Hallo zusammen, was würdet ihr nehmen, wenn ihr Kontaktübergangswiderstände von Schaltern messen solltet? Jeder Schalter (d.h. jede Kontaktbrücke) hat ja im geschlossenen Zustand einen Kontaktübergangswiderstand. "Gute" Kontaktübergangswiderstände liegen um 10..100 mOhm herum. Aufgabe: * Messen von Kontaktübergangswiderständen * verwenden von 24V * verwenden von 1mA Prüfstrom (24kOhm Vorwiderstand, damit ein Prüfstrom von 1mA fließt) * da die entsprechende Norm "sagt", dass ein Kontaktübergangswiderstand bis 10% Spannungsabfall als geschlossen gilt, heißt das, am Kontaktübergangswiderstand darf max. eine Spannung von 2,4V abfallen * das bedeutet wiederum, dass der maximale Kontaktwiderstand 2,4kOhm betragen darf (U=R*I --> R=U/I=2,4V/1mA=2,4kOhm) * Also Messbereich 1mOhm .. 2,4kOhm * Verwenden von Vierdrahtmessung * Messwert muss dann von einem µC berechnet werden oder zumindest "entgegengenommen werden", um es an übergeordenete Steuerung weiterzugeben * Überwachen, ob ein betätigter Schalter auch wirklich schaltet (es kann ja sein, dass auf den Kontakten Dreck ist. Dann würde der Schalter zwar betätigt werden, aber es würde keinen Kontakt geben (oder im Mega-Ohm-Bereich). Dieses muss auch erfasst werden). Gibt es da bevorzugte Lösungen für sowas? Oder schon fertige Boards? Es gibt ja heutzutage so viele Breadboards, Maker-Boards ... Danke für die Anregungen. Gruß EW
Soll das Ganze dauerhaft in Deine Geräte eingebaut werden (Kosten pro Stück sind also relevant) oder geht es um eine Vorrichtung, mit der Du Deine Geräte einmalig testen möchtest, bevor sie dann zum Einsatz kommen (Kosten pro Stück nicht so wichtig)? Geht es um einen Prüfadapter in der Produktion würde ich ein fertiges Tischmultimeter mit LXI (oder meinetwegen auch mit GPIB) nehmen und von dem die Widerstandswerte per SCPI auslesen. Z.B. mit einem 34461A geht sowas bequem.
Ach ja, das ganze ist ein Dauerprüfstand mit insgesamt 160 Schaltern, die gleichzeitig in einem 24/7 - Betrieb über Wochen und Monate geprüft werden. Jeder Schalter bekommt also eine solche "Messkarte" mit µC und CAN Anbindung. Und alle Karten sind über CAN mit einem Prüfrechner verbunden, auf dem ein LabView - Programm läuft, welches die Daten einsammelt und abspeichert. Danke und Gruß EW
Eugen W. schrieb: > das ganze ist ein Dauerprüfstand mit insgesamt 160 Schaltern, die > gleichzeitig in einem 24/7 - Betrieb über Wochen und Monate geprüft > werden. In welchem Takt muss denn der Widerstand jedes Schalters gemessen werden? Es gibt fertige Messsysteme, z.B. von Keithley, die bei Bedarf automatisch zwischen hunderten Messkanälen umschalten.
Eugen W. schrieb: > Hallo zusammen, > > was würdet ihr nehmen, wenn ihr Kontaktübergangswiderstände von > Schaltern messen solltet? Jeder Schalter (d.h. jede Kontaktbrücke) hat > ja im geschlossenen Zustand einen Kontaktübergangswiderstand. > "Gute" Kontaktübergangswiderstände liegen um 10..100 mOhm herum. > > Aufgabe: > * Messen von Kontaktübergangswiderständen > * verwenden von 24V > * verwenden von 1mA Prüfstrom (24kOhm Vorwiderstand, damit ein Prüfstrom > von 1mA fließt) Der fließt genau einmal, bei Null Ohm Kontaktwiderstand. Bei 2,4kOhm ist es dann etwas weniger. :) Ein Messfehler von 10% ist also egal? Hast Du mal nachgerechnet, was Du bei 1mOhm Kontaktwiderstand misst? Konstant 1mA bei einer Bandbreite von drei Zehnerpotenzen beim Widerstand? Wie teuer darf denn dann die Messeinrichtung sein? > * da die entsprechende Norm "sagt", dass ein Kontaktübergangswiderstand > bis 10% Spannungsabfall als geschlossen gilt, heißt das, am > Kontaktübergangswiderstand darf max. eine Spannung von 2,4V abfallen > * das bedeutet wiederum, dass der maximale Kontaktwiderstand 2,4kOhm > betragen darf (U=R*I --> R=U/I=2,4V/1mA=2,4kOhm) > * Also Messbereich 1mOhm .. 2,4kOhm > * Verwenden von Vierdrahtmessung Hilft bei dieser Messmethode (siehe oben) nicht wirklich weiter, finde ich. Du solltest vielleicht auch schreiben, welche Messgenauigkeit Du so erwartest, denn die bestimmt dann auch das von Dir benötigte Budget.
Gerd E. schrieb: > In welchem Takt muss denn der Widerstand jedes Schalters gemessen > werden? Der Schalter soll mit max. 60 Betätigungen / min betätigt werden Gerd E. schrieb: > Es gibt fertige Messsysteme, z.B. von Keithley Keithley ist glaub ich generell ziemlich teuer... Ich dachte so ca. 50..100€ pro Messkarte. Das ganze soll auch etwas dezentral aufgebaut werden: 10 Prüftische zu je 16 Schaltern (also insgesamt, wie gesagt, 160) Peter M. schrieb: > Der fließt genau einmal, bei Null Ohm Kontaktwiderstand. Bei 2,4kOhm ist > es dann etwas weniger. Ja, der Strom müsste dann wohl als Spannungsabfall an einem Präzisionsschunt gemessen werden und als nächstes der Spannungsabfall über einen Differenzverstärker (und 4-Leitermessung) an den Schraubklemmen des Schalters. Zusätzlich müsste der Differenzverstärker zwischen 3 Verstärkungsfaktoren umschalten, um den gesamten Bereich von 1mOhm .. 2,4kOhm abzudecken. So müsste das funktionieren... Gibt es da schon fertige Referenzboards, erprobte Schaltungen, Open Source Hardware oder ähnliches? Peter M. schrieb: > Ein Messfehler von 10% ist also egal? Also, ob es nun 50mOhm oder 51mOhm sind, das wäre egal. Hauptsache nicht 150mOhm (in dem Fall). Auflösung und Genauigkeit am liebsten so bei 1..5% (wenn kostengünstig möglich) Danke und Gruß EW
1mR bei 1mA macht ja gerade mal 1µV. Da wird es sicher nichts mit einer Konstantstromquelle. Ich würde die Stromquelle schalten und dann eine Differenzmessung machen, wenn Du so kleine Spannungen noch messen möchtest.
Beitrag #4967431 wurde von einem Moderator gelöscht.
Wenn du günstige Relais-Multiplexer suchst, dann schau mal bei ebay nach HP 3488A und den passenden Modulen. Die gehen da teilweise sehr günstig weg und können im Prinzip genau das was Du brauchst.
Philipp C. schrieb: > Wenn du günstige Relais-Multiplexer suchst, dann schau mal bei ebay nach > HP 3488A und den passenden Modulen. Die gehen da teilweise sehr günstig > weg und können im Prinzip genau das was Du brauchst. Ich dachte auch erst an Relais-Multiplexer, bin mir aber bei 1mA Prüfstrom und 1mOhm Auflösung nicht mehr sicher ob das funktioniert. Mit dem Relais-Multiplexer hast Du halt viele Kontaktübergänge im Spiel und damit Thermospannungen. Die sind dann auch noch über ne größere Fläche verteilt und das macht es anspruchsvoll.
Ja, ohne Offsetkompensation wird es nix. Und auch mit ist 1mA sehr sportlich. Muss 1mR denn zwingend bei 1mA gemessen werden?
Philipp C. schrieb: > Muss 1mR denn zwingend bei 1mA gemessen werden? Ja, Vorgabe ist, bei 1mA zu messen (weil heutzutage Schalter gerne direkt an die SPS angeschlossen werden und weil sie auch mit kleinen Strömen korrekt funktionieren sollen)
Es hat mich nun natürlich schon interessiert ob so eine Messung über einen Multiplexer geht. Ich habe gerade mal einen 1mR Widerstand genommen und diesen zunächst ganz normal mit 4-Leiter und Offsetkompensation am HP3456A gemessen: 997µR mit einer Standardabweichung von 260µR (100 Messungen) Dann habe ich die stromführenden Leitungen am Widerstand gelassen (das 3456A misst im 100R Bereich mit 1mA) und die Senseleitungen durch den Multiplexer des 3488A geschickt. 1018µR mit einer Standardabweichung von 303µR (ebenfalls 100 Messungen) Diese Schwankungen liegen sogar innerhalb einer Standardabweichung. Das heißt das 3456A scheint die Thermospannungen hier sehr gut im Griff zu haben. Das der zweite Wert größer ist als der erste liegt im Rauschen. Ohne Offsetkompensation zeigt es übrigens etwa 2,5mR an. Die hohe Auflösung kommt übrigens natürlich auch nur aus den Mittelungen. Auflösen kann das 3456A 0,1mR und das sind dann auch nur 100nV am Widerstand. Fazit: Scheint machbar zu sein, aber nicht mit einem 34461A und wahrscheinlich auch nicht schnell. PS: Mehr zur Offsetkompensation: https://lowcurrent.wordpress.com/2017/02/10/kleine-widerstaende-und-offset-compensation/
Gast
#4967548
Eugen W. schrieb: > Ja, Vorgabe ist, bei 1mA zu messen Kennt sich derjenige, der die Vorgabe gemacht hat, irgendwie mit Widerstandsmessungen aus. Vorgaben machen sich leicht, wenn man von Technik keine Ahnung hat.
Eugen W. schrieb: > was würdet ihr nehmen, wenn ihr Kontaktübergangswiderstände von > Schaltern messen solltet? Jeder Schalter (d.h. jede Kontaktbrücke) hat > ja im geschlossenen Zustand einen Kontaktübergangswiderstand. > "Gute" Kontaktübergangswiderstände liegen um 10..100 mOhm herum. WER MISST, MISST MIST! Mit einem Multimeter, welches nur wenige Volt zur Messung des Widerstandes ausgibt, wird mal der und mal der Widerstand angezeigt... Kontakte von Relais und Schalter benötigen doch einiger Spannung und auch eines Minimalstromes, damit die Oxydschicht der Kontakte durchschlagen wird...
Gast
#4967632
Eugen W. schrieb: > was würdet ihr nehmen, wenn ihr Kontaktübergangswiderstände von > Schaltern messen solltet? Jeder Schalter (d.h. jede Kontaktbrücke) hat > ja im geschlossenen Zustand einen Kontaktübergangswiderstand. > "Gute" Kontaktübergangswiderstände liegen um 10..100 mOhm herum. Ein Frittmessgeraet. Zeichnet auch den Kontaktwiderstand ueber den Schaltvorgang mit Spannungs- und Stromverlauf auf. Ein Kontakt ist ja nicht einfach "ON / OFF".
Gast
#4967861
Eugen, deine Vorgaben in allen Ehren, aber du solltest mal prüfen, ob du die DIN IEC 512 "Trockenkreismessung" heranziehen musst. Das ist speziell zur Messung an Kontakten mit der Besonderheit, dass während der Messung nur 20 mV auftreten, eben um dünne Schichten nicht zu durchschlagen.
Wenn ich mich am Wochende richtig erinnere, ziehen wir die DIN EN 60947-5-4 heran. Und da steht dass man 1mA oder 10mA (oder auch 100mA?) nehmen kann. Chef sagt: 1mA ! Welche Mess-ICs (Instrumentenverstärker?) würdet ihr dazu vorschlagen? Es sollte also: * mehrere Verstärkungsfaktoren unterstützen (1 100 1000 ?) * schnell messen * präzise messen * Referenzdesigns geben, an denen man abschauen kann, wie es eingesetzt wird * Über eine Schnittstelle angesprochen werden (I2C ? SPI) * am besten auf einem fertigen "Breakout-Board" sitzen mit definierter API und Beispiel-Code, wie man vom µC die Messung anstoßen und die Werte abholen kann ... Ich weiß, man kann sich viel wünschen ... :-) Aber vielleicht fällt da jemandem ja was ein. Danke fürs Mitdenken und für die Unterstützung. Gruß EW
Gast
#4968045
Das hört sich nach viel Spass an. Ich rate zu einer handelsüblichen Lösung.
Eugen W. schrieb: > Wenn ich mich am Wochende richtig erinnere, ziehen wir die DIN EN > 60947-5-4 heran. Und da steht dass man 1mA oder 10mA (oder auch 100mA?) > nehmen kann. > Chef sagt: 1mA ! > > Welche Mess-ICs (Instrumentenverstärker?) würdet ihr dazu vorschlagen? > Es sollte also: > * mehrere Verstärkungsfaktoren unterstützen (1 100 1000 ?) > * schnell messen Was bedeutet schnell? > * präzise messen Was bedeutet präzise? > * Referenzdesigns geben, an denen man abschauen kann, wie es eingesetzt > wird > * Über eine Schnittstelle angesprochen werden (I2C ? SPI) Der Digitalteil wird das kleinste Problem sein. > * am besten auf einem fertigen "Breakout-Board" sitzen mit definierter > API und Beispiel-Code, wie man vom µC die Messung anstoßen und die Werte > abholen kann So etwas zu bauen erfordert schon ein wenig Erfahrung. Es sollen hier einige wenige uV gemessen werden.
Gast
#4968303
Eugen W. schrieb: > Ja, der Strom müsste dann wohl als Spannungsabfall an einem > Präzisionsschunt gemessen werden und als nächstes der Spannungsabfall > über einen Differenzverstärker (und 4-Leitermessung) an den > Schraubklemmen des Schalters. Hoffentlich hat der Schalter auch zwei unabhängige Schraubklemmen an jedem Schalterkontakt, damit das mit der 4-Leitermessung funktioniert. Sonst misst du den Übergangswiderstand der Verschraubung.
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