Hallo,
kann ich mit einem Trafo im Verhältnis 1:1 Spannungen "trennen"? Ich
möchte gerne kleine Wechselspannungen messen, die ich zuvor aus großen
Spannungen und Strömen erzeugt habe - also einmal über einen Shunt und
die Spannung über einen Spannungsteiler. Zur Messung des Stroms kann ich
alternativ auch einen Hallsensor oder eine Stromzange verweden, also
könnte man das Problem so ein bißchen vereinfachen.
Die Spannung soll dann an einem AD-Wandler angeschlossen werden - aber
nicht dierekt bzw. indierekt über den Spannungsteiler, sondern vorher
nochmal "getrennt" werden.
Es gibt ja kleine Trafos, die auf beiden Seiten die gleiche
Wicklungszahl haben. Meine Idee wäre zunächst, eben einen solchen
kleinen Trafo zu benutzen. Ich habe aber Angst, dass ich mir durch die
Induktion in dem Trafo mein Signal irgendwie noch weiter verändern
könnte. Wenn ich z.B. von einem Gerät die Phasenverschiebung zwischen
Strom und Spannung messen möchte und es dann auf Grund von den
Umwandlungsprozessen innerhalb des Trafos nochmals zu einer
(wahrscheinlich unbekannten) Verschiebung meines Signals kommt, dann
könnte das den Messaufbau in unangenehmer Weise beeinflussen.
Könnte ich auch einen Spannungs-Frequenz-Wandler (2mal) verwenden,
schicke dann ein Signal durch einen Trafo, um die Frequenz durch den
Trafo zu senden, oder würde auch die Frequenz durch den Trafo
beeinflusst werden?
Eine andere Methode wäre auch noch, einfach die Spannung mit einem ADC
zu messen, das Signal durch einen Optokoppler senden, damit es
galvanisch getrennt ist - diese Möglichkeit geht aber nicht, weil ich an
meiner Messaparatur viele Anschlüsse habe, um Spannungen zu messen und
die dann in den Anzeigen kalibrieren und mit Faktoren einstellen kann.
Ich müsste dann das Signal des ADCs verarbeiten, was ich nicht will.
Oder ginge auch auf der einen Seite ein ADC, dann je nach Bitbreite
entsprechend viele Optokopller und auf der anderen Seite ein
gleichwertiger DAC, der dann so galvanisch getrennt eine aequivalente
Spannung erzeugt?
Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet, würde ich mich sehr darüber
freuen.
》Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet, würde ich mich sehr darüber
freuen.
Ja, erst einmal Luft holen, nachdenken, und sagen was erreicht werden
soll. Die Frage, wie sie gestellt ist, erschliest sich mir nicht.
Ausserdem scheinst Du die Lösung ja schon zu wissen. Also, was ist die
Frage bzw das Problem?
Man schickt normalerweise keine Analogsignale direkt über einen
Übertrager ("Trafo 1:1"), außer in der HF-Technik. Für deine
Messtechnik-Anwendung: Meist wird das analoge Signal auf einen Träger
aufmoduliert (FM) und dann auf der anderen Seite wieder demoduliert oder
man nimmt ein Rechtecksignal und überträgt den digitalisierten Wert
(Information) in der Pulsweite dieses Rechtecksignals (PWM). Für
letzteres muss man den analogen Wert digitalisieren (ADC) und dann evtl.
auf der anderen Seite wieder analog wandeln mit einem DAC. Dann kann man
natürlich auch über einen / mehrere Optokoppler nachdenken (z.B. SPI
über Optokoppler).
Ein Trafo funktioniert nur für Wechselspannungen in einem zum Trafo
passenden Frequenzbereich.
Gleichspannungen kannst du damit nicht galvanisch trennen.
Um eine Gleichspannung galvanisch getrennt zu messen, kann man eine
Kondensator an einem Doppelumschalter verwenden:
+------o o-------+
| \ |
| \ |
o o |
| |
Spannung Kondensator Messgerät
| |
o o |
| / |
| / |
+------o o-------+
Der Umschalter muss die beiden linken Kontakte trennen bevor er zu denr
echten Kontakten schliesst, das kann ein 2 x um Relais sein.
Wenn die zu messende Spannung doch einen Bezug zum Messgerät hat auch
ein Analogumschalter.
