Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ampermeter immer positive Werte anzeigen


von Felix H. (master-tracker)


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Ich wurde von einem Modellbauer auf folgendes Problem angesprochen:

Um die Stromaufnahme einer Modelleisenbahn anzuzeigen wurde ein Analoges 
Ampermeter verbaut (0-1A).
Das auch bei einer Rückwärtsfahrt ein ein Positiven Wert ausgegeben hat.
Dieses Ampermeter war irgendwann kaputt und wurde entsorgt. Es wurde 
sich ein neues beschafft und festgestellt das bei einer Rückwärtsfahrt 
das Messgerät in den Minus Bereich möchte (logisch).
Erst dann würde dem Modellbauer klar das das externe Bauteil (angeblich 
brauch und klein) an dem Messgerät wichtig war. Dieses Bauteil würde 
aber mitentsorgt.

Nun meine Frage an euch.
Wie kann man am einfachsten mit einer Schaltung das Messgerät dazu 
bekommen sich nur im Positiven Bereich aufzuhalten auch bei einem 
Negativen Strom?

Die Suchfunktion hat mir nicht geholfen da mir auch die Suchbegriffe 
fehlen.

Danke schonmal für eure Antworten.

Gruß Felix

von Wilhelm F. (Gast)


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Das einfachste, was ich in einem Drehspul-Multimeter mal fand, war eine 
Gleichrichtung mit Dioden. Dafür war die Skalenteilung aber nicht 
linear, man sah da einen kleinen Unterschied Verschiebung zwischen 
Gleich- und Wechselstromskala. Für die Dioden nahm man auch 
Germanium-Typen Spitzendioden sowas wie OA95. Immerhin brauchte das 
alles überhaupt gar keine Stromversorgung.

von Sascha F. (sfleiss)


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Brückengleichrichter davor schalten sollte gehen..

lg,

Sascha

von Route_66 (Gast)


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Hallo!
Dreheisenistrumente schlagen immer positiv aus, bei positivem und 
negativem Gleichstrom sowie Wechselstrom.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Für das alte Verhalten: ein Dreheiseninstrument verbauen statt des jetzt 
(anscheined) als Ersatz besorgten Drehspulinstruments. Alternativ gibt 
es auch Drehspulinstrumente, bei denen der Zeiger seine Ruhestellung in 
der Mitte der Skale hat. Die können dann positive und negative Werte 
anzeigen.

Gleichrichter ist nicht so gut, weil der einen Totbereich am Anfang des 
Stellbereichs (also bei niedrigen Geschwindigkeiten) verursachen würde.


XL

von Felix H. (master-tracker)


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Schon lange her das ich das Thema hatte.
War mir nicht bekannt das es unterschiedliche Messverfahren gibt.

Werde mal prüfen lassen ob es sich bei dem aktuellen Gerät um eine 
Drehspule handelt.
Und dann mal am besten gegen ein Dreheisen tauschen.

Danke für eure Antworten habt mir sehr geholfen (meinem Modellbauer)

Gruß Felix

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Totbereich gilt nur für eine Spannungsanzeige. Der Spannungsabfall an 
den Dioden verändert nur die verbleibende Spannung an der Modellbahn, 
die Stromanzeige stimmt.

: Bearbeitet durch User
von Route_66 (Gast)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> die Stromanzeige stimmt.

Falsch!
Drehspulinstrumente im A-Bereich sind Spannungsmeßgeräte über einem 
Shunt.
Weil der Spannungsabfall gering sein sollte, ist gerade in diesem 
anwendungsfall die Kennlinie von Dioden so störend und die Skala 
nichtlinear.

von Andrew T. (marsufant)


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Route_66 schrieb:
> Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
>> die Stromanzeige stimmt.
>
> Falsch!
> Drehspulinstrumente im A-Bereich sind Spannungsmeßgeräte

typischerweise haben diese Instrumente : 60mV (!!) VOLLAUSSCHLAG

> über einem
> Shunt.
> Weil der Spannungsabfall gering sein sollte, ist gerade in diesem
> anwendungsfall die Kennlinie von Dioden so störend und die Skala
> nichtlinear.

