Hallo, ich habe folgendes Problem: ich betreibe ein Glühkathode, welche Elektronen emittiert. Die Glühkathode hat natürlich zwei Anschlüsse, über welche sie mit Energie versorgt wird (~0.5V, ~0,5A). Da der Glühdraht Elektronen emittert, liegt zwischen dem hinführenden und wegführenden Strompfad eine Stromdifferenz im der Größenordung ~100uA vor, diese Stromdifferenz will ich messen. Es ist jedoch meiner Meinung aufgrund der Messfehler sinnlos beide Ströme in der Größenordung ~100mA zu messen und zu subtrahieren und ein vernünftiges Resultat für den Emissionsstrom zu erhalten. Daher habe ich folgdene Überlegung: in jedem Strompfad ein Shunt und anschließend mit einem Differenzverstärker oder noch besser einem Instrumentenverstärker das Differenzsignal der Spannungen auszuwerten. Ist dies euerer Meinung nach ein sinnvoller Ansatz oder gibt es andere einfachere Verfahren um Differenzströme zu messen? Schon mal vielen Dank für Eure Hilfe! Schöne Grüße
Nee. Ich wuerd die Gluehkathode ueber einen Trafo heizen und an dessen Mittelabgriff den Strom gegen Masse oder sonstwohin messen.
Physikalisch unglaublich, dass ein bereits ein Glühen Elektronen aussenden kann, die Bindungskräfte sind doch in diesem Zustand noch gar nicht überwunden, es wird also auch nichts emittiert, außer Photonen.
> Physikalisch unglaublich, dass ein bereits ein Glühen Elektronen > aussenden kann, die Bindungskräfte sind doch in diesem Zustand noch gar > nicht überwunden, es wird also auch nichts emittiert, außer Photonen. Wieso physikalisch unglaublich? Wie funktioniert dann bitte die Röhre aus der klassischen Elektrotechnik, eine Bildröhre, Fluoreszenzanzeigen,... Vgl. Edison-Richardson-Effekt. Bei yttriertem Iridium genügen wohl schon 1500K um Emissionsströme im mA-Bereich zu emittieren. Bitte nachrechnen ;)
> Nee. Ich wuerd die Gluehkathode ueber einen Trafo heizen und an dessen > Mittelabgriff den Strom gegen Masse oder sonstwohin messen. Ist eigentlich ein sehr interessanter Ansatz, leider steht keine Wechselspannung zur Verfügung. Außerdem würden Streueffekte des Transformators, sowie die Wechselspannung an sich die restliche hochempfindliche Auswerteelektronik negativ beeinflussen. Aber trotzdem Danke für den Vorschlag!
>Physikalisch unglaublich, dass ein bereits ein Glühen Elektronen
aussenden kann, die Bindungskräfte sind doch in diesem Zustand noch gar
nicht überwunden, es wird also auch nichts emittiert, außer Photonen.
Es geht ja gar nicht ums aussenden. Eine Gluehkathode stellt Elektroden
zur Verfuegung, und die gehen raus mit ein paar hundert Volt angelegter
Spannung.
>>Physikalisch unglaublich, dass ein bereits ein Glühen Elektronen >>aussenden kann, die Bindungskräfte sind doch in diesem Zustand noch gar >>nicht überwunden, es wird also auch nichts emittiert, außer Photonen. > >Es geht ja gar nicht ums aussenden. Eine Gluehkathode stellt Elektroden >zur Verfuegung, und die gehen raus mit ein paar hundert Volt angelegter >Spannung. Dass die Elektronen natürlich über ein E-Feld abgesaugt werden versteht sich ja von selbst. Wobei hier durchaus 100-200V genügen, ich will je keine Röngtenstrahlung erzeugen ;) Aber das E-Feld hat (fast) nichts mit der Überwindung der Bindungskräfte der Elektronen zutun... Der Elektronenstrom ist ja auch an der Anode deutlich messbar! Aber im Prinzip geht es in diesem Thread ja um Möglichkeiten zur Messung von Differenzen zwischen Strömen, die sicherlich auch in anderen Gebieten interessant sind (Leckströme, parasitäre Effekte,...)
Ohne Kathodenstrom und Anodenspannung gibt es an der Anode nichts. Nun sollen der Kathodenstrom gemessen werden. Ich wuerd ein isoliertes Schaltnetzteil nehmen, und so die Gleichspannung fuer die Kathode erzeugen. dann kann man den emitierten Strom auch gleich messen. Das waer dann der Leckstrom zwischen Kathodensupply und irgendwas.
