Netzspannung messen.

@ mike (Gast)

>Eingangsstufen. Also ich will das ohne Trafo machen

Warum? Zu einfach? Zu sicher?

>Gibt es hierzu Beispielschaltungen welche man nur um Dimensionieren
>müsste oder hat jemand einen Vorschlag der víelleicht sogar galvanisch
>getrennt ist?

Es gibt Isolations/Trennverstärker, die können das ggf.

mike schrieb:
> ....Also ich will das ohne Trafo machen und gerne die
> Spannung runterteilen und per OPV schaltung das potenzial heben.
>
> ... hat jemand einen Vorschlag der víelleicht sogar galvanisch
> getrennt ist?




z.b. mit Optokoppler (wenn's denn unbedingt kein Trafo sein darf).

U/F Wandler auf der Eingangsseite für die Spannungsmessung.
Nulldurchgangserkennung auf der Eingangsseite für die Frequenzmessung.
2 Optokoppler.


Wenn du dann den Aufwand mal kalkulierst, wirst Du feststellen das ein 
Trafo es für den Bruchteil leistet...

> Ne aber ich will mal andere Lösungen Probieren den Trafo kann ich jeder
> zeit noch machen...

ja nee iss klar....

2 Spannungsteiler 1:100, die je deine Leiterspannug und die 
Neutrallweiterspannung 1:100 auf deine Masse von deiner Elektronik 
runterteilen. Dann einen OP als Subtrahierer (Instrumentenverstärker) 
hinter und du bekommst die Differenz von Leiter und Neutralleiter 1:100 
ausgegeben.

mike schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>> Wenn du dann den Aufwand mal kalkulierst, wirst Du feststellen das ein
>> Trafo es für den Bruchteil leistet...
>>
>>> Ne aber ich will mal andere Lösungen Probieren den Trafo kann ich jeder
>>> zeit noch machen...
>>
>> ja nee iss klar....
>
> sorry aber der Ton is leicht verachtent und so wie du es siehst währst
> du wohl auf noch mit Rauchzeichen anstatt Telefonen zufrieden...weil ja
> sooo viel einfacher.
>
>


Wen du ein Problem damit hast das man Dir klar sagt, wo Dein Denkfehler 
liegt: Dann hast Du hier nix verloren. Denn hier ist nicht die 
Waldorfschule.

Sorry, mußte man Dir einfach mal sagen.

> Ich hätte gerne Konstruktive Beiträge die mich und andere nicht
> abwerten. Sorry aber das musst gesagt werden.

Tja, der konstruktive Teil mit Optokopplern stand oben.
Du fragtest explizit nach galv. getrennter Lösungsalternative.
Offensichtlich reicht Dein kognitives Potential nicht aus, dies 
vollumfänglich zu erfassen.

mike schrieb:

> sorry aber der Ton is leicht verachtent und so wie du es siehst währst
> du wohl auf noch mit Rauchzeichen anstatt Telefonen zufrieden...weil ja
> sooo viel einfacher.
>
> Ich hätte gerne Konstruktive Beiträge die mich und andere nicht
> abwerten. Sorry aber das musst gesagt werden.
>
> Einen schönen Tag noch.

Nun, mit einem Spannungsteiler kann man jederzeit Spannungen messen.
Dafür braucht man keinen extra Schaltplan. Das Problem dabei ist,
das dann Deine ganze Schaltung auf Netzspannungspotential liegt,
was ein arbeiten daran gefährlich macht. Darauf hat man Dich hin-
gewiesen und Dir bessere Lösungen vorgeschlagen. Wieso Du auf
konstruktive Vorschläge derart empfindlich reagierst, ist mir
deshalb nicht ganz klar...
Gruss
Harald

mike schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>>
>> Tja, der konstruktive Teil mit Optokopplern stand oben.
>> Du fragtest explizit nach galv. getrennter Lösungsalternative.

>
> Ja das mit dem Optokopler habe ich gelesen auch schon Sample Schaltungen
> gefunden zB. IL300 allerdings noch nichts zu einem hoch linearen AC
> optokopler...
>
> hat jemand ne IC empfehlung?