Korrekt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Totbereich gilt nur für eine Spannungsanzeige. Der Spannungsabfall an
> den Dioden verändert nur die verbleibende Spannung an der Modellbahn,
> die Stromanzeige stimmt.

Du hast mich nicht verstanden. Es gibt einen Totbereich am Fahrsteller, 
nicht an der Anzeige. Wenn der Fahrsteller von bspw. 0-12V geht, dann 
schneidet ein Brückengleichrichter 1.4V weg. Am Anfang des Stellbereichs 
passiert nix und am Ende sind es dann nur noch 10.6V statt 12V. Stört 
beides.


XL

von Reinhard Kern (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> typischerweise haben diese Instrumente : 60mV (!!) VOLLAUSSCHLAG

Na und? Nur eine Denkblockade. Wenn der Brückengleichrichter vor dem 
Shunt sitzt, also der ganze Strom durch Shunt und Instrument fliesst, 
gibt es keinen Totbereich der A-Anzeige. Bloss ist dann eine 
Mindestspannung von mehr als 1 V nötig, damit überhaupt Strom fliesst, 
aber das ist wieder ein anderes Thema. Man kann zwischen den Nachteilen 
wählen, für die Modellbahn würde ich es wie beschrieben machen, dann 
fährt die Lok halt etwas später los. Bei Null tut sie das ja sowieso 
nicht.

Gruss Reinhard

von Arsenico (Gast)


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OPVerstaerkerschaltungen  beseitigen diesen negativen Effekt !
Sprich : Aktiver Gleichrichter.

von Wilhelm F. (Gast)


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Leute, wegen all dieser Problemchen schlug ich weiter oben schon das 
Multimeter vor. Ich hatte mal so ein ICE680R mit 
Wechselstrommeßbereichen, wo nur Ge-Spitzendioden drin waren. Alles 
passive Schaltung ohne separate Versorgungsspannung, Meßfehler in allen 
Meßbereichen unter 1%.

Selbstverständlich fällt da auch z.B. im 2A-Meßbereich Spannung ab, aber 
das hält sich doch in Grenzen. Ich würde mir an Stelle des TO mal den 
Schaltplan so eines Gerätes anschauen, ob man da nicht ein Detail von 
gebrauchen könnte.

Und Dreheisen: Ist da die Skala nicht etwas verzerrt?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Felix H. schrieb:
> Ampermeter
Eines noch: der gute Mann hieß André-Marie Ampère.
Und das spricht sich in etwa: Opääa

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Wilhelm F. schrieb:
> Leute, wegen all dieser Problemchen schlug ich weiter oben schon das
> Multimeter vor. Ich hatte mal so ein ICE680R mit
> Wechselstrommeßbereichen, wo nur Ge-Spitzendioden drin waren. Alles
> passive Schaltung ohne separate Versorgungsspannung, Meßfehler in allen
> Meßbereichen unter 1%.
...
> Und Dreheisen: Ist da die Skala nicht etwas verzerrt?

Nur daß es nicht um ein Meßgerät geht. Das soll lediglich ein 
Schätzeisen sein, damit man ungefähr abschätzen kann, wieviel Strom aus 
dem Fahrtrafo rinnt. Im Prinzip das "Mäusekino" der vor-LED-Ära.

OK, es taugt auch für einfachste Diagnosen. Wenn der Zeiger beim 
Aufdrehen auf 0 bleibt, hat man offensichtlich eine Unterbrechung. Und 
wenn der Zeiger ausschlägt, der Zug sich aber nicht bewegt, dann hat man 
einen Kurzschluß.

Dreheisen ist schon angemessen. Drehspule würde übrigens auch so gehen 
wie gewünscht (polungsunabhängig) - dazu müßte man es allerdings vor 
dem Polwender anschließen. Und der Fahrtrafo muß einen Polwender haben.


