Hallo, ich möchte mit einem ADC eines Dataloggers eine 50 Hz Wechselspannung abtasten. Es sind nur sps samplings per second angegeben. Ich verstehe nicht was ein sample pro Sekunde bedeutet. Man müsste diese Wechselspannung min. mit der doppelten frequenz abtasten. fabtast = 100 Hz wenn ich 100 samplings / sekunde habe würde es dem dann entsprechen? oder bedeutet sps etwas anderes ? Vielleicht kennt sich jemand aus!
Leonia schrieb: > Man müsste diese Wechselspannung min. mit der doppelten frequenz > abtasten. Nein, mit mehr als der doppelten Frequenz, also mindestens mit 101 Hz.
Mal wieder wie immer: Bloß keine Details, Randbedingungen usw. rausrücken. Wofür ist die Messung denn gedacht bzw. was ist das Ziel? Wenn nur die Frequenz aus den Meßwerten berechnet werden soll, ist Nyquist Dein Freund. Bei so ziemlich allem anderen aber nicht...
Leonia schrieb: > Oh ok Hr. Nyquist danke! Was will denn der Nyquist hier - dafür ist Shannon zuständig.
Wenn die Wellenform über viele Perioden sich nicht ändert, dann kann mit
>100 samples per second schon brauchbar gemessen werden. Bei 101 bis 102
sps sollten es schon mindestens 10 bis 20 Perioden sein, um noch
aussagen zu können ob es ein sinus, dreieck oder rechteckiges Signal
war. Will man dies bereits anhand einer Periode (20ms) bestimmen, so
wären hier 1000 sps angebracht um Aussage über den Kurvenverlauf zu
bekommen.
Hi danke: Wechselspannung soll gemessen werden. Vom Hausnetz. Auf einen Wert von etwa 0...5 V heruntertransformiert. Wenn eine Umsetzzeit von 60 ms gegeben ist, was bedeutet das? 1/60ms =16,6 Hz (vielleicht sogar weniger, da nache einer umsetzung eine Pause vorliegt?) Das wäre doch zum Beispiel zu wenig oder? http://www.meilhaus.de/fileadmin/upload/pdf/Datasheets_english/Pico/TechDaten_ADC20.pdf
Außerdem frage ich mich, was folgendes bedeutet: (Eingänge 16) 12 bit, max. 10 Hz/Kanal; bis zu 500 Werte/s ermittelbar (PC und Software abhängig) 10 Hz pro Kanal wären ja auch zu wenig... http://www.meilhaus.de/usb-ad,i1.htm Für eine etwas teurere Version erhält man : 14 bit, max. 20 kHz Summenabtastrate was soll das denn wieder bedeuten.. Wichtig ist doch eigentlich wie schnell ich die werte Abtaste. Die abgetasteten Werte sollen dann in irgendeiner form gespeichert werden..
https://de.wikipedia.org/wiki/Abtastrate Abtastrate, auch Samplingrate oder Samplerate, ist in der Signalverarbeitung die Häufigkeit, mit der ein Analogsignal, auch zeitkontinuierliches Signal genannt, in einer vorgegebenen Zeit, meistens einer Sekunde, abgetastet, d.h. gemessen und in ein zeitdiskretes Signal umgewandelt wird. Also bedeutet das, wenn da steht 500 S/s dass 16 Bits * 500 pro Sekunde aufgenommen werden können? Das sind dann 8000 Bits = 8 KBit pro Sekunde... sind in 1000 Sekunden 8 MB! (16 min) Das hört sich logisch an.. Kann ich dann sagen ich taste mit 500 Hz ab? D.h ich kann damit 50 Hz erfolgreich abtasten... Das wäre ja zu einfach ...
Außerdem macht die Angabe doch gar keinen Sinn: 12 bit, max. 10 Hz/Kanal; bis zu 500 Werte/s ermittelbar (PC und Software abhängig) 10 Hz pro Kanal (16 Kanäle) 16 Kanäle* 10 Werte /s = 160 Werte /s 1 Wert = 12 Bit 16*12*10 /s =1920 Bit /s != 500 Werte/s Das ist doch total verwirrend!