CJ schrieb: > Daher habe ich folgdene Überlegung: in jedem > Strompfad ein Shunt und anschließend mit einem Differenzverstärker oder > noch besser einem Instrumentenverstärker das Differenzsignal der > Spannungen auszuwerten. das wird so nichts, weil dein Emissionsstrom verschwindend klein gegen den Heizstrom ist. Die Messfehler überwiegen und die Messung wird unbrauchbar. Wie soll denn der Heizstrom erzegt werden? Eine gute Möglichkeit mit Transformator mit Mittelabgriff wurde bereits genannt. Eine andere Möglichkeit wäre ein Spannungsteiler 1:1 parallel zum Heizfaden. Der Mittelpunkt des Spannungsteilers wird dann über eine Strommessschaltung mit Masse verbunden. In diesem Fall kannst du den Emissionsstrom direkt messen. Allerdings wird eine potentialfreie Heizfadenversorgung benötigt. Gruß, Alexander
Alexander Dörr schrieb: > das wird so nichts, weil dein Emissionsstrom verschwindend klein gegen > den Heizstrom ist. Die Messfehler überwiegen und die Messung wird > unbrauchbar. Deshalb eben der Gedanke mit der differentiellen Messung über einen Instrumentenverstärker. Ich will ja daher nicht die absoluten Ströme messen und anschließend subtrahieren, sondern lediglich die Differenz. > Wie soll denn der Heizstrom erzegt werden? Eine gute Möglichkeit mit > Transformator mit Mittelabgriff wurde bereits genannt. > Eine andere Möglichkeit wäre ein Spannungsteiler 1:1 parallel zum > Heizfaden. Der Mittelpunkt des Spannungsteilers wird dann über eine > Strommessschaltung mit Masse verbunden. In diesem Fall kannst du den > Emissionsstrom direkt messen. Allerdings wird eine potentialfreie > Heizfadenversorgung benötigt. Ich hab diesen Ansatz gerade eben durchsimuliert, funktioniert sehr gut und ist auch recht einfach aufzubauen, eben bis auf die potentialfreie Versorgung des Glühdrahts. Ansonsten sollte über den Mittelpunkt des Spannungsteilers ja auch der gesamte Glühdraht auf einen definierten Potenial im Vergleich zur Anodenspannung sein. Vielen Dank für den Vorschlag. Schöne Grüße
Ich würde eine LEM-Durchsteckwandler nehmen und beide Drähte durchziehen. Dann dieht man die vorzeichenrichtige Summe im Messstrom.
OR schrieb: > Ich würde eine LEM-Durchsteckwandler nehmen und beide Drähte > durchziehen. Dann dieht man die vorzeichenrichtige Summe im Messstrom. die Idee, die Differenzbildung bereits im Magnetfeld zu machen, gefallt mir. Ich befürchte aber, dass auf diese Weise Differenzströme im Mikroamperebereich nicht gemessen werden können, da kleinste Abweichungen in der Symmetrie die Gleichtaktunterdrückung verschlechtern. Soll die Messung auf 1uA genau sein, muss bei 500mA immerhin ein Verhältnis von 1:500000 erreicht werden. Wie stark rauschen diese LEM-Wandler eigentlich? Gruß, Alexander
Nein, ein LEM ist da falsch. Denn er regelt mit einer in den magnetischen Kreis eingefuegten Hallprobe das Feld auf Null. Das bedeutet Offset probleme bei der Hall Probe. Man koennte sich einen LEM selber bauen, und als Stromuebersetzer wickeln. Dh den Messdraht mit 1000 oder 10'000 Windungen versehen. Auf einem Ferrit E-Kern. Dann wuerden aus 100uA 100mA, oder 1A. Was spricht gegen ein isoliertes Supply fuer die Heizung ? Es geht dabei im wesentlichen um einen Trafo, Eisen oder Ferrit, je nach Frequenz.
Mini Nilp schrieb: > Was spricht gegen ein isoliertes Supply fuer die Heizung ? Es geht dabei > im wesentlichen um einen Trafo, Eisen oder Ferrit, je nach Frequenz. Ein potentialfreies Supply (DC) bedeutet mehr schaltungstechnischen Aufwand, zudem soll die Spannungsquelle mit der der Glühdraht betrieben wird regelbar sein. Für einen Versuchsaufbau ist dies wohl eine sehr sinnvolle Lösung. Mit Wechselspannung und Trafo möchte ich den Glühdraht aufgrund der Empfindlichkeit der restlichen Schaltung (EMV) nicht unbedingt betreiben.
Mir scheint ein kleiner 3W 50Hz Trafo, Gleichrichter, Cap, LM317 mit Poti zur Einstellung schneller, und sicherer wie ein Differenzverstaerker, der weniger wie 10uA/500mA = 20ppm Differenzgleichlauf haben sollte.
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