Hallo zusammen, meine Aufgabe ist derzeit, den Übergangswiderstand zwischen zwei Flachdrahtkupferleitern zu ermitteln, die an einem Ende mittels Laserschweißen fest verbunden werden. Ich möchte das gerne über eine Vierleitermessung machen. Der zu ermittelnde Widerstand liegt im Mikroohmbereich, weshalb ich sehr präzise elektrische Messtechnik benötige. Leider habe ich wenig Erfahrung auf diesem Gebiet. Was kommen denn für eine solche elektrische Messung für Geräte in Frage? Danke und Grüße Hans
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Verschoben durch Moderator
> Der zu ermittelnde Widerstand liegt im Mikroohmbereich, weshalb ich sehr
präzise elektrische Messtechnik benötige.
Inwiefern haengt das zusammen ? Eigentlich gar nicht, man kann auch
MikroOhm mit nur Prozent Genauigkeit messen.
Wie auch kuerzlich erwaehnt ... hoehe Stroeme verwenden. Allenfalls mit
Wechselstrom und dann mit Lock-in verstaerken
Schau mal auf die Seiten von www.burster.de, die haben da sogenannte Resistomaten, die können das gut! Ggf. bietet es sich auch an, das extern messen zu lassen. VG Nase
Hans schrieb: > Ich möchte das gerne über eine Vierleitermessung machen. Was heißt "möchte"? Ohne wirst du überhaupt keine Chance haben.
So groß müssen die Ströme am Ende gar nicht sein, wenn man ein Nanovoltmeter benutzt. ZB das schon vorgeschlagene 34420A oder Keithley 182 oder was auch immer aufzutreiben ist. Hier habe ich mal 600Mikroohm mit einer Unsicherheit von rund 1,5Mikroohm gemessen bei nur 1A. Und da lässt sich auch leicht mehr Genauigkeit erreichen. https://lowcurrent.wordpress.com/2017/02/10/kleine-widerstaende-und-offset-compensation/
Da es sich um zu vermessene Leitungen handelt, welche wohl Ströme eher im Kiloamperebereich führen soll, würde ich als Messtrom nicht unbedingt 1Amp nehmen, sondern deutlich höhere Ströme. Denn wer weis wie sich der Übergangswiderstand unter dem Einfluss von hohen Strömen ändert. Ralph Berres
Ich wollte damit auch nur sagen, dass es auch mit moderaten Strömen möglich ist solche Widerstände zu messen. Das Problem an großen Strömen ist ja meist diese mit entsprechender Präzision zur Verfügung zu stellen. Darum wird eine Messung bei 10A meist weniger genau als mit 1A (kommt natürlich wie immer "darauf" an).
Vielen Dank für die vielen Rückmeldungen! Mittels Messverstärkern kann ich hier nicht viel erreichen? Grüße Hans
@Hans (Gast)
>Mittels Messverstärkern kann ich hier nicht viel erreichen?
Diese sind in den entsprechenden Präzisionsmeßgeräten drin.
"Leider habe ich wenig Erfahrung auf diesem Gebiet."
Kauf dir ein fertiges Mikroohmmeter. Alles andere wird deutlich teurer
und dauert deutlich länger, wobei das Ergebnis am Ende deutlich
schlechter sein wird.
https://www.burster.de/fileadmin/user_upload/redaktion/Documents/Products/Data-Sheets/Section_2/2316_DE.pdf Nicht billig, aber Preis-Leistung stimmt.
burster Fan schrieb: > https://www.burster.de/fileadmin/user_upload/redaktion/Documents/Products/Data-Sheets/Section_2/2316_DE.pdf > > Nicht billig, aber Preis-Leistung stimmt. Und auch hier wird "nur" mit 3A im 2mR Bereich gemessen. Das Gerät scheint bei 3A minimal 0,1µR aufzulösen. Das sind 300nV am Widerstand. Ein 6,5 stelliges Multimeter löst normalerweise 100nV auf (Auflösen heißt nicht, dass man es damit stabil messen kann). Für einen ersten Versuch wäre das evtl. eine günstigere Möglichkeit, weil ggf. eh vorhanden.