Wie schon geschrieben, setzt Du vor den Optokoppler einen U/F Wandler.
Das erspart dir den  den "hochlinearen AC Koppler".
Denn die relvante genaue Wandlung macht  der U/F (den der ist HIEr nix 
anderes als ein Analog-digital-Wandler, und erspart dir ggfs den 
weiteren ADC, wenn Du eh z.b. die Signale per uc weiterverarbeitest).


Aber das hatten wir schon Dir deutlich erklärt,
ebenso das Fazit gezogen.

> Eigentlich habe ich mir hier ein höheres Bildungsniveau erwartet wo es

Wir erwarten hier auch vom Frager, das er die  gemachten Vorschläge 
vollumfänglich verarbeitet. Oder entschuldigen sich Deine Lehrer in der 
Schule ständig bei Dir, das es an ihnen liegt wenn Du ihre Vorträge 
nicht verstehst?


Vielleicht bist Du mal so freundlich, alle Infos hier anzugeben,
was an Genauigkeit du erwartest für:

> (120-240V, 50-60Herz)

dann kann man Dir ggfs. etwas genauer sagen, was möglich ist an 
Schaltungen.

übirgens: Frequenz wird gemessen in Hertz, nicht Herz.

mike schrieb:
> gk schrieb:
>> mike schrieb:
>>> Ich würde gerne mit einem ADC Netzspannung (120-240V, 50-60Herz) messen
>>
>> Zuerst müßte mal geklärt werden, was möchtest Du überhaupt messen willst
>> ? Effektivwert, Spitzenwert, Spitze-Spitze, Kurvenverlauf... ??
>
> Du hast recht Mir geht es vorläufig nur um den Effektivwert von daher
> sind Nulldurchgänge und sonstige Dinge eigentlich uninteressant


Dann solltest du das gleich schreiben.

Denn die gleichzeitige  Angabe der Frequenz  im zusammenhang mit der 
eingangsspannung legt nahe  das die FrequenzMESSUNG für Dich ebenfalls 
relevant ist.

> ich will
> den Effektivwert halt dafür möglichst genau wissen ohne große verluste
> in der Messkette. Vondaher ist ein Optokopl. prinzipel interessant wenn
> er ausreichend linear ist.

du solltest jetzt mal die gewünschte Genauigkeit festlegen, denn dann 
fällt sehr schnell auf ob der "lineare OK" der richtige Weg ist.

> (So nach dem Motto du Idiot) wieso
> muss man im letzten Satz den man schreibt gleich jemanden runter machen
> das ist doch nicht nötig.

Die Von Dir gezogene Schlussfolgerung ist schon im Ansatz falsch.

Sollte es Dir jedoch häufiger  so gehen das Leute Dich direkt als 
Idioten titulieren (was hier, um es festzuhalten, nicht von mir 
geschehen ist):
Dann solltesT du mal selbstkritisch nach dem Grund forschen.



>
> lg

mike schrieb:
> Mir geht es vorläufig nur um den Effektivwert

Das dürfte dann eines der dickeren Bretter sein. Oder setzt du voraus, 
dass die Kurvenform ein reiner Sinus ist?

Georg G. schrieb:

>> Mir geht es vorläufig nur um den Effektivwert
>
> Das dürfte dann eines der dickeren Bretter sein. Oder setzt du voraus,
> dass die Kurvenform ein reiner Sinus ist?

Nun, das spielt aber für die Eingangsschaltung so gut wie keine
Rolle. Schwierig wird nur das Programmieren.
Gruss
Harald

gk schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>> Wie schon geschrieben, setzt Du vor den Optokoppler einen U/F Wandler.
>> Das erspart dir den  den "hochlinearen AC Koppler".
>> Denn die relvante genaue Wandlung macht  der U/F (den der ist HIEr nix
>> anderes als ein Analog-digital-Wandler, und erspart dir ggfs den
>> weiteren ADC, wenn Du eh z.b. die Signale per uc weiterverarbeitest).
>
> Misst der auch den Effektivwert ? Wohl eher den Gleichrichtwert.


Das entscheidend sich über die nachfolgende auswertung des signals.
Da hast du bei geeignetem U/F schon die Möglichkeit, RMS zu ermitteln.

Allerdings mußt Du den geposteten Vorschlag U/F in zeitlichem Bezug 
setzen zu den "Antwortbröckchen" die der TE liefert. In der Zeit als ich 
meinen Post schreib war für mich am Bildschirm seien Ergänzung 
"Effektivwert hat Priorität" noch nicht sichtbar.



