Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage Ausgangsspannung von Sensor (Pyranometer)


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von Hendrik W. (derhendrik)


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Hallo Mikrocontroller-Forum,

ein Freund von mir misst derzeit mit einem Pyranometer die 
Sonneneinstrahlung.
Dieser Sensor liefert eine zur Strahlung proportionale Ausgangsspannung 
an den zwei Klemmen L+ und L-.

Hier für die Interessierten einmal die Betriebsanleitung:

Kurzanleitung: 
http://www.rg-messtechnik.de/assets/files/Aktuelle-PDF/ka_pyranometer_cmp3.pdf

Betriebsanleitung: 
http://www.rg-messtechnik.de/assets/files/Aktuelle-PDF/ba_cmp-pyranometer_d.pdf

Eine ursprüngliche Idee war es, diese Spannung mit einem Arduino zu 
loggen. (Macht ohne Operationsverstärker ja eh nur wenig Sinn, da das 
Ausgangssignal 0-30mV ist, laut Anleitung sollte der "Fehler" der 
Messeinheit nur im μV-Bereich liegen)

Meine Frage ist es jetzt: Wenn ich zwischen L+ und L- eine Spannung von 
beispielsweise 1V anliegen habe, dann kann es doch trotzdem sein, dass 
die Spannung L+ zum GND vom Arduino 19V beträgt und die Spannung L- zum 
GND vom Arduino entsprechend 18V (Werte einfach mal frei gewählt)
Ich meine mich daran zu erinnern, hier von einem "hängenden Potential" 
oder "floating voltage" gehört zu haben, welches sich eben nicht auf das 
Erdpotential bezieht, sondern ein anderes Referenzpotential hat. Leider 
finde ich keine sehr aussagekräftigen Treffer bei Google dazu.

Das Problem ergibt sich jetzt, wenn ich ganz banal die Spannung L+ -> L- 
mit meinem Arduino messen will: Ich schließe L+ an einen analogen 
Eingang an, L- an meine GND, da ich ja zuvor zwischen L+ und L- nur 1V 
gemessen habe und es somit ja gut in mein 0-5V Fenster des Arduinos 
passt. Entsteht jetzt nicht ein Kurzschluss zwischen L- und GND? Kann 
ich im Vorfeld einfach mit einem Multimeter die Spannung zwischen L- und 
GND des Arduinos messen, wenn diese gar nicht miteinander elektrisch 
verbunden sind, um somit schonmal zu sehen: "Ah, da hängt die Spannung 
auf 18V über meinem GND, das verkabel ich mal besser nicht!"

Wahrscheinlich sind die hier gestellte Fragen teilweise auf mein 
wackeliges Verständnis von Masse  Erdung  GND zurückzuführen, da lese 
ich aber nach wie vor fleißig weiter.

Entschuldigt diese "wall of text" und fast banale Frage, ist aber 
wirklich kein Trollversuch. Die Frage lässt mir aber einfach keine Ruhe.

PS: Der Sensor selber braucht keine eigene Spannungsversorgung, ist auch 
an keiner angeschlossen.

Danke und euch ein schönes Wochenende

Hendrik

von Hubert G. (hubertg)


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Du hängst -L auf GND und +L auf den ADC Eingang und gut ists. Es kann 
nichts passieren da der Sensor keine eigene Stromversorgung hat.
Du siehst Probleme die nicht vorhanden sind.
Ohne OP aber ohnehin zwecklos.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Hendrik W. schrieb:
> Wenn ich zwischen L+ und L- eine Spannung von beispielsweise 1V
> anliegen habe...

...dann ist dein Pyranometer-Thermoelement-Pile kaputt.

Du musst mit einem uV-genauen OpAmp verstärken um 100 auf sagen wir 2V 
für 1000W/m2.
1
                  +5V
2
                   |
3
L+ --10k--+-------|+\ MCP6V11/LMP2021
4
          |       |  >--+-------------A/D
5
        100nF  +--|-/   |
6
          |    |        |
7
L- -------+-1k-+--99k---+
8
          |
9
          +---------------------------GND

von Hendrik W. (derhendrik)


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Erstmal danke euch beiden für die Antworten!

@laberkopp
Diese 1V zwischen L+ und L- habe ich nur als Zahlenbeispiel gewählt und 
macht in Verbindung mit dem Pyranometer wenig Sinn, sorry für die 
Verwirrung!

Kenne die physikalischen Effekte, welche zur Messung von Strahlung 
genutzt werden, nicht. Deswegen hat mich diese Frage so beschäftigt, ob 
nicht vielleicht die Spannung doch irgendwie höher ist.

Die Tatsache, dass es eben L- und getrennt davon die Abschirmung mit 
Verbindung zur Erde gibt, hat mich zusätzlich verwirrt.

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