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Bearbeitet durch User
Ja. Don't try this at home. Es gibt auch noch einen 2304 mit 10 A.
burster Fan schrieb: > Ja. Don't try this at home. Ich wollte damit keinesfalls sagen, dass man es "genauso" ja auch mit einem Multimeter machen kann. Ich dachte nur an einen ersten Versuch bevor man Investitionen tätigt.
Das hat keinen Bezug auf deinen gleichzeitig entstandenen Beitrag. Der Rersistomat pulst im Modus AC die Stromquelle (DC 50 %), damit werden Thermospannungen rausgerechnet. Zu Fuß ist das ein bisschen sportlich nachzustellen...
burster Fan schrieb: > Das hat keinen Bezug auf deinen gleichzeitig entstandenen Beitrag. Ah, ok Sorry burster Fan schrieb: > Der Rersistomat pulst im Modus AC die Stromquelle (DC 50 %), damit > werden Thermospannungen rausgerechnet. Zu Fuß ist das ein bisschen > sportlich nachzustellen... Genauso habe ich das bei meiner hier verlinkten Messung auch gemacht. Ansonsten hat man auch kaum eine Chance die kleinen Spannungen zu messen. Ich habe es gerade mal spaßeshalber durchgetippt und mit einem Agilent/Keysight 6632B Netzeil um die 3A zu liefern und einem Agilent/HP/Keysight 34401A komme ich auf 0,18% Unsicherheit bei 2mR. Das sind natürlich nicht die 0,045% der Burster Kiste, aber für einen Versuch sicher annehmbar.
burster Fan schrieb: > Der Rersistomat pulst im Modus AC die Stromquelle (DC 50 %), damit > werden Thermospannungen rausgerechnet. Zu Fuß ist das ein bisschen > sportlich nachzustellen... Übrigens ist das auch zu Fuß nicht so schwer nachzustellen. Einfach Strom auf 0 stellen, dann NULL am Multimeter drücken und Strom wieder an. Wenn man dann allerdings noch mitteln möchte wird es anstrengend ;) Da ist die Steuerung über einen Computer dann wohl schon angebracht.
Hans schrieb: > meine Aufgabe ist derzeit, den Übergangswiderstand zwischen zwei > Flachdrahtkupferleitern zu ermitteln, > Leider habe ich wenig Erfahrung auf diesem Gebiet. Dann ist die Verwendung eines fertigen Mikroohmmeters m.E. die einzig sinnvolle Lösung. Bei einer Suche mit Google mit diesem Begriff sollte man genug passende Angebote bekommmen. Der gegenüber Standardmultimetern deutlich höhere Preis ist durch den deutlich höheren Aufwand gerechtfertgt. Das für den Bau solcher Geräte nötige "KnoffHoff" erwirbt man nicht durch das Lesen einiger Internetbeiträge.
Harald W. schrieb: > Dann ist die Verwendung eines fertigen Mikroohmmeters > m.E. die einzig sinnvolle Lösung. Warum? Wenn es nur um eine kurze Messung geht und es nicht die alltägliche Aufgabe wird, dann würde ich schon mal schauen wie weit man mit evtl. vorhandenen Geräten kommt. Wie oben erwähnt reicht ein gutes Netzteil (zB Agilent 6632B) und ein Wald- und Wiesen Tischmultimeter wie das 34401A aus um 2mR auf besser als 0,2% zu vermessen. Sollte das nicht mehr ausreichen, dann muss natürlich was vernünftiges her.
Philipp C. schrieb: >> Dann ist die Verwendung eines fertigen Mikroohmmeters >> m.E. die einzig sinnvolle Lösung. > Warum? Wenn es nur um eine kurze Messung geht und es nicht die > alltägliche Aufgabe wird, dann würde ich schon mal schauen wie weit man > mit evtl. vorhandenen Geräten kommt. > Wie oben erwähnt reicht ein gutes Netzteil (zB Agilent 6632B) und ein > Wald- und Wiesen Tischmultimeter wie das 34401A aus um 2mR auf besser > als 0,2% zu vermessen. Das sind theoretische Werte, die man in der Praxis kaum so genau erzielen wird. Insbesondere wenn man den Satz: "Leider habe ich wenig Erfahrung auf diesem Gebiet." berücksichtigt. Falls man ein Messgerät nur für wenige Messungen braucht, kann man es auch mieten.