>
>
> Am einfachsten ist ein Echt-Effektivwert-Multimeter mit einer
> opto-entkoppelten Schnittstelle (RS, USB), denn ein RMS-zu-DC Wandler
> z.B. AD536 kostet bei R** auch schon fast 15€.
>

Ich schreib ja bereits, es wäre sehr sinnvoll wenn der TE erstmal ALLE 
gewünschten/relevanten Zielsetzungen beschreibt,

bevor wir hier in X Richtungen überlegen wie man das Thema am 
"einfachsten" erledigen kann.


Ein (fertig zu kaufendes) RMS-Multimeter kann dann durchaus eine 
kostengünstige Alternative sein,
würde aber sofort ad absurdum geführt wenn der TE darauf besteht das er 
alles selber bauen möchte.
Er einen Crest-Faktor von mind. 12 haben will.
Etc.

Also, nochmals: erstmal sehen, was er denn ALLES haben will.

mike schrieb:

> Álso genauigkeiten im rahmen von ca +- 0.2V wobei es halt RMS sein soll
> die Kurven vorm sollte "fast" egal sein
> Irgendwie komisch man müsste meinen das dass ein 0815 Problem ist

Nicht bei der von Dir geforderten hohen Genauigkeit. Da fallen Multi-
meter unter 100EUR schon einmal flach. Ob Du es mit einer selbstge-
bauten Schaltung schaffst, die Genauigkeit zu erzielen halte ich
zumindest für fraglich. Zumindest solltest Du einen AD-Wandler
mit 12...16 Bit verwenden.
Gruss
Harald

Ein ISO124 kann auch gut eine heruntergeteilte Spannung galvanisch 
übertragen. Wenn jetzt das Bezugspotential auf der Sekundärseite nicht 
Masse ist, sondern 1/2 Vref vom ADC, hast du die Spannung auch gleich 
zum Sampeln passend "hochgeschoben". Ansonsten nimm einen ADC, der nen 
bipolaren Eingang hat.

Eine Genauigkeit von +-0,2V wirst du nicht erreichen, das ist bei sagen 
wir mal maximal 400V Peak ja 0,05%. Versuch mal besser, für den Anfang 
auf 3% zu kommen.

mike schrieb:
> Álso genauigkeiten im rahmen von ca +- 0.2V

also 10-3 Genauigkeit.

> wobei es halt RMS sein soll
> die Kurven vorm sollte "fast" egal sein

also Rechteck, Phasenanschnitt, etc.

>  und halt 120-250V sollte es
> schon aushalten(Abgesehen vom Einschaltvorgang. Wobei ich nicht genau
> DIE Lösung für mein Problem suche sondern eigentlich wie oben
> beschrieben Schaltungen zum erfassen von Netzspannung suche.

Nun,

da hatten wir bereits mind. 4:
Trafo
Eingangsteiler
U/F
RMS IC.



>
>
> Irgendwie komisch man müsste meinen das dass ein 0815 Problem ist und es
> schon 1000 Schaltungen gibt aber irgendwie dann doch nicht. (Zumindest
> laut google)

Eben weil es kein 0815 Problem ist. insbesodnere, wenn es RMS sein soll.

>
> PS: der Lehrer Vergleich hinkt weil wenn dich dein lehrer in der
> Volksschule ständig für "dumm" verkauft hätte wäre dein Leben wohl ein
> anderes.

Ist wie oben dir schon (zu anderer Aussage von Dir  erklärt) eine schon 
im Ansatz falsche Folgerung von Dir, aber um es mal zu kürzen:

die Lehrer haben mich bereits damals angehalten meine Hausaufgaben zu 
machen.
Eben darum beherrsche ich heute mein Metier.
Denk mal drüber nach.

> Zum Crest faktor ich sagte doch Netzspannung also kann man wohl von nem
>  bereich 1.2 bis 1.6 ausgehen....

1,2...1,6 widerspricht "Kurvenform egal" von der Du oben schreibst..



nun, damit wir hier mal fertig werden:

Du akzeptierst:

RMS mit Crest < 1.6
bei 120...250V /50..60Hz.
Genauigkeit 10exp-3


vollständig oder evtl. noch was vergessen?

keine Ahnung schrieb:
> Einfach mal so Anforderungen rauslassen ohne vorher zu denken.

tja.