>Wenn die Wellenform über viele Perioden sich nicht ändert, dann kann mit >>100 samples per second schon brauchbar gemessen werden. Bei 101 bis 102 >sps sollten es schon mindestens 10 bis 20 Perioden sein, um noch >aussagen zu können ob es ein sinus, dreieck oder rechteckiges Signal >war. Will man dies bereits anhand einer Periode (20ms) bestimmen, so >wären hier 1000 sps angebracht um Aussage über den Kurvenverlauf zu >bekommen. Danke sehr :)
Wenn du die Netzspannung mit 100 Samples pro Sekunde abtastest, kannst du nicht erkennen, welche Form der Spannungsverlauf hat. Also kannst du damit letztendlich höchstens prüfen, ob die Frequenz wirklich 50Hz beträgt und welche Spannung sie hat. Andererseits kann man die Frequenz mit einem Timer und Nulldurchgangsdetektor viel schneller und präziser erfassen und muss dazu außerdem viel weniger temporäre Daten speichern. Und die Spannung kann man hinter einem Gleichrichter und Integrator leichter messen, vor allem wenn einzelne Ausrutscher nach oben oder unten ohnehin weg gefiltert werden sollen. Auch hier reduziert sich die Menge der Daten erheblich. Die wichtige Frage, die hier noch nicht erörtert wurde ist: WAS willst du messen? Welche Eigenschaft der Netzspannung ist bei diesem Projekt von Inteesse?
Leonia schrieb: > Wechselspannung soll gemessen werden. > Vom Hausnetz. Auf einen Wert von etwa 0...5 V heruntertransformiert. Stefan U. schrieb: > Welche Eigenschaft der Netzspannung ist bei diesem Projekt > von Inteesse? Wahrscheinlich nur die Amplitude, ein einfaches AC-Voltmeter. MfG Klaus
Manfred schrieb: > Was will denn der Nyquist hier - dafür ist Shannon zuständig. Eigentlich beide: https://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Frequenz https://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem Leonia schrieb: > Wechselspannung soll gemessen werden. WAS soll da gemessen werden? Spitzenspannung? Effektivwert? Signalverlauf? Frequenz? ... Leonia schrieb: > Für eine etwas teurere Version erhält man : > 14 bit, max. 20 kHz Summenabtastrate > > was soll das denn wieder bedeuten.. Wenn du mehrere Kanäle gleichzeitig abtastest, teilt sich die Abtastrate auf die Kanäle auf, weil sie gemultiplext sind. In Summe sind es dann maximal 20.000 Samples, die pro Sekunde aufgenommen werden können. So würde ich das deuten. Leonia schrieb: > Also bedeutet das, wenn da steht 500 S/s dass 16 Bits * 500 pro Sekunde > aufgenommen werden können? Ja. > Kann ich dann sagen ich taste mit 500 Hz ab? Ja. Stefan U. schrieb: > Wenn du die Netzspannung mit 100 Samples pro Sekunde abtastest, kannst > du nicht erkennen, welche Form der Spannungsverlauf hat. Im ungünstigsten Fall käme, wenn die Abtastrate exakt das doppelte der Signalfrequenz ist, immer 0 raus, nämlich dann, wenn man zufällig immer genau beim Nulldurchgang abtastet. Deshalb braucht man ja mehr als das Doppelte. > Die wichtige Frage, die hier noch nicht erörtert wurde ist: WAS willst > du messen? Welche Eigenschaft der Netzspannung ist bei diesem Projekt > von Inteesse? Richtig. Das ist die wichtigste Frage, die bisher unbeantwortet geblieben ist. Nach dieser richtet sich aber, wie man es misst.
Vielen dank für die Antworten. Ich möchte nun erst einmal den Effektivwert messen.
Verwendet eine Spitzenwert-Gleichrichter, dann spielt die Abtastrate keine Rolle. Dann wären sogar 1Hz brauchbar. http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
Leonia schrieb: > Ich verstehe nicht was ein sample pro Sekunde bedeutet. Dann schau doch mal in ein Englisch-Deutsch Wörterbuch. Das englische Verb (to) sample hat u.A. die Bedeutung abtasten. Das Substantiv sample bedeutet in diesem Zusammenhang dann Abtastwert. Wenn es allerdings um die Messung des Effektivwerts geht, dann reichen 2 Abtastungen pro Periode bei weitem nicht aus.
