannnung jetzt Strom auf dem Messgerät 
steht.

Das ist wie ein Ferrari mit nem Schild hinten drauf "trabant"

Autor: Ulrich (Gast)
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Es geht ja nicht darum ein Messwerk für Strom zu nehmen, sondern darum 
wie das Messwerk angesteuert wird. Ich hatte allerdings vergessen, dass 
man auch noch den Vorwiderstand vom Messwerk entfernen müsste damit man 
zu Ansteuerung keine 15 V sondern nur die typischen vielleicht 100 mV 
braucht.

Den Messbereich legt man dann über einen Teiler vor dem Verstärker fest, 
so das nachher auch wieder 15 V als 15 V angezeigt werde. Ist ein Umweg 
erstmal von 15 V auf z.B. 1 V und dann auf den passenden Strom, aber man 
kann sich damit einiges an Batterien sparen.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Ulrich schrieb:
> Es geht ja nicht darum ein Messwerk für Strom zu nehmen, sondern darum
> wie das Messwerk angesteuert wird. Ich hatte allerdings vergessen, dass
> man auch noch den Vorwiderstand vom Messwerk entfernen müsste damit man
> zu Ansteuerung keine 15 V sondern nur die typischen vielleicht 100 mV
> braucht.
>
> Den Messbereich legt man dann über einen Teiler vor dem Verstärker fest,
> so das nachher auch wieder 15 V als 15 V angezeigt werde. Ist ein Umweg
> erstmal von 15 V auf z.B. 1 V und dann auf den passenden Strom, aber man
> kann sich damit einiges an Batterien sparen.

ok, so wird ein Schuh draus. Ohne Vorwiderstand hat man freie Hand.

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