XL

von Wilhelm F. (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:

> Dreheisen ist schon angemessen.

OK, genehmigt. Wenn es nur wirklich so eine Sichtanzeige sein soll, um 
einfach nur "viel" und "wenig" zu unterscheiden.

von Felix H. (master-tracker)


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Wilhelm F. schrieb:
> OK, genehmigt. Wenn es nur wirklich so eine Sichtanzeige sein soll, um
> einfach nur "viel" und "wenig" zu unterscheiden.

Habe gerade noch mal mit dem Modellbauer gesprochen und es soll keine 
100% Anzeige der Stromaufnahme sein, sonder liegt der Wert über 0,5A 
wird die Lok gewartet bzw. der Motor gereinigt.

Somit wird nun erst mal geprüft ob eine Drehspule derzeit verbaut ist 
und wenn ja ob es durch ein Dreheisen getauscht werden kann.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Felix H. schrieb:
> Somit wird nun erst mal geprüft ob eine Drehspule derzeit verbaut

Da brauchst man gar nicht prüfen: Wenn es bei Rückwärtsfahrt negativ 
ausschlägt ist es ein Drehspulinstrument.
Bevor da Geld für ein Dreheiseninstrument ausgegeben wird, würde ich es 
mit einem Brückengleichrichter probieren, ob das Verhalten ausreichend 
ist, siehe:

Axel Schwenke schrieb:
> Es gibt einen Totbereich am Fahrsteller,
> nicht an der Anzeige. Wenn der Fahrsteller von bspw. 0-12V geht, dann
> schneidet ein Brückengleichrichter 1.4V weg. Am Anfang des Stellbereichs
> passiert nix und am Ende sind es dann nur noch 10.6V statt 12V. Stört
> beides.

So eine Brücke kostet fast nichts: 
http://www.reichelt.de/B250C1500RUND/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=4612&artnr=B250C1500RUND&SEARCH=B250C1500RUND

Gruß Dietrich

von Wilhelm F. (Gast)


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Felix H. schrieb:

> Habe gerade noch mal mit dem Modellbauer gesprochen und es soll keine
> 100% Anzeige der Stromaufnahme sein, sonder liegt der Wert über 0,5A
> wird die Lok gewartet bzw. der Motor gereinigt.

Na sowas hörte ich aber auch noch nicht, überhöhte Stromaufnahme als 
Verschleißindikator. Ja, da gehts wohl mit einem einfachsten Instrument, 
was vielleicht auch keine Zahlenskala hat, sondern eine Farbskala, grün, 
gelb, rot.

Welche Daten hat eigentlich das aktuell vorhandene Instrument, und ist 
es ein Drehspulinstrument? Vielleicht kann man es dann auf einfache 
Weise behalten. Einen Shunt für den Hauptstrom hinein, und mal Dioden 
als Meßgleichrichter. Wenn an so einem Drehspulinstrument 60mV abfallen, 
sollte bestimmt ein Shunt reichen, an dem vielleicht 500mV bei 
Vollausschlag abfallen, das wären dann nur 0,5 Ohm.

von Michael_ (Gast)


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Wilhelm F. schrieb:
> Leute, wegen all dieser Problemchen schlug ich weiter oben schon das
> Multimeter vor. Ich hatte mal so ein ICE680R mit
> Wechselstrommeßbereichen, wo nur Ge-Spitzendioden drin waren. Alles
> passive Schaltung ohne separate Versorgungsspannung, Meßfehler in allen
> Meßbereichen unter 1%.

Wenn da Dioden drin sind, ist auf alle Fälle auch die Kurve verzerrt.
Und zwar unterschiedlich für Gleich oder Wechselspannung/Strom.
In meiner Anfangszeit hatte ich einen erschwinglichen Multiprüfer-II.
http://www.radiomuseum.org/r/simeto_multipruefer_ii_2.html
Man sieht, die Skala ist nicht linear.
Und Ge-Dioden sollten es schon sein wegen der Flußspannung.

von Axel R. (Gast)


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von wendelsberg (Gast)


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Michael_ schrieb:
> Wenn da Dioden drin sind, ist auf alle Fälle auch die Kurve verzerrt.

