Hey, ich habe eine Frage zur Messbereichserweiturung beim Voltmeter.
Ein Bild dazu befindet sich im Anhang. Ich habe die Schaltung aufgebaut
und es gab ein kleines Problem. Man konnte das analoge Messgerät M1 nur
auf die Messbereiche 0,3V, 3V und 30V einstellen.
Die Spannung U wurde auf 5V eingestellt. Dann habe ich M1 auf den
Messbereich 3V gestellt und solange am Potentiometer gedreht, bis der
Zeiger auf Vollausschlag war(bei 3V).
Der gemessene Widerstandswert am Poti betrug hier 51kOhm. Und der
Innenwiderstand von M1 beträgt 76kOhm im 3V Messbereich.
Jedoch, wenn ich mit U=5V und U_M1=1,5V rechne, dann komme ich auf
R=184kOhm(rechnerisch mit Spannungsteiler ermittelt). Und wenn ich mit
U=3V rechne und U_M1=1,5V, dann auf 76kOhm.
Das blöde war eben, dass es kein analoges Messgerät M1 mit Messbereich
5V zur Verfügung stand.
Wie kann das Problem jetzt am besten lösen, um mich trotzdem um die
Aufgabe halten zu können?
Ich bin ein bisschen verwirrt.
Gruß
F.K.
Du möchtest also den 3V Messbereich auf 5V erweitern und der
Innenwiderstand des Messgerätes beträgt 76k Ohm?
R muss dann, wie du bereits ermittelt hast, 51k Ohm groß sein.
Welches Problem muss gelöst werden?
F. K. schrieb:> Ich bin ein bisschen verwirrt.
Ja.
F. K. schrieb:> Wie kann das Problem jetzt am besten lösen, um mich trotzdem um die> Aufgabe halten zu können?
Sortier doch die Frage nochmal, am besten so, dass man diese auch
versteht.
asdfghj
Das Instrument geht bei einem bestimmten Strom auf
Vollausschlag und der ist immer gleich. Dann hat das
Instrument einen bestimmten Widerstand. Diese beiden
Werte müssen bekannt sein, sonst kann man R nicht
berechnen.
F. K. schrieb:> Jedoch, wenn ich mit U=5V und U_M1=1,5V rechne, dann komme ich auf> R=184kOhm(rechnerisch mit Spannungsteiler ermittelt).
Und was ist U_M1 für Wert?
Entweder M1 hat im 3V Messbereich einen Innenwiderstand von 76kΩ und die
Spannung über dem Instrument beträg dann 3V oder es ist anders.
Dann musst die verraten, wie es wirklich ist.
Ahhh, danke Leute. Wenn ich den Poti so hochdrehe, dass M1 im 3V-Bereich
ausschlägt, dann liegt natürlich am Innenwiderstand 3V an.
Also muss ich mit U=5V und U_M1=3V rechnen. Bei einem Innenwiderstand im
3V-Messbereich beim M1 beträgt dieser 76k Ohm und dann komme ich mit
einer Rechnung auf 52,6k Ohm des Helipots R. Und gemessen habe ich ja
auch anschließend diesen Wert am Helipot.
Also war lediglich meine Rechnung und anfängliche Denkweise falsch.
Jedoch was bringt mir das überhaupt? Was bedeutet "ich habe meine
Messbereich von 3V auf 5V erweitert"? Inwiefern hilft das weiter?
Ich meine im Prinzip führt das ja nur zu einer "Erhöhung" des
Gesamtwiderstandes, wenn ich R in Serie zu meinem Voltmeter M1 schalte.
Aber den Sinn dieser Erweiterung habe ich noch nicht verstanden.
F. K. schrieb:> Jedoch was bringt mir das überhaupt? Was bedeutet "ich habe meine> Messbereich von 3V auf 5V erweitert"? Inwiefern hilft das weiter?
Wenn du mit einem Voltmeter, das maximal 3V messen kann (3V ≙ maximaler
Zeigerausschlag), 5V messen willst, schlägt der Zeiger am rechten
Anschlag an. Wenn du den Messbereich auf 5V erweiterst, entsprechen die
5V dem maximalen Zeigerausschlag. Du müsstest dann natürlich die Skala
verändern, denn der Vollausschlag entspricht jetzt nicht mehr 3V,
sondern 5V.
F. K. schrieb:> Bei einem Innenwiderstand im> 3V-Messbereich beim M1 beträgt dieser 76k Ohm und dann komme ich mit> einer Rechnung auf 52,6k Ohm des Helipots R.
Ich komme auf 50,6k Ohm für R.
Ok, es wird klarer. Danke dir!
50,6k Ohm, ja stimmt.
D.h. wenn ich meine "Serienschaltung aus Innenwiderstand und R nehme"
und diese parallel zu einem anderen Widerstand schalte an dem 2,5 Volt
anliegen, dann muss sich dier Zeiger meines Messgeräts in der Mitte
befinden, richtig?
Am analogen Messgerät M1 steht "1% Genauigkeit", d.h. die 3V haben einen
Fehler von 1%?
Den Widerstand R, hab eich ja mittels Digitalmultimeter ermittelt und
bekam 51k Ohm raus. DMM's haben ja recht kleine Fehler, aber ich hab
gehört, dass es da auch größere Rundugnsfehler bzw. Anzeigefehler gibt.
Stimmt das?