Womit man langsam mal fragen sollte/darf ob der TE auch irgendwie die 
Sache "bezahlbar" haben will oder

ob wir mal wieder no limit ansetzen dürfen.

gk schrieb:

> Oder man berechnet den Echt-Effektiv-Wert per µC selbst.
> Anscheinend macht das das neue  Ähtschilent so.

Welches? U1253B?
Gruss
Harald

mike schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Zumindest solltest Du einen AD-Wandler
>> mit 12...16 Bit verwenden.
>
> Der AD hat 12Bit... ihr geht alle so ins detail wenn das am Anfang nicht
> erreicht ist es auch egal Aber mir gehts nunmal um Schaltungen die sich
> schon zum Teil bewährt haben....

Ist halt ähnlich dem Hausbau: Ohne Fundament muss man gar nicht 
überlegen ob man 3 Stockwerke bauen kann.


Irgendwie dringt bei Dir wohl nicht durch das wir solche Schaltungen 
täglich dimensionieren und deshalb dir sehr schonend beibringen :

das Du bei den von Dir genannten Wunschforderungen entweder weit 
abrücken mußt.

Oder es teuer wird.

mike schrieb:
> Faktum is halt das dieses Problem kein "neues" ist ich aber trotzdem
> nichts brauchbares dazu finde...
>

klopf klopf: Es liegt an Deinen Forderungen.


Tja, somit bei den von Dir genannten Anforderungen an die Messung:

z.b. ebay: 151078576317

Erfüllt die Forderungen.

aber wie bei den Häusern kommt nun von Dir das Du entweder selber bauen 
willst (was für 115 euro nicht machbar ist)

oder

es dir zu teuer ist.

Ich habe mal eine RMS-Messung mit einem ATMEGA gemacht. RMS über 1024 
Abtastungen berechnet, auf 3 Kanälen parallel ergab das ca. 7000 
Aktualisierungen /Sekunde. Wurde mit einem 14Bit ADC gesampelt 
(eigentlich zu viel Auflösung, 10 Bit hätten es auch getan) und auf 
einem 12Bit DAC ausgegeben. Konnte die Genauigkewit aber nicht 
verifizieren, da mir ein genauer RMS-Spannungsmesser gefehlt hat.

gk schrieb:
>> Das hier:
>
> 
http://www.home.agilent.com/en/pd-2270273-pn-34461A/digital-multimeter-6-digit-34401a-replacement-truevolt-dmm?&cc=DE&lc=ger
>
> gk

Das Gerät ist akzeptabel  .-)

mike schrieb:

> ja ich wollte mir eigentlich mal ein paar Häuser anschauen und schauen
> was für mich verwertbar ist und was überhaupt Funktioniert. Aber nur
> finde ich keine "Häuser" und hier werden mir nur einzelne Wände und
> Betonsorten gezeigt.....

Es sind Dir mehrere Komplettlösungen genannt worden, u.a. Fertig-
multimeter mit Schnittstelle oder RMS-ICs. Die habe aber typisch
eine Genauigkeit von "nur" 1%. Bleibt die schnelle Wandlung plus
Rechenprogramm. Dieser Ansatz ist zwar theoretisch trivial, aber
in der Praxis dann nicht mehr ganz so einfach.

> Faktum is halt das dieses Problem kein "neues" ist ich aber trotzdem
> nichts brauchbares dazu finde...

Dein Problem ist zwar nicht neu, aber immerhin selten. Für entspre-
chende Geräte in der von Dir gewünschten Genauigkeit gibt es nur
wenige Anbieter, und die haben jahrzehntelange Erfahrung damit.
Mit einem passenden Fertiggerät z.B. von Agilent hast Du dann
auch nicht das Problem der Kalibrierung.
Gruss
Harald

mike schrieb:
> Von der genauigkeit bin ich schon Abgerückt mir reicht es 10-15%
> Genauigkeit sind ich würde nur gern mal praxis relevante/erprobte
> Schaltungen sehen ....
>


klopf klopf: Hatten wir schon.