Aer eben nicht beim Strommessen, der Strom muss immer durch den Shunt, 
damit ist die angezeigte Spannung linear zum Strom (bei 
Brueckengleichrichter vor dem Shunt).

wendelsberg

von Wilhelm F. (Gast)


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Michael_ schrieb:

> Wenn da Dioden drin sind, ist auf alle Fälle auch die Kurve verzerrt.
> Und zwar unterschiedlich für Gleich oder Wechselspannung/Strom.

Das schrieb ich doch weiter oben schon, daß die Skaleneinteilung bei 
Gleich- und Wechselstrom etwas unterschiedlich ist. Aber bei den 
Zeigerinstrumenten war es doch gerade genial, daß man die 
Skalenbeschriftung anpassen konnte, anstatt die Elektronik, um den 
Meßfehler zu korrigieren.

Da der TO ja nur ein Schätzeisen will, wäre es den Versuch ja wert, für 
den Hauptstrom mal einen Shunt zu nehmen, und daran eine einzelne 
Ge-Spitzendiode in Einweggleichrichtung zu versuchen.

Mal sehen, ob ich den Schaltplan vom ICE680R finde, und schaue, wie es 
dort wirklich war mit den Dioden. Es war ein gutes Gerät, keine 
Wühltisch- oder Billigbaumarktqualität. Allerdings eben auch kein 
teueres Transistor-Multimeter.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Wilhelm F. schrieb:
> Da der TO ja nur ein Schätzeisen will, wäre es den Versuch ja wert, für
> den Hauptstrom mal einen Shunt zu nehmen, und daran eine einzelne
> Ge-Spitzendiode in Einweggleichrichtung zu versuchen.

Das nützt aus zwei Gründen nix:

1. der TE hat kein nacktes Meßwerk, sondern eins mit fest eingebautem 
Shunt. Sein Kenntnisstand ist auch offensichtlich nicht so, daß er den 
Shunt entfernen könnte, ohne dabei Schaden anzurichten. Außerdem wird 
das Meßwerk eher unempfindlich sein (wenn es für ein Amperemeter mit 1A 
Endwert gedacht war).

2. Einweggleichrichtung reicht nicht. Er will Gleichstrom beiderlei 
Polarität anzeigen können. Das heißt Brückengleichrichter. Das heißt 
immer zwei Diodenstrecken in Reihe zum Meßwerk. Das heißt deutlich mehr 
Verzerrung am Skalenanfang.


XL

von Wilhelm F. (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:

> 2. Einweggleichrichtung reicht nicht. Er will Gleichstrom beiderlei
> Polarität anzeigen können.

Das war auch nur zum einfachsten Test gedacht, wie es mit einer 
einzelnen Diode sich verhalten würde. Selbstverständlich später 
Brückengleichrichter. Mir fiel auch noch eine Variante mit zwei Dioden 
als Mittelpunktgleichrichter ein, dafür müßte der Shunt aber gesplittet 
sein, also mit Mittelanzapfung.

Aber OK, wenn der Shunt unzugänglich ist, dann hat es sich erledigt.

von Harald W. (wilhelms)


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Axel Schwenke schrieb:

> Außerdem wird das Meßwerk eher unempfindlich sein

Mir ist eigentlich bis jetzt kein Drehspulmeßwerk mit mehr als
1mA Vollausschlag untergekommen. Der Rest des Stroms muss eben
per Shunt "vernichtet" werden.
Gruss
Harald
PS: M.E. wäre ein Dreheiseninstrument für Felix wirklich die
beste Lösung. Aber vermutlich hat er sein Drehspulinstrument
bereits gekauft und kann es nicht zurückgeben. Gleichrichter
für Drehspulinstrumente zur Strommessung sind jedenfalls nicht
trivial und vor allen für Laien kaum nachzurüsten.

von Udo S. (urschmitt)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Gleichrichter
> für Drehspulinstrumente zur Strommessung sind jedenfalls nicht
> trivial und vor allen für Laien kaum nachzurüsten.

