Hallo zusammen,
wenn ich mit einem Hand-Multimeter die Spannung der Autobatterie messe,
so bekomme ich immer den gleichen Wert heraus, egal, wie herum gepolt
ich die Klemmen anklemme.
Wenn ich das gleiche mit einem Oszilloskop mache, kommen dabei völlig
verschiedene Werte heraus.
Neulich habe ich mit dem Oszi versucht die Zündkerzenspannung zu messen.
Habe dafür ein Extra Hochspannungsabnehmer gekauft, an dessen Ende ein
Cinch-Stecker angebracht ist. Je nachdem, wie herum ich den Oszi an
dieses Teil anschließe, bekomme ich entweder einen reinen Sinus, der ja
nun überhaupt garnichts mit dem Messsignal zu tun hat, oder halt -
anders herum gepolt - ein plausibles Signal:
http://www.youtube.com/watch?v=rpM5YyyNR78
Ich vermute, das hat etwas mit der Erdung zu tun. Warum ist das Oszi
oder genauer gesagt, der eine Pol am Tastkopf überhaupt geerdet? Beim
Multimeter ist ja auch nichts geerdet und man kann trotzdem prima
Spannungen messen.
Danke und viele Grüße
Karl
Die Abschirmung der Messeingänge wird mit dem Gehäuse verbunden, um
Störungen abzuschirmen. Andererseits wird das Gehäuse aus
Sicherheitsgründen mit dem Schutzleiter des Stromnetzes verbunden.
Multimeter hingegen sind üblicherweise in ein Plastikgehäuse eingebaut
und mit Batterie versorgt. Daher gibt es weder berührbare leitende Teile
noch eine Verbindung zum Stromnetz, daher kann das Potential der
Messspannung beliebig sein.
Danke Uwe für deine Antwort.
Dass das Gehäuse aus Sicherheitsgründen geerdet ist, verstehe ich.
Dass mit der Abschirmung wegen Störungen verstehe ich im Prinzip auch.
Aber warum ist eine der beiden Messleitungen geerdet?
Wenn ich eine Spannung messen will, brauche ich ja zwei 'Anschlüsse'.
Wäre es nicht viel besser, wenn ein Tastkopf drei Anschlüsse hätte? Zwei
potentialfreie Messleitungen und eine Abschirmung?
Karl schrieb:> Danke Uwe für deine Antwort.>> Dass das Gehäuse aus Sicherheitsgründen geerdet ist, verstehe ich.> Dass mit der Abschirmung wegen Störungen verstehe ich im Prinzip auch.> Aber warum ist eine der beiden Messleitungen geerdet?> Wenn ich eine Spannung messen will, brauche ich ja zwei 'Anschlüsse'.> Wäre es nicht viel besser, wenn ein Tastkopf drei Anschlüsse hätte? Zwei> potentialfreie Messleitungen und eine Abschirmung?
Solche Tastköpfe kannst Du auch kaufen.
Gruss
Harald
Karl schrieb:> Dass mit der Abschirmung wegen Störungen verstehe ich im Prinzip auch.>> Aber warum ist eine der beiden Messleitungen geerdet?
Darum:
Weil eine der "beiden Messleitungen" die Abschirmung ist.
Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum: 13.04.2011 19:12
>Karl schrieb:>> Dass mit der Abschirmung wegen Störungen verstehe ich im Prinzip auch.>>>> Aber warum ist eine der beiden Messleitungen geerdet?>Darum:>Weil eine der "beiden Messleitungen" die Abschirmung ist.
Abschirmung wäre auch ohne Erdung gegeben, ein Faraday-Käfig eben. Aber
ohne Erdung könnte der berührbare Aussenleiter (versehentlich) auf ein
hohes Potential gegen Erde gelegt werden, und wenn man dann BNC-kabel
mit der einen Hand und Wasserleitung mit der anderen anfasst...
>Ich vermute, das hat etwas mit der Erdung zu tun.
Dein Hochspannungsabnehmer arbeitet vermutlich als kapazitiver
Spannungsteiler und ist damit enorm empfindlich gegenüber
Streukapazitäten, vor allem denen zur Erde, weil bei einer großen
Autokarosserie da einiges zusammen kommt. Je nachdem wierum du das
geerdete Oszi anschließt, hast du diese Streukapazitäten entweder "auf
deiner Seite" oder "gegen dich". Ich nehme mal an, der Sinus ist
50Hz-Brumm?
>Warum ist das Oszi oder genauer gesagt, der eine Pol am Tastkopf>überhaupt geerdet?
Also mein PCS500 ist nicht geerdet.