Leonia schrieb: > 1/60ms =16,6 Hz > (vielleicht sogar weniger, da nache einer umsetzung eine Pause > vorliegt?) > Das wäre doch zum Beispiel zu wenig oder? > > http://www.meilhaus.de/fileadmin/upload/pdf/Datasheets_english/Pico/TechDaten_ADC20.pdf deine Messkarte benutzt entweder einen Delta-Sigma ADC oder einen Mehrrampen-ADC. Auf jeden Fall wird das Signal bei 50Hz um 120dB unterdrückt (in deinem Datenblatt als Rauschunterdrückung bezeichnet, weil viele Störungen 50Hz oder vielfache davon haben und weil der Autor des Datenblatts alles bei 50Hz nur als Rauschen/Störung betrachtet und nicht als Signal). Wenn du damit eine 50Hz-Schwingung zeitaufgelöst messen wolltest, bleibt leider gar nichts von ihr übrig - deine Messkarte ist nur für deutlich niedrigere Frequenzen geeignet. Wenn du die Messkarte trotzdem einsetzen willst um den Effektivwert zu bestimmen, musst du erst analog den Effektivwert deiner Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandeln. Dafür gibts spezielle ICs: http://www.digikey.de/product-search/de/integrated-circuits-ics/pmic-rms-to-dc-converters/2556572?k=rms
Wie wärs mit einem einfachen Multimeter ? gähn
Axel S. schrieb: > Wenn es allerdings um die Messung des Effektivwerts geht, dann reichen 2 > Abtastungen pro Periode bei weitem nicht aus. Es sei denn, man kann Annahmen über die Signalform machen.
>Wenn du die Messkarte trotzdem einsetzen willst um den Effektivwert zu >bestimmen, musst du erst analog den Effektivwert deiner Wechselspannung >in eine Gleichspannung umwandeln. Dafür gibts spezielle ICs: >http://www.digikey.de/product-search/de/integrated... die messkarte muss ich nicht unbedingt einsetzen. Die war nur ein Beispiel dafür, dass die Umsetzzeit zu niedrig ist. Gibt es denn eine alternative dazu ? Diese vielleicht: http://www.meilhaus.org/downloadserver/redlab/redlab_specs/d/TD_RedLab_2408-2AO_de.pdf Wo ist dabei der Unterschied zwischen Datenrate und maximaler Durchsatzrate? Da steht zum Beispiel: A/D Datenrate = 3750 S/s und dabei Maximaler Datendurchsatz = 1102,94 Hz Wie hängt das denn zusammen?! Danke!
Da ist ne Formel gegeben: Wahrscheinlich: Echte verarbeitungsfrequenz= 1 / (dauer von 1 Samples + 640µs) Das ist dann die Echte Durchsatzrate, also wie lange es dauert bis ein Wert abgespeichert ist..Oder so ähnlich
Leonia schrieb: > Wo ist dabei der Unterschied zwischen Datenrate und maximaler > Durchsatzrate? Auf S. 6 (27) des Dokuments findest du die Umrechnung zwischen beiden. Datenrate betrifft alleine den ADC (wie lange braucht der für eine Umsetzung). Dann kommen offensichtlich pro Umsetzung noch 640µs "Wartezeit" dazu (wahrscheinlich wird erst das Ende der Umsetzung abgewartet, dann werden die Daten innerhalb von 640µs verschickt, dann erst startet die nächste Messung). Und wenn du nicht nur einen Kanal umsetzen willst sondern mehrere, dann geht die Datenrate jedes einzelnen Kanals nochmal entsprechend in die Knie. Leonia schrieb: > Da steht zum Beispiel: > A/D Datenrate = 3750 S/s und dabei Maximaler Datendurchsatz = 1102,94 > Hz > > Wie hängt das denn zusammen?! schaust du eine Zeile weiter oben, da steht die zugehörige Formel. Mit 1102,94Samples pro Sekunde kannst du den 50Hz-Sinus schon einigermaßen sinnvoll ausmessen. Außer der Sinus wäre gar kein Sinus sondern hätte viele Oberwellen, die du mitmessen musst. Dann wäre 1kS/s schon wieder etwas wenig. Leonia schrieb: > Echte verarbeitungsfrequenz= 1 / (dauer von 1 Samples + 640µs) > Das ist dann die Echte Durchsatzrate, also wie lange es dauert bis ein > Wert abgespeichert ist..Oder so ähnlich abgespeichert oder übers Interface verschickt - so würde ich das auch intepretieren.