RMS IC.  Schaltbeispiele gibt's direkt beim hersteller auf dessen 
webseite.

Fritz schrieb:
> Diese anbei zur Diskussion.

Diskutieren braucht man da nicht viel, ohne Potenzialtrennung halte ich 
das für ziemlich gefährlich.

Im Prinzip würds auch ein Spannungsteiler, Gleichrichter und Z-Diode tun 
- sowas macht man aber einfach nicht.

Fritz schrieb:
> Diese anbei zur Diskussion.

Mach R1 u. R2 hochohmiger und teile die auf mehrere Widerstaende auf 
(die anderen ebenfalls angepasst). Dann das auf einen uC mit ADC geben 
und den RMS Wert berechnen. Ausgabe ueber Optokoppler an einen 
uebergeordneten uC.
Dann sollte das ganze funktionieren. So macht HP(Agilent) das auch in 
einigen Multimetern mit Busanschluss.

mike schrieb:
> Von der genauigkeit bin ich schon Abgerückt mir reicht es 10-15%
> Genauigkeit sind ich würde nur gern mal praxis relevante/erprobte
> Schaltungen sehen ....

Das hatten wir doch schon, Eff.-Wert-Wandler + U/f Umsetzer.
Such doch mal bei AD u. TI(BB).

mike schrieb:

> Von der genauigkeit bin ich schon Abgerückt mir reicht es 10-15%
> Genauigkeit sind ich würde nur gern mal praxis relevante/erprobte
> Schaltungen sehen ....

Nun, dann nimm doch den bereits vorgeschlagenen AD536 (Schaltung
steht im Datenblatt) oder, wenn Du Dir das zutraust, eine Errech-
nung mit Software. Wenn Dich da die fehlende Netztrennung nicht
stört, reicht als Eingang ein Spannungsteiler. Falls doch, der
von Dir ungeliebte Trafo (Spannungswandler).
Gruss
Harald

Fritz schrieb:
> Da bekommst du aber nur den Gleichrichtwert und nicht den Effektivwert.

 Dann eben den Gleichrichter rauslassen oder rechnen - was ja kein 
Problem sein dürfte, bei bekannter Netzfrequenz.

Fritz schrieb:

>> Dann eben den Gleichrichter rauslassen oder rechnen - was ja kein
>> Problem sein dürfte, bei bekannter Netzfrequenz.
>
> Das mußt du aber jetzt im Detail erklären.
> Was heißt "Gleichrichter rauslassen"? Wie sollen wir das verstehen?

Einfach die Augenblickswerte der Eingangsspannung abtasten und
verrechnen. Da muss man auch vorher nicht die Netzfrequenz wissen.
Gruss
Harald

Du kannst nach dem Gleichrichter messen und Effektiv/Wurzel2 rechnen, 
dann hast du was du haben willst.

mike schrieb:

> Ich würde gerne mit einem ADC Netzspannung (120-240V, 50-60Herz) messen


Schau Dir mal den Artikel von DG9WF aus der Zeitschrift
"Funkamateur", Heft 6/2009, S. 616-619, an.

Die Platine dazu, 
http://www.friese-electronic.de/uploads/uap/platinen/UAP29.PDF , kann 
man incl. der Hochspannungswiderstände für den Teiler
bei
www.friese-electronic.de/ erwerben.

73

mike schrieb:
> Jap tu ich aber der ADC steckt wie in fast allen fällen in einem uC.

Und wo ist jetzt hier das Problem. Dann wandert der uC samt ADC halt auf 
die "Hochspannungsseite" und wird als Slave degradiert. Auf der anderen 
Seite des Optokopplers sitzt dann dein Haupt uC als Cheffe.

Jetzt hoert doch mal mit den Optokopplern auf. Die ziehen viel zu viel 
Strom. Der Spannungsteiler passt schon. Wenn man mit hinreichend hohen 
Widerstaenden kommt kann man durchaus von einer Isolation sprechen. Bei 
22M fliessen grad mal noch 10uA. Dann auf einen FET-OpAmp-Subtrahierer. 
Ein Y-Kondensator laesst einiges mehr durch.

Uebrigens. Man sollte mit einem geerdeten Metallgehaeuse arbeiten.
und vielleicht GND = Erde, oder unweit davon weg setzen.