Harald W. schrieb: > Das sind theoretische Werte, die man in der Praxis kaum so genau > erzielen wird. Ich stimme Dir voll dabei zu, dass es bei Leuten mit wenig Erfahrung zu vielen weiteren Fehlerquellen kommen kann, aber warum jetzt bei einer Vierleitermessung ein Problem entstehen soll, wenn zwei Strippen zu einem Gerät und zwei Strippen zu einem anderen Gerät gehen, das leuchtet mir nicht ganz ein. Vier Strippen muss er in jedem Fall anschließen. Ich will ja, wie auch schon gesagt, nicht sagen, dass es nicht besser wäre so ein Mikroohmmeter dafür zu haben. Ich will nur sagen, dass man erst mal schauen sollte wie genau es werden soll und ob man das nicht ggf. ohne Neuanschaffungen schon hinbekommt. Gerade dann, wenn man eh "nur mal gucken" möchte. PS: Meine Erfahrung zu Datenblattwerten ist eher, dass sie von den meisten Messgeräten deutlich unterboten werden.
Es gibt noch mehr Fehlerquellen,als man denkt, Philipp C. Weiter oben hast du auf eine Seite verlinkt, wo ein Shunt in Vierleitertechnik kontaktiert wurde. Der Spannungsabgriff mit Hilfe von Kabelschuhen ist soweit OK, nur sollte man die Kabelschuhe auch mal um 360 ° drehen und dabei beobachten, was sich am Messwert tut. Das geht in die Unsicherheit ein. Natürlich nur, wenn sich die Montageposition während des Messens von der späteren Einbausituation unterscheidet. Die Stromeinspeisung mit Klemmen geht eigentlich gar nicht. An dieser Stelle ist der Übergangswiderstand einigermaßen hoch, damit wird unnötig Wärme (P=I²*R)in den Widerstand eingebracht. Bei 1 A und einem geschätzten Übergangswiderstand von - sagen wir einfach mal 2*50 mOhm - sind das immerhin 100 mW. Bei 10 A wären es 10 W. Daher empfiehlt es sich, bei der Messung so ungefähr die Einbaubedingungen und möglichst auch die Ströme so zu wählen, wie sie im späteren Einsatz auftreten. Sonst ist die ganze Fehlerrechnung für die Katz.
burster Fan schrieb: > Die Stromeinspeisung mit Klemmen geht eigentlich gar nicht. An dieser > Stelle ist der Übergangswiderstand einigermaßen hoch, damit wird unnötig > Wärme (P=I²*R)in den Widerstand eingebracht. Bei 1 A und einem > geschätzten Übergangswiderstand von - sagen wir einfach mal 2*50 mOhm - > sind das immerhin 100 mW. Bei 10 A wären es 10 W. Das habe ich in dem Artikel aber auch geschrieben: "die Stromanschlüsse sind aber nur mit Krokoklemmen gemacht. Das ist zwar für den Betrieb an einer Stromquelle in erster Näherung egal, aber ein schlechter Kontakt bei einem relativ großem Strom (und ICH finde 1 A verdammt viel) erzeugt natürlich Verlustleistung und so könnten die Anschlüsse unseren Shunt ungleichmäßig heizen." Wenn man es ordentlich machen will, dann natürlich mit entsprechenden Zuleitungen. Wobei es sich am Ende auch relativiert, weil dieser Shunt am Ende auch nicht mit nur 1A betrieben wird. Wenn man es ganz genau nimmt, dann müsste man auch bei Nennstrom messen. burster Fan schrieb: > Der Spannungsabgriff mit Hilfe von Kabelschuhen ist soweit OK, nur > sollte man die Kabelschuhe auch mal um 360 ° drehen und dabei > beobachten, was sich am Messwert tut. Das geht in die Unsicherheit ein. Was meinst Du mit um 360° drehen? Einmal auf dem Metal kratzen? Ich denke das sollte mehr oder weniger egal sein, weil Offsets aus der Spannungsmessung rausfallen sollten. Oder geht es Dir hierbei um Wärmeabfuhr über die Messleitungen? Was sowas alles angeht ist der verlinkte Aufbau natürlich alles andere als ideal, darum ging es dabei auch auch nicht. Die hier aufgezeigten Probleme will ich auch alle nicht kleinreden, aber die verschwinden auch nicht durch den Einsatz des Burster Geräts.
Die genannten Effekte sind selbstverständlich geräteunabhängig. Die Spannungsabgriffe meinte ich wie folgt zu handhaben: Messen, um ein paar Grad drehen, messen, um ein paar Grad weiter drehen, messen usw. Sorry, war missverständlich ausgedrückt.
burster Fan schrieb: > Die Spannungsabgriffe meinte ich wie folgt zu handhaben: Messen, um ein > paar Grad drehen, messen, um ein paar Grad weiter drehen, messen usw. > Sorry, war missverständlich ausgedrückt. Und um welche Fehlerquelle handelt es sich dabei? Kannst Du dazu mehr sagen? Übrigens habe ich eben mal kurz den Widerstand der Krokoklemme zum Shunt gemessen. Einfach nur mal eben schnell mit dem Multimeter. Mein 3456A kommt dabei auf ~25mR. Nicht schlecht geschätzt von Dir :). Habe da ehrlich gesagt noch etwas weniger erwartet. Hast Du viel mit so kleinen Widerständen zu tun?
Der Fehler kommt durch die inhomogene Stromverteilung und den nicht punktförmigen Spannungsabgriff. Kann leicht 0,25 % oder mehr ausmachen. Und ich bin ein niederohmiger Typ, das ist wahr.
Also das Gerät von Burster hat einen Messbereich von 2mOhm - 200kOhm. Wenn die Widerstandswerte kleiner sind reicht das dann ja auch nicht. Ich denke, wenn ich mir eure Vorschläge anhöre, ist es tatsächlich das beste, z. B. ein Nanovoltmeter 2182A von Keitley zu besorgen. Da es mehrere tausend Proben sind, die ich vermessen muss, ist der Preis auch vertretbar...
Hans schrieb: > Also das Gerät von Burster hat einen Messbereich von 2mOhm - 200kOhm. > Wenn die Widerstandswerte kleiner sind reicht das dann ja auch nicht. 2mR sind Fullscale in dem Bereich. Die Auflösung ist deutlich größer. Hans schrieb: > Ich denke, wenn ich mir eure Vorschläge anhöre, ist es tatsächlich das > beste, z. B. ein Nanovoltmeter 2182A von Keitley zu besorgen. Du benötigst dann aber auch noch eine sehr gute Stromquelle. Ich würde da wirklich mal rechnen. Gefühlsmäßig würde ich denken, dass Du mit der Burster Kiste besser bedient bist. burster Fan schrieb: > Der Fehler kommt durch die inhomogene Stromverteilung und den nicht > punktförmigen Spannungsabgriff. Kann leicht 0,25 % oder mehr ausmachen. Vielen Dank! Wieder was gelernt. Aber man kann sich bei den Strömen ja auch gut vorstellen, dass das Strömungsfeld eine große Rolle spielt. Interessant finde ich zu dem Thema auch diese Null-Ohm Widerstände, deren Anschlüsse extra so gelegt sind, dass der Spannungsabgriff immer auf einer Äuqipotentiallinie liegt.
2 mOhm / 20000 Digit ist ja nicht schlecht. Es gibt dort noch ein Gerät mit 200 Mikroohm Fullscale. Wenn dein Prüfiung aus Kupfer ist, musst du je nach Anspruch an die Messqualität die Temperatur mitbestimmen, denn der TK von Kupfer ist recht groß. An Widerstandsmessgeräte kannst du einen Pt100 anschliessen, und du kriegst den 20 Grad Wert angezeigt. Und du kriegst für so eine Büx einen Kalibrierschein. Für deinen Aufbau nicht. Könnte Vorteile haben.
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