Also es ist eine Wechselspannung nach einem Wechselrichter die überprüft werden soll. Es soll der Effektivwert gemessen werden. Wenigsten habe ich eine Hinweis auf die Abtastrate von 50 Hz Wechselspannung gefunden: (S. 99 ) https://books.google.de/books?id=jroxBQAAQBAJ&pg=PA99&lpg=PA99&dq=50+hz+abtasten+effektivwert&source=bl&ots=GWCeq6eyhx&sig=i9m5pHhUVuuoem272OUtw2rnr7g&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjco9TO1-bOAhWGORoKHdNQAlQQ6AEIQTAE#v=onepage&q=50%20hz%20abtasten%20effektivwert&f=false
Übrigens: "Diese geringere Durchsatzrate beruht auf der Rauschfilterungsfunktion des RedLab 2408-2AO. Die Größe der Rauschfilterung lässt sich über eine entsprechende Anpassung der Einstellungen der Datenrate verändern. Wird die Datenrate verringert, nimmt die Mittelwertbildung der Abtastungen zu und das Rauschen geht entsprechend zurück. "
Rolf M. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Wenn es allerdings um die Messung des Effektivwerts geht, dann reichen 2 >> Abtastungen pro Periode bei weitem nicht aus. > > Es sei denn, man kann Annahmen über die Signalform machen. Auch dann nur in der Theorie - indem man die Funktion an die Meßpunkte fitted. Praktisch wird man zur Messung des Effektivwerts aber die Quadrate von Samples über passende Zeitintervalle mitteln (evtl. gleitend). Und dann braucht man entweder eine wesentlich höhere Abtastrate, oder - unter der Annahme daß das Signal periodisch ist - zumindest eine große Anzahl Meßwerte (lies: ein langes Meßintervall).
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Kennt ihr denn noch weiter Hersteller außer: Adlink, Meilhaus, Picotech, die für eine Wechselspannungsmessung RMS geeignet wären? Danke!
du meinst Hersteller von Messkarten, die schnell genug abtasten? Da gibt es wohl noch diverse. Direkt in den Sinn kommen mir AllDAQ, Messcomp und natürlich die ganze Hardwarepalette von National Instruments, aber es gibt sicher noch andere. Was Ashoka vorgeschlagen hat wäre natürlich auch eine Lösung. Nicht das zeitabhängige Signal abtasten sondern "irgendein" Multimeter mit Schnittstelle den Effektivwert bestimmen lassen und dann den Wert über die Schnittstelle abfragen. Damit bekommst du sogar eine spezifizierte Genauigkeit, was bei der Selbsbastellösung erstmal nicht gegeben ist.
Achim S. schrieb: > Was Ashoka vorgeschlagen hat wäre natürlich auch eine Lösung. Nicht das > zeitabhängige Signal abtasten sondern "irgendein" Multimeter mit > Schnittstelle den Effektivwert bestimmen lassen und dann den Wert über > die Schnittstelle abfragen. Damit bekommst du sogar eine spezifizierte > Genauigkeit, was bei der Selbsbastellösung erstmal nicht gegeben ist. War auch meine erste Idee, z.B. www.reichelt.de/Multimeter-digital/UT-61D/3/index.html?ARTICLE=97150 (Hand-Multimeter) oder www.reichelt.de/Tischmultimeter-digital/UT-803/3/index.html?ARTICLE=8199 6 (Tischgerät)
Argh, nicht klickbar, nochmal: http://www.reichelt.de/Multimeter-digital/UT-61D/3/index.html?ARTICLE=97150 http://www.reichelt.de/Tischmultimeter-digital/UT-803/3/index.html?ARTICLE=81996