Bei den traditionellen Oszis mit Kathodenstrahlröhre wurde intern mit
Hochspannungen und Transformatoren gearbeitet. Früher waren Trafos fast
nur in Schutzklasse I zu haben, mußten also ausgangsseitig geerdet
werden, sofern man irgendwie mit der Sekundärseite, also beispielsweise
der Signalmasse, großflächig in Berührung kommen konnte. Das ist bei dir
natürlich ganz schnell der Fall, wenn du den Masse-Clip mit dem Minuspol
der Autobatterie verbindest...
> Aber ohne Erdung könnte der berührbare Aussenleiter>(versehentlich) auf ein hohes Potential gegen Erde gelegt> werden, und wenn man dann BNC-kabel mit der einen Hand> und Wasserleitung mit der anderen anfasst...
Ja, das wäre schlecht für die Gesundheit. Trotzdem wäre es schön, wenn
man wenigstens einen Schalter am Oszi hätte, wo man die Erdung
abschalten könnte.
Kann ich davon ausgehen, dass ich im Allgemeinen immer vernünftige
Messergebnisse bekomme, wenn ich den geerdeten Außenleiter des
Tastkopfes mit der Gerätemasse des zu messenden Gerätes verbinde und die
Spitze des Tastkopfes an die zu messende Stelle? Oder gibt es auch in
diesem Fall Umstände, die dazu führen, dass das Messergebnis unsinnig
wird?
Angenommen ich würde gerne die Netzspannung auf dem Oszi darstellen und
ich würde den geerdeten Außenleiter versehentlich an die Phase
anschließen: Fliegt dann irgendwas im Gerät oder der Tastkopf
auseinander oder gibt es dafür Sicherheitsschaltungen, die Schäden
verhindern?
Karl schrieb:> Kann ich davon ausgehen, dass ich im Allgemeinen immer vernünftige> Messergebnisse bekomme, wenn ich den geerdeten Außenleiter des> Tastkopfes mit der Gerätemasse des zu messenden Gerätes verbinde und die> Spitze des Tastkopfes an die zu messende Stelle?
So ist die Nutzung allgemein angedacht.
Karl schrieb:> Angenommen ich würde gerne die Netzspannung auf dem Oszi darstellen und> ich würde den geerdeten Außenleiter versehentlich an die Phase> anschließen:
Ungesund, FI und Sicherung des Stromnetzes sollten größeren Schaden
verhindern. Für Messungen am Stromnetz sind Oszis von Haus aus nicht
ausgelegt. Mit diversen "Hilfsmitteln" geht es aber, wenn man weiß was
man tut.
Karl schrieb:> Angenommen ich würde gerne die Netzspannung auf dem Oszi darstellen und> ich würde den geerdeten Außenleiter versehentlich an die Phase> anschließen: Fliegt dann irgendwas im Gerät oder der Tastkopf> auseinander oder gibt es dafür Sicherheitsschaltungen, die Schäden> verhindern?
Das sollte eigentlich den FI auslösen, wenn Du einen hast.
Für solche Messungen sollte man den Prüfling über einen Trenntrafo
versorgen, schon alleine zur eigenen Sicherheit.
fchk
Frank K. schrieb:> Für solche Messungen sollte man den Prüfling über einen Trenntrafo> versorgen, schon alleine zur eigenen Sicherheit.
Hänge mal den Stromversorger an einen Trenntrafo. Viel Spaß... :)
> Dein Hochspannungsabnehmer arbeitet vermutlich als kapazitiver> Spannungsteiler und ist damit enorm empfindlich gegenüber> Streukapazitäten, vor allem denen zur Erde,
Also genau weiß ich nicht, wie der Hochspannungsabnehmer funktioniert.
Auf jeden Fall hat das Teil keinen elektrischen Kontakt mit den
Zündkabeln. Es wird einfach nur außen um den Mantel des Zündkabels
geklippt.
> weil bei einer großen> Autokarosserie da einiges zusammen kommt. Je nachdem wie rum du das> geerdete Oszi anschließt, hast du diese Streukapazitäten entweder> "auf deiner Seite" oder "gegen dich".
Verstehe ich noch nicht. Also irgendwie ist die Erde die eine Seite des
Kondensators und das Auto die andere. Aber in dem Fall sind beide
'Kondensatorplatten' doch über Fahrwerk und Reifen elektrisch leitend
miteinander verbunden. (wenn auch einigermaßen hochohmig) Dass das noch
stören kann ?
> Ich nehme mal an, der Sinus ist 50Hz-Brumm?
Denke ich auch. Habe zwar nicht geschaut, wie lang eine Welle dauerte,
aber es hat mich sofort an das 50Hz Netzsignal erinnert.
> Für solche Messungen sollte man den Prüfling über einen> Trenntrafo versorgen, schon alleine zur eigenen Sicherheit.
Oder halt den Oszi an einen Trenntrafo anschließen oder den gleich
in das Gerät integrieren.