F. K. schrieb:> ... DMM's haben ja recht kleine Fehler, aber ich hab gehört, dass> es da auch größere Rundugnsfehler bzw. Anzeigefehler gibt.
"recht klein" kommt immer auf die Genauigkeitsansprüche drauf an.
In solchen Fällen würde ich auf Hörensagen überhaupt nichts geben,
sondern einen Blick in das Manual zum fraglichen DMM werfen und genau
nachrechnen. Du wirst dich wundern, was trotz z.B. 5 1/2 Stellen für
Fehler zusammenkommen und wie viele Stellen davon manchmal nur noch
Hausnummern sind.
Ich entnehme mal folgenden Text aus
http://www.komerci.de/informationsservice/dmm.php:
Wenn die Spezifikation eines DMM z.B. ±(1% +2) oder ±1%, ±2 angibt
bedeutet das ±1% vom Messwert und zusätzlich ±2 Digits. Praktisch
gesehen werden diese Digits mit der Auflösung multipliziert und zum
Prozentwert der Messunsicherheit addiert. Wenn das DMM eine Auflösung
von 0,1 V hat, ist bei einem Messwert von 100V die gesamte Ungenauigkeit
±1,2 V (1%->1 V + 2 Digits x 0,1V->0,2). Somit kann bei einer Anzeige
von 100,0 V der tatsächliche Wert zwischen 98,8 V und 101,2 V liegen.
Kann man mit Fehlern wie "±(1% +2)" rechnen bei einem DMM? Also wird das
im Normalfall ausreichen, um so die Messwertsschwankung anzugeben, wie
im obigen Beispiel erklärt?
Also wird diese 2 immer mit dem LSD, also mit der niedrigsten möglichen
Zahl der eingestellten Auflösung multipiliziert?
Bei 0,1V-Auflösung kann ich ja als kleinsten Wert nur 0,1V darstellen.
Bie 1V halt 1V. Bei 1mV dann halt 0,001V.
Stimmt das erstmal so?
Vielleicht hier nochmal eine direktere Frage:
Wie genau kommt man nun auf z.B. 2 Digits Messfehler in einem bestimmten
Bereich?
Wie kann ich mir so einen Fehler "1 digit" vorstellen?
Haben AD-Wandler immer 1 Digit Fehler?
Hmm, hab mir eben mal folgendes durchgelesen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Quantisierungsfehler#Digitalmultimeter
"Bei Messgeräten mit Ziffernanzeige ist der Nullpunkt innerhalb der
Breite einer Stufe der Kennlinie anhand der Null-Anzeige nicht
justierbar (Nullpunktsabweichung)"
Heißt wohl, dass ich der Nullpunkt 'random' irgendwo auf der 1.
Quantisierungsstufe ist. Also wenn man Treppe entlang der
eingezeichneten linearen(Quantisierungskennline soweit ich weiß) bewegt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:DMT_Dig-N%C3%A4herung.svg
Wenn man linkens und rechtes Bild vergleicht, kann der Nullpunkt
irgendwo zwischen dem Bild links und dem Bild rechts sein.
Ist das damit gemeint?
Und daraus kann man eig. schließen, dass ich maximal einen Fehler von 1
Digit machen kann? (ob jetzt -1 oder +1 ist egal, es ist 1 Digit)
Aber wie spielt jetzt der Quantisierungsfehler von 0,5 LSB bzw. 0,5
Digit rein? (Also anscheinend hab ich den oben schon unbewusst
inkludiert, weiß aber nicht warum.)
F. K. schrieb:> Aber wie spielt jetzt der Quantisierungsfehler von 0,5 LSB bzw. 0,5> Digit rein? (Also anscheinend hab ich den oben schon unbewusst> inkludiert, weiß aber nicht warum.)
plusminus 0,5LSB und 1 Digit sind das gleiche. Mit Digit ist die
kleinste ablesbare Messgröße gemeint, also die letzte Nachkommastelle.
Das ist ne Ganzzahl, die wird also auf- oder abgerundet.
Ich hätte direkt plusminus 0,5LSB schreiben sollen, hat dich vermutlich
etwas verwirrt.
Okay danke, da wäre dann noch folgendes:
https://de.wikipedia.org/wiki/Messger%C3%A4teabweichung#Messger.C3.A4te_mit_Ziffernanzeige
Unter "Messgeräte mit Ziffernanzeige" steht: "Der Nullpunkt ist
innerhalb der Breite einer Stufe der Kennlinie nicht justierbar
(Nullpunktsabweichung). Bei der Ablesung eines Messwertes kommt eine
weitere Messabweichung, die Quantisierungsabweichung - ebenfalls bis zur
Breite einer Stufe -, hinzu; beide ergeben zusammen die Fehlergrenze von
± 1 Ziffernschritt (auf der niederwertigsten Stelle) oder ± 1 Digit."
Ich verstehe aber jetzt nicht, was hier die Nullpunktabweichung sein
soll.
Der Quantisierungsfehler ist ja 1 Digit, weil sich die
Quantisierungskennlinie beliebig zwischen eine Stufenbreite verschieben
kann, so wie hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:DMT_Dig-N%C3%A4herung.svg - oder?
Aber was ist denn die Nullpunktabweichung?
Kennt jemand den Unterschied zwischen den Nullpunkt- und
Quantisierungsabweichung? Im vorletzten Beitrag, habe ich versucht etwas
genauer zu erläutern, jedoch bin ich ein wenig verwirrt.
messbereichserweiterung.png
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