Ok .. danke das mit dem DMM ist wohl eine gute option! Ein Berater bei Meilhaus.de sagte mir im Chat, ich könne nur 1 Mio Werte auf einem Kanal am PC aufnehmen. Danach stoppt die Software das Aufnehmen. Das ist doch total schlecht oder? Obwohl der PC sicherlich viel Speicherplatz besitzt: angenommen : 200 sps => 1 Wert = 2 Byte (so sagte der Berater) => 400 Byte pro sekunde 1000.000 Werte sind 2000.000 Byte 2000.000 Byte /400 Byte/s = 5000 s = 5000 s => etwa 1 h und 20 minuten für 2 MB stoppt die Aufnahmesoftware... das macht doch gar keinen Sinn oder? Gibt es Systeme wo das nicht so ist? Ich möchte gerne einige Stunden oder einfach mal nen ganzen Tag aufnehmen. Ich meine bei einer Audioaufnahme wäre das ja auch irgendwie möglich... Der Berater meinte ich kann mein eigenes Programm schreiben. In LabView.. das geht sicherlich . Aber muss das sein? Danke :D
Rolf M. schrieb: > Wenn du mehrere Kanäle gleichzeitig abtastest, teilt sich die Abtastrate > auf die Kanäle auf, weil sie gemultiplext sind. "Gleichzeitig" und "Multiplex" schließt sich meist gegenseitig aus, weil die Abtastung dort nur selten synchron erfolgt, sondern ein gemeinsamer Sample&Hold hinter dem Multiplexer sitzt.
Leonia schrieb: > Das ist doch total schlecht oder? Nein, das ist nicht "total schlecht". Das ist wahrscheinlich nur ein Beispielprogramm von Meilhaus das Kunden erlauben soll, typische Messaufgaben mal auf die Schnelle laufen zu lassen. Und den Momentantwert der Netzspannung abzutasten und über Tage aufzuzeichnen ist dann halt wohl keine typische Messaufgabe, die bei anderen Kunden häufig vorkommt. Da du die Karte auch mit eigener Software ansteuern kannst stellt das auch keine signifikante Einschränkung der Messmöglichkeiten dar. Aber warum solltest du überhaupt den Zeitverlauf über einen ganzen Tag aufzeichnen. Wenn dich der Verlauf des Effektivwerts interessiert, dann miss den Zeitverlauf doch über einen vernünftigen Zeitraum (z.B. im Sekundenbereich), berechne daraus den Effektivwert und speichere nur den Effektivwert ab. Und dann startet gleich die nächste Messung. Dann kannst du auch mit der Abtastrate nach oben gehen, ohne dass du unsinnig große Datenmengen generierst.
Axel S. schrieb: > Rolf M. schrieb: >> Axel S. schrieb: >>> Wenn es allerdings um die Messung des Effektivwerts geht, dann reichen 2 >>> Abtastungen pro Periode bei weitem nicht aus. >> Es sei denn, man kann Annahmen über die Signalform machen. > > Auch dann nur in der Theorie Nicht nur in der Theorie. Wenn man das Abtasttheorem erfüllt, so dass die höchste Frequenz kleiner als die doppelte Abtastfrequenz ist, dann braucht man keine Annahmen über die Signalform. Dann ist das Signal vollständig rekonstruierbar. Man braucht nur einen entsprechenden Filter am Eingang. Effektivwert bekommt man z.b. über die Fouriertransformation.
Wolfgang schrieb: > Rolf M. schrieb: >> Wenn du mehrere Kanäle gleichzeitig abtastest, teilt sich die Abtastrate >> auf die Kanäle auf, weil sie gemultiplext sind. > > "Gleichzeitig" und "Multiplex" schließt sich meist gegenseitig aus, weil > die Abtastung dort nur selten synchron erfolgt, sondern ein gemeinsamer > Sample&Hold hinter dem Multiplexer sitzt. Ich hab eigentlich als selbstverständlich betrachtet, dass "gleichzeitig" hier nicht als "das einzelne Sample wird auf allen Kanälen exakt zum selben Zeitpunkt aufgenommen" betrachtet wird, sondern als "es werden über einen bestimmten Zeitraum mehrere Kanäle im stetigen Wechsel aufgenommen" - so wie Multiplexing eben funktioniert. "Gleichzeitig" also in dem Sinne, dss ich nicht erstmal eine Minute lang nur Kanal 1 sample, dann später mal irgenwann eine Minute lang nur Kanal 2 und so weiter.
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