Seh ich in dem Fall nicht so. Der TO braucht das um den Strom einer 
Modelleisenbahn zu messen. Dazu braucht man kein 
Präzisions-Messgleichrichter. Mit einem Brückengleichrichter fährt die 
Lok halt bei gleicher Spannung etas langsamer, bzw. man muss den Regler 
des Trafos 5° weiterdrehen damit die Lok wieder genausoschnell ist wie 
vorher. Da es hier zum einen nicht auf 2-5% Genauigkeit ankommt und zum 
anderen bei Modelleisenbahnen eh so gut wie nie Vollgas gefahren wird, 
kann der TO mit dem Brückengleichrichter meiner Meinung nach gut leben.
Da das Teil nur Cents kostet sollte er es einfach probieren.

Gruß, Udo

von Udo S. (urschmitt)


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Felix H. schrieb:
> Erst dann würde dem Modellbauer klar das das externe Bauteil (angeblich
> brauch und klein) an dem Messgerät wichtig war.

Das war eher einfach der 1A Shunt, der extern angebracht war.

von Wilhelm F. (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:

> Da das Teil nur Cents kostet sollte er es einfach probieren.

Einfache Lösung, die bestimmt funktionieren wird. Allerdings muß man 
sich an einen Totpunkt um Null herum am Stelltrafo gewöhnen.

Ich hatte mal so einen Eisenbahn-Stelltrafo nicht kontinuierlich, 
sondern mit 6 Stufen also 6 Trafoabgriffen von min bis max. Da könnte es 
ärgerlicher werden, und eine Stufe von 6 unter gehen.

von Harald W. (wilhelms)


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Udo Schmitt schrieb:
v
> Da es hier zum einen nicht auf 2-5% Genauigkeit ankommt

Ich denke das ist die Genauigkeit, die das Meßwerk im Originalzustand
hätte. Hier geht es eher darum, ob man auch mit 50% oder mehr Fehler
zufrieden ist. Und das auch nur, wenn man mindestens 0,5V Spannungs-
abfall zulässt. Die korrekte Lösung wäre ein neuer Shunt, dahinter
ein OPV-Verstärker und ein sog. Präzisionsgleichrichter mit OPV und
dann ein Meßwerk mit ca. 1mA Vollausschlag. M.E. wäre es das beste.
das gekaufte Meßgerät als Verlust abzuschreiben, und ein neues
Dreheisenmeßgerät zu kaufen.
Gruss
Harald

von Wilhelm F. (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:

> Die korrekte Lösung wäre ein neuer Shunt, dahinter
> ein OPV-Verstärker und ein sog. Präzisionsgleichrichter mit OPV und
> dann ein Meßwerk mit ca. 1mA Vollausschlag.

Man könnte es ja elektronisch korrekt machen, aber eine Zusatzspeisung 
Betriebsspannung für das Instrument will bestimmt niemand.

Da der TO ja nur einen Punkt wissen will, wo die Stromstärke durch 
Verschleiß zu nimmt: Wie wäre es mit nur einer (bzw. zwei antiparallel) 
roten LED 1,6V an einem Shunt? Er will ja nur eine Grenzüberschreitung 
wissen.

von Reinhard Kern (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Mit einem Brückengleichrichter fährt die
> Lok halt bei gleicher Spannung etas langsamer, bzw. man muss den Regler
> des Trafos 5° weiterdrehen damit die Lok wieder genausoschnell ist wie
> vorher.

Das wurde jetzt schon mehrfach vorgeschlagen, aber einige 
Diskussionsteilnehmer sind damit intellektuell vollkommen überfordert. 
Seither dreht sich die Diskussion nur noch im Kreis - allzuviele 
Möglichkeiten gibt es ja auch nicht. Ich schau dann mal beim 200. Post 
wegen der angeblichen Skalenverzerrung wieder vorbei.

Gruss Reinhard

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