Karl schrieb:>> Für solche Messungen sollte man den Prüfling über einen>> Trenntrafo versorgen, schon alleine zur eigenen Sicherheit.>> Oder halt den Oszi an einen Trenntrafo anschließen oder den gleich> in das Gerät integrieren.
Das schützt nicht davor, bei Berührung eines spannungsführenden Teils
eine gefeuert zu bekommen. Aus diesem Grund sollte eben der Prüfling
erdfrei sein, nicht das Messgerät.
fchk
Frank K. schrieb:> Das schützt nicht davor, bei Berührung eines spannungsführenden Teils> eine gefeuert zu bekommen. Aus diesem Grund sollte eben der Prüfling> erdfrei sein, nicht das Messgerät.
Allerdings !
In der Praxis, gerade im mobilen Einsatz, wird ein Osci nicht
geerdet sein, da sich jeder Aussendiensttechniker mit Flugeinsätzen
genau überlegen wird, ob er neben dem schweren Osci, seiner
Werkzeugtasche
und dem 10 Kilo Koffer mir Ersatzteilen auch noch nen Trenntrafo auf die
Schultern packt.
Nachdem dieser dann unter Umständen noch stundenlang nach Fehlern
in Feinelektronik gesucht hatte, die es garnicht gab..
es sich heraustellte , dass er ewig lang einer Groundloop auf der Spur
war.
.. nun
da gibts nur eines:
Ab in den Baumarkt und ein zweipoliges Verlängerungskabel kaufen.
Schon ist das mir Erdung Geschichte und die Messungen sehen viel besser
aus.
Allerdings... ich redete von erfahrenen Technikern und nicht von Laien.
Der erfahrene Techniker ist in seiner Handlungsweise geerdet.
Das mag die einen von anderen unterscheiden.
Klaus
>Also genau weiß ich nicht, wie der Hochspannungsabnehmer funktioniert.>Auf jeden Fall hat das Teil keinen elektrischen Kontakt mit den>Zündkabeln. Es wird einfach nur außen um den Mantel des Zündkabels>geklippt.
Dabei berührt eine kleine, flächige Elektrode den Mantel und es entsteht
eine Meßkapazität von um die 10pF, mit dem Zündkabel als anderer
Elektrode und dem isolierenden Mantel als Dielektrikum. Zu dieser
Meßkapazität wird eine weitere, viel größere (im nF-Bereich) hinzugefügt
und ein kapazitiver Spannungsteiler geformt. Der masseseitige Anschluß
dieses Spannungsteilers ist dann irgendwie mit dem Motorblock verbunden,
damit der teilausgekoppelte Zündstrom genauso wie der eigentliche
Zünstrom zur Masse zurückfließen kann.
Dieser Masseanschluß dürfte wegen der unvermeidbaren Kabelinduktivität
einigermaßen kritisch sein und Einfluß auf die genaue Gestalt des Peaks
auf dem Oszi haben.
>Verstehe ich noch nicht. Also irgendwie ist die Erde die eine Seite des>Kondensators und das Auto die andere. Aber in dem Fall sind beide>'Kondensatorplatten' doch über Fahrwerk und Reifen elektrisch leitend>miteinander verbunden. (wenn auch einigermaßen hochohmig) Dass das noch>stören kann ?
Wenn die eigentliche Meßkapazität nur rund 10pF beträgt, spielen die
unkontrollierten Streukapazitäten zur Erde schon eine große Rolle.
Karl schrieb:> Trotzdem wäre es schön, wenn> man wenigstens einen Schalter am Oszi hätte, wo man die Erdung> abschalten könnte.
Ist bei einem Mehrkanaloszi immer vorhanden. Nennt sich
Differenzmessung.
Da werden einfach beide Erdfreien Eingänge verwendet.
Christian H. schrieb:> Ist bei einem Mehrkanaloszi immer vorhanden. Nennt sich>> Differenzmessung.>> Da werden einfach beide Erdfreien Eingänge verwendet.
Das ist völliger Blödsinn den du da erzählst.
Die "Erdung" ist damit immer noch dran, davon wird nix "abgeschaltet".
Die Eingänge werden damit auch nicht erdfrei.
Christian H. schrieb:> Ist bei einem Mehrkanaloszi immer vorhanden. Nennt sich>> Differenzmessung.>> Da werden einfach beide Erdfreien Eingänge verwendet.
Au weia das tut weh.
Der Ausennleiter der BNC Buchse ist immer mit dem Massepotential
verbunden.
Bei gewöhnlichen Oszillografen ist das Massepotential auch mit dem
Schutzleiter verbunden. ( VDE100 ). Es gibt aber auch Oszillografen der
Schutzklasse 2 , die haben dann auch isolierte BNC Buchsen und keine
Verbindung zwischen Masse und Schutzleiter, weil es bei diesen
Oszillografen letzteres nicht gibt. Dafür sind dann die Eingangsbuchsen
und sämtliche Bedienelemente isoliert, um nicht von über die BNC Buchse
eingeschleppte hohe Spannungen gefährdet zu sein. Es gibt ( für an
Netzspannungen zu messen ) sogar Oszillografen, dessen Eingänge alle
gegeneinander galvanisch getrennt sind. Tektronix hat solch ein Gerät im
Programm. Ansonsten gibt es für normale Oszillografen Tastköpfe mit
differenziellen Eingängen.
Man könnte mit einen normalen Scope ( in dem man sich die Differenz der
beiden Eingänge anzeigen läßt ) mit beiden Eingängen theoretisch erdfrei
messen. Die Grenzen wo das geht wird aber sehr schnell durch den
Austeuerungsbereich des Eingangsverstärkers erreicht, sofern man ( immer
vorhandene ) Gleichtaktsignale in Form von z.B. Brummen mitmisst.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Ansonsten gibt es für normale Oszillografen Tastköpfe mit>> differenziellen Eingängen.
Und , was noch wichtiger ist: Es gibt außerdem Vorsatzgeräte für Scopes,
die galvanische Trennung machen.
so ganz grob aus meiner Erinnerung: tektronix A6902A und A6902B.
Beide sind 2-Kanalversionen.
Andrew Taylor schrieb:> Und , was noch wichtiger ist: Es gibt außerdem Vorsatzgeräte für Scopes,>> die galvanische Trennung machen.>> so ganz grob aus meiner Erinnerung: tektronix A6902A und A6902B.>> Beide sind 2-Kanalversionen.
Das wuste ich nicht. Wieder was dazu gelernt. Danke für die Info.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Au weia das tut weh.
Was tut da weh?
Habe ich gesagt, dass die Masseanschlüsse verwendet werden sollen?
Andrew Taylor schrieb:> Die "Erdung" ist damit immer noch dran, davon wird nix "abgeschaltet".
Habe ich nie behauptet.
Christian H. schrieb:> Habe ich gesagt, dass die Masseanschlüsse verwendet werden sollen?
Ohne die misst du u.U. beliebig großen Mist. Grund:
Ralph Berres schrieb:> Die Grenzen wo das geht wird aber sehr schnell durch den> Austeuerungsbereich des Eingangsverstärkers erreicht, sofern man ( immer> vorhandene ) Gleichtaktsignale in Form von z.B. Brummen mitmisst.
Klaus De lisson schrieb:> Ab in den Baumarkt und ein zweipoliges Verlängerungskabel kaufen.> Schon ist das mir Erdung Geschichte und die Messungen sehen viel besser> aus.
Bin ich nicht mit einverstanden.
Damit der Neutralleiter ein halbwegs definiertes Potential erhält, ist
er laut früherem Fachvorgesetzen in der Umgebung der Haus- bzw.
Wohnungseinspeise-Stelle mit Erde verbunden.
Hier bei mir ist dem ebenfalls so.
Somit hat man bei Verwendung des zweipoligen Kabels wiederum einen
unfreiwilligen Bezug zur Erde - diesmal über den Neutralleiter.
Dann:
Prüfling erdfrei versorgen - schön und gut, funktioniert zuhause und bei
>2kW jedoch nicht...
Daher habe ich Trafos für Printmontage parallel geschaltet und die 230V
auf 12V gewandelt. Mit demselben Aufbau wieder zurück auf 230V.
Das ist zwar einigermassen gefährlich und nicht das kleinste bisschen
VDE-konform, jedoch funktioniert es einwandfrei an einem PM3050?
(Jedenfalls 50MHz/2Ch)-Röhrenoszilloskop.
Eine sauberere Lösung jedoch sind galvanisch getrennte Tastköpfe -
Beispiel "N2772A" von "Agilent" - Diese gibt es allerdings nur hier in
der Lehrfirma und nicht in der eigenen Bude.
Danke für Eure Infos. Ich denke, ich habe jetzt verstanden, dass man mit
dem geerdeten Oszi leben kann, wenn man das Teil richtig polt, sprich
die Krokodilklemme des Tastkopfes an Masse des Prüflings anschließt. Ich
kann zwar immer noch noch nicht nachvollziehen, warum ich einen fetten
Sinus bekomme, wenn ich den Tastkopf beim Auto verkehrt herum
anschließe. Ist aber jetzt auch nicht sooo wichtig.
Der Tastkopf N2772A von Agilent würde mich schon interessieren. Aber der
ist bestimmt schweineteuer und es fragt sich, wo man das Teil hier in D
bekommen könnte.