Geht das nicht, muss man die zu messende Spannung in eine
Wechselspannung umwandeln, (Oszillator, Ausgangsspannungshöhe abhängig
von Versorgungsspannung) dann über eine Trafo schicken, und kann an der
anderen Seite des Trafos die Höhe der Wechselspannung messen. Da das
aber schnell ungenau wird, ist es besser, nicht die absolute Höhe der
Spannung zu übertragen, sondern sie in eine Frequenz (U/F Wandler wie
LM331) zu wandeln und die Frequenz zu messen. Dann geht statt einem
Trafo auch ein Optokoppler. Oder gleich per A/D-Wandler messen nnd dann
über den Optokoppler den digitalen Messwert übertragen.
>Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet,
Prinzipiell gibt es 1000e Möglichkeiten, aber ohne
Frequenzbereich-Angabe eigent. konkret nicht möglich.
>Wenn die zu messende Spannung doch einen Bezug zum Messgerät hat ..
dann gibt es aber nichts zu trennen
132 schrieb:> Man schickt normalerweise keine Analogsignale direkt über einen> Übertrager ("Trafo 1:1"), außer in der HF-Technik.
Das heißt also, dass Tausende professioneller Studiomischpulte der
völlige Schrott seien?
> Man schickt normalerweise keine Analogsignale direkt über einen> Übertrager ("Trafo 1:1"), außer in der HF-Technik.
Alle Spannungen sind analog, erst recht bei Audio(Mischpulten oder
ELA-Übertrager).
Anfänger schrieb:> kann ich mit einem Trafo im Verhältnis 1:1 Spannungen "trennen"?
Ja, aber nur AC
> Ich> möchte gerne kleine Wechselspannungen messen, die ich zuvor aus großen> Spannungen und Strömen erzeugt habe - also einmal über einen Shunt und> die Spannung über einen Spannungsteiler. Zur Messung des Stroms kann ich> alternativ auch einen Hallsensor oder eine Stromzange verweden, also> könnte man das Problem so ein bißchen vereinfachen.
öhm Frage?
Man könnte auch grosse Spannungen mit einem Trafo 10:1 herunterwandeln
und dann den Spannungsteiler weg lassen (wird/wurde im Hochstrom-
Hochspannungsbereich so gemacht). Das selbe für den Strom.
> Die Spannung soll dann an einem AD-Wandler angeschlossen werden - aber> nicht dierekt bzw. indierekt über den Spannungsteiler, sondern vorher> nochmal "getrennt" werden.
Deine Strecke sieht dann so aus:
AC->"Trennung"->Spannungsteiler->"Trennung"->ADC
Wozu? Die 2. Trennung bringt dir absolut nichts (ausser noch mehr
Probleme).
> Es gibt ja kleine Trafos, die auf beiden Seiten die gleiche> Wicklungszahl haben. Meine Idee wäre zunächst, eben einen solchen> kleinen Trafo zu benutzen. Ich habe aber Angst, dass ich mir durch die> Induktion in dem Trafo mein Signal irgendwie noch weiter verändern> könnte. Wenn ich z.B. von einem Gerät die Phasenverschiebung zwischen> Strom und Spannung messen möchte und es dann auf Grund von den> Umwandlungsprozessen innerhalb des Trafos nochmals zu einer> (wahrscheinlich unbekannten) Verschiebung meines Signals kommt, dann> könnte das den Messaufbau in unangenehmer Weise beeinflussen.
Wieso unbekannt? Die Trafos haben ein Rs, und ein Zl (für die
entsprechende Frequenz). Also kannst du die Impedanz ausrechnen und
schon ist die ganze Strecke bekannt.
> Könnte ich auch einen Spannungs-Frequenz-Wandler (2mal) verwenden,> schicke dann ein Signal durch einen Trafo, um die Frequenz durch den> Trafo zu senden, oder würde auch die Frequenz durch den Trafo> beeinflusst werden?
Ähm was jetzt? Hast du ein AC Signal, dass du über einen ADC schicken
möchtest oder möchtest du aus einem DC Signal eine Frequenz machen (was
auch immer für eine)? Und wieso wieder die 2 Trennungen?
> Eine andere Methode wäre auch noch, einfach die Spannung mit einem ADC> zu messen, das Signal durch einen Optokoppler senden, damit es> galvanisch getrennt ist - diese Möglichkeit geht aber nicht, weil ich an> meiner Messaparatur viele Anschlüsse habe, um Spannungen zu messen und> die dann in den Anzeigen kalibrieren und mit Faktoren einstellen kann.> Ich müsste dann das Signal des ADCs verarbeiten, was ich nicht will.
