Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 100A Stromquelle für Messzwecke


von Peter (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

um einige niederohmige Shunts zu vermessen benötige ich eine 100A 
Stromquelle. Da es um Präzision geht sollte der Strom möglichst "sauber" 
sein und noch viel wichtiger stabil. Ich denke da an besser 100ppm/h.

Als Shunt für die Regelung dachte ich an einen Standard Shunt mit 60mV 
bei 100A. Oder ist das schon der falsche Ansatz und man sollte viel 
kleinere Stromquellen aufbauen, die ihren Strom dann zusammenführen?

Als Bürdespannung sind es nur Shunts, die alle weniger als 100mV 
Spannungsabfall haben. Mit etwas Verkabelung usw. sollte die Spannung 
trotzdem deutlich unter 1V bleiben denke ich. Aber 1V bei 100A sind ja 
auch schon 100W.

Hat jemand schon mal etwas ähnliches gebaut? Wie geht man da am besten 
vor?

Vielen Dank für Anregungen
Ich suche keine fertige Schaltung nur ein paar Anregungen und vielleicht 
ein paar Hinweise, wie man es am besten nicht macht ;)

Achja: Der Strom sollte entweder umpolbar oder abschaltbar sein um 
Offsetspannungen zu unterdrücken.

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Also du willst praktisch ein ripplefreies Präzisions-Schweissgerät?

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Ja ;)

Der Ripple sollte natürlich deutlich kleiner sein als die gewünschte 
Drift.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Besorge dir ein  24 Volt Stapler Ladegerät, Zwei etwas größere 12 Volt 
Batterien, da kannst du kurzzeitig deine 100 A rein jagen. Die werden 
nach kurzer Zeit zwar keine 100 A mehr sein, aber du kannst ja gegen 
messen und das was dann an deinen Shunts raus kommt, in Beziehung 
setzen.

Bin nun keiner von den Cracks hier, aber ich würde eher höhere Spannung 
und weniger Strom machen und mit einem OpAmp kannst du dir das doch 
verstärken wie du willst.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Die Batterie alleine reicht ja nicht. Irgendwer muss ja die 100A 
einregeln. So ein Shunt an der Batterie ist ja eher ein satter 
Kurzschluss.


F. F. schrieb:
> Bin nun keiner von den Cracks hier, aber ich würde eher höhere Spannung
> und weniger Strom machen und mit einem OpAmp kannst du dir das doch
> verstärken wie du willst.

Wie meinst Du das? Die Shunts, die gemessen werden sollen sind ja 
gegeben. Halt zB 100A 60mV. Und ich würde die gerne schon bei Nennstrom 
vergleichen.

von Stampede (Gast)


Lesenswert?

Hi,

sorry dass ich das so sagen muss, aber irgendwie ist der Ansatz im 
gesamten sehr fragwürdig. Warum sollte man den Shunt vermessen? Der ist 
ja eigentlich deine Referenz, und der Hersteller gibt ja Wert, Drift, 
Toleranz, etc. an.
Man vermisst ja überlicherweise keine Referenzspannungs, sondern man 
kauft diese nach gewünschten Specs.
100A so ganz hinzubekommen, vielleicht mal bei EA gucken, aber das wird 
sicher nicht günstig.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Mir leuchtet nicht ein, warum du einen konstanten Strom haben willst. 
Wie wäre es, den Strom einfach zu messen? Das müsste doch mit 
irgendwelchen Sensoren hinreichend genau machbar sein, und sicher 
wesentlich einfacher, als ihn zu regeln.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Stampede schrieb:
> sorry dass ich das so sagen muss, aber irgendwie ist der Ansatz im
> gesamten sehr fragwürdig. Warum sollte man den Shunt vermessen? Der ist
> ja eigentlich deine Referenz, und der Hersteller gibt ja Wert, Drift,
> Toleranz, etc. an.

Ich habe einen Referenzshunt der in Reihe zu anderen geschaltet wird die 
untersucht werden sollen. Der Strom muss darum auch nur rund 100A 
betragen.

Stefan U. schrieb:
> Mir leuchtet nicht ein, warum du einen konstanten Strom haben willst.
> Wie wäre es, den Strom einfach zu messen? Das müsste doch mir
> irgendwelchen Sensoren inreichend genau machbar sein, und sicher
> wesentlich einfacher, als ihn zu regeln.

Weil man nicht vernünftig messen kann, wenn der Strom ständig wegläuft.

von Torben K. (torbenk)


Lesenswert?

100 Ampere.

Daher geredet, als wenn es um eine 100g Tafel Schokolade ging.

Man kann keinen Strom dieser Größe "einfach so" fließen lassen. Ich 
musste schon überlegen, wo ich überhaupt so einen fetten Verbraucher 
finde. Autobatterie und Wechselrichter fällt mir nur ein. Danach aber 
nichts mehr.

von Georg (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Als Shunt für die Regelung dachte ich an einen Standard Shunt mit 60mV
> bei 100A.

Bei geeignetem Messequipment ist es egal, ob du den Shunt mit 100A oder 
mit mit 10A oder mit 1A misst - wichtig ist ja der Widerstandswert. 
Sofern du den überhaupt so genau messen kannst wie er vom Hersteller 
geliefert wird, wahrscheinlich kannst du eher deine Ausrüstung mit dem 
Shunt kalibrieren.

Georg

von Christian K. (Gast)


Lesenswert?

Am Ende mußt Du die 60mV auf 100ppm konstant halten. Das sind 6uV. Wenn 
sich nichts erwärmen würde vieleicht gerade machbar. Da aber schon im 
Referenzshunt 6W umgesetzt werden, wird das schon wegen des Seebeck 
Effects mehr low frequency Drift und Noise geben. Evt. geht das in einem 
gut gerührten Ölbad.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> um einige niederohmige Shunts zu vermessen benötige ich eine 100A
> Stromquelle. Da es um Präzision geht sollte der Strom möglichst "sauber"
> sein und noch viel wichtiger stabil.

Im Prinzip reicht ja schon die Momentaufnahme von Spannung und Strom,
daraus lässt sich dann mittels


R = U/I


der Wert errechnen...


Dazu würde ein Akku eine saubere Spannung liefern, ab 1,2 Volt...


Es wäre auch für die Messung egal, ob die Spannung absinkt, es muss
nur zu einem beliebigen Zeitpunkt die Spannung und der Strom
gemessen werden, Anzeige umgerechnet in OHM ist ja wohl möglich
in der PC-Welt samt Arduino etc...

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Der muß nur von den Abmessungen groß genug sein, dann erwärmt er sich 
fast nicht.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Georg schrieb:
> Bei geeignetem Messequipment ist es egal, ob du den Shunt mit 100A oder
> mit mit 10A oder mit 1A misst - wichtig ist ja der Widerstandswert.

Dieser ist aber mitunter vom Strom abhängig. Du vermisst auch keinen 
Hochspannungsteiler mit 10V, nur weil es deine Messgeräte nicht anders 
hergeben.


Was soll das hier im Forum eigentlich immer? Man hat keine Ahnung wie 
man es angehen sollte, aber jeder sagt einem, dass man es auch nicht 
braucht. Das ist ja nun mal einfach nicht so.

Es gibt einen Referenzshunt und einige günstige Typen die getestet 
werden sollen ob diese in Frage kommen. Das ganze soll bei 100A 
verglichen werden.

Die Spannungen sind bei 100A schon klein genug (60mV). Wenn man da nun 
1A verwendet, dann hat man auch nur noch ein hunderstel der Spannung die 
gemessen werden kann. Da kommen dann noch diverse Unsicherheiten dazu.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Christian K. schrieb:
> Am Ende mußt Du die 60mV auf 100ppm konstant halten. Das sind 6uV. Wenn
> sich nichts erwärmen würde vieleicht gerade machbar. Da aber schon im
> Referenzshunt 6W umgesetzt werden, wird das schon wegen des Seebeck
> Effects mehr low frequency Drift und Noise geben. Evt. geht das in einem
> gut gerührten Ölbad.

Vielen Dank für die konstruktive Antwort!

Ggf. ist es am Ende einfacher zB fünf 20A Quellen zu bauen die dann 
zusammengeschaltet werden. Die jeweiligen Shunts setzen dann weniger 
Leistung um und man hätte sogar den Vorteil, dass sich thermische Drifts 
ein wenig rausmitteln. Und den eingesetzten Transistoren kommt das 
sicher auch zugute.

von Torben K. (torbenk)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Was soll das hier im Forum eigentlich immer? Man hat keine Ahnung wie
> man es angehen sollte, aber jeder sagt einem, dass man es auch nicht
> braucht.
hähä :) Das ist mir auch schon aufgefallen.

Bei der Strommenge ein Schweißgerät, wurde ja bereits erwähnt, oder - 
billiger - eine Kfz-Lima. Meine liefert 120A

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Im Prinzip reicht ja schon die Momentaufnahme von Spannung und Strom,
> daraus lässt sich dann mittels
>
> R = U/I
>
> der Wert errechnen...

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Im Prinzip reicht ja schon die Momentaufnahme von Spannung und Strom,
>> daraus lässt sich dann mittels
>>
>> R = U/I
>>
>> der Wert errechnen...

Ich würde gerne mit demselben Messgerät beide Shunt-Spannungen messen, 
darum muss es schon zumindest kurzzeitig stabil sein.

Und wenn Dein erneutes reinkopieren sich auf den von mir bemängelten 
Lösungsvorschlag bezieht, dann sehe ich ihn immer noch nicht. Ein Akku 
alleine macht noch keine Stromquelle.

von Minimalist (Gast)


Lesenswert?

Könnte man mit 3 Referenzen (wenn vorhanden) und dem zu messenden R eine 
Wheatstone Brücke bauen?
Hätte den Vorteil, das der Strom nicht genau sein muss, da man die 
Brückenquerspannung ratiometrisch zur Kopf/Fussspannung messen kann. 
Wenn die Shunts ähnlich sind (auch vom Material) kompensieren sich sogar 
einige Driftfaktoren.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Eine Wheatstone Brücke funktioniert nicht mit so kleinen Widerständen.

von Kai S. (kai1986)


Lesenswert?

Hallo,

ein möglicher Ansatz wäre mit LiFePO4 Zellen. Diese haben eine recht 
kleine Spannung mit 3,3V nominell und können je nach Zelltyp große 
Ströme liefern, z.B. von A123 im 26650er Format, diese können 70A 
dauerhaft und 110A für 10s. Wenn du daran z.B. 12m Litze mit 4mm² 
Querschnitt anbringst hast du den Kurzschlussstrom schon auf ca. 70A 
begrenzt (etwas 50mOhm). Je nach deinem Kenntnisstand kannst du dir 
entsprechend eine Stromregelung hinzufügen (wobei ich bei einer linearen 
Reglung einen Mosfet nutzen würde und den Großteil der abfallenden 
Spannung auf einen ohmschen Widerstand wie beispielsweise die Leitung 
schieben würde). Je nach ausgewählten Bauteilen das ganze mehrfach 
aufgebaut und parallel geschaltet. Die gewünschte Stabilität wirst du 
damit allerdings nicht bekommen, da sich die Zellen dafür zu schnell 
entladen, allerdings bezweifel ich auch, das dies nötig ist, statt 
dessen einfach die Spannung am Referenzshunt und am zu messenden Shunt 
gleichzeitig messen.

Gruß Kai

PS: Welche Messgeräte hast du überhaupt zur Verfügung?

von Hp M. (nachtmix)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> um einige niederohmige Shunts zu vermessen benötige ich eine 100A
> Stromquelle. Da es um Präzision geht sollte der Strom möglichst "sauber"
> sein und noch viel wichtiger stabil. Ich denke da an besser 100ppm/h.

Warum?
Das ohmsche Gesetz gilt auch für Wechselstrom, und das Verhältnis von 
Prüfling zu Referenzwiderstand misst man in einer Brückenschaltung mit 
Nullinstrument.
Dann spielt die genaue Höhe des Prüfstroms eine völlig untergeordnete 
Rolle.
Kann man ggfs. auch mit einem Zangenamperemeter messen.

Also genügt ein Netztrafo, der 100A bei weniger als 1V liefern kann.
Ein Trafo vom Mikrowellenhed bei dem die Hochspannungswicklung entfernt 
und durch zwei oder drei Windungen dicken Draht ersetzt wurd könnte 
geeignet sein.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Und wenn Dein erneutes reinkopieren sich auf den von mir bemängelten
> Lösungsvorschlag bezieht, dann sehe ich ihn immer noch nicht. Ein Akku