Optokoppler eignen sich nicht für AC (ausserdem haben sie beschränkte
Bereiche. Da dein AC Signal nicht definiert ist, denke ich nicht, dass
ein Optokoppler die Lösung ist).
Ausserdem, was willst du überhaupt? Jetzt kommt schon wieder etwas
undefinierbares...
Normalerweise sehen die Strecken so aus:
Eingang->"Trennung"->Analoges Zeug->uC->Anzeigen
oder
uC->sonst noch was->Trennung->Ausgänge.
> Oder ginge auch auf der einen Seite ein ADC, dann je nach Bitbreite> entsprechend viele Optokopller und auf der anderen Seite ein> gleichwertiger DAC, der dann so galvanisch getrennt eine aequivalente> Spannung erzeugt?
Was bitte ist eine Bitbreite? 1m, 10mm 1km?
Jetzt sieht deine Strecke plötzlich so aus:
Irgendwas->Optokoppler->ADC->Irgendwelche Umwandlung->DAC->Ausgabe
Mein Gott, ganz schön verwirrend!!!
> Falls ihr mir ein paar Tipps geben könntet, würde ich mich sehr darüber> freuen.
JA, BITTE denke nach, bevor du irgendwelche Worte zu sinnlosen Sätzen
zusammensetzt und dann wechselst du bei jedem Absatz noch die
Ausgangslage oder hast Gedankensprünge drin, die niemand nachvollziehen
kann.
-Was hast du für Eingangssignale (AD/DC, Frequenz, Amplituden...)?
-Was willst du als Ausgabe (Anzeige, Analogwerte,...)?
-Wie möchtest du die grosse unbekannte Box dazwischen realisieren, und
was soll diese können?
OT:
Sorry, aber ich kenne Leute die im Schlaf sprechen und noch sinnvolle
"Geschichten" zustande bringen. Aber das hier...
Trenne einfach den ADC auf seiner Digitalseite und fertig. Damit kannst
du mit dem ADC das zu messende Signal direkt messen, ohne
Beeinflussungen befürchten zu müssen. Das digitale Signal zwischen ADC
und µC wird dann galvanisch getrennt (da gibts ICs dafür mit
unterschiedlich vielen Kanälen, die haben oft sogar noch einen 1:1
DC-Wandler drin für die Stromversorgung des ADC) und damit ist das ganze
eine saubere Sache.
npn schrieb:> (da gibts ICs dafür mit unterschiedlich vielen Kanälen, die haben oft> sogar noch einen 1:1 DC-Wandler drin für die Stromversorgung des ADC)
Z.B. von Analog Devices die Baureihe ADUM. Man sollte aber unbedingt die
Applikationshinweise zum Thema Leiterplattenlayout und EMV beherzigen.
Der Transformator geht nur für Wechselspannung.
Für die Strommessung (vor allem Netzfrequenz) ist eine Trennung gar
nicht so selten - das nennt sich dann Stromwandler, und der Shunt kommt
dann auch auf die Sekundärseite. Der Transformator ist dann auch nicht
1:1, sondern eher mit einer Windung Primär und vielen Sekundär. Die
Übertragung ist nicht perfekt, aber doch schon relativ gut.
Für die Spannungsmessung ist der Transformator eher nicht so gut
geeignet - vor allem nicht hinter einem Teiler. Wenn überhaupt dann mit
einem Transformator der Primär direkt die zu messende Spannung sieht. So
wirklich hochohming sind halt Transformatoren eher nicht.
Spannungsfrequenzwandler sind möglich, es gibt aber auch noch andere
Wege, wie ADC/DAC oder auch ein Brücke mit Kapazitätsdioden, die über
Transformatoren ausgelesen wird. Es halt auch auf den Messbereich, die
Frequenzen und Anforderungen an.
Patrick B. schrieb:> OT:> Sorry, aber ich kenne Leute die im Schlaf sprechen und noch sinnvolle> "Geschichten" zustande bringen. Aber das hier...
Dito.
Bei digitaler Signalverarbeitung liefert unisoliertes Messen und
nachfolgendes Trennen im Regelfall die beste und reproduzierbarste
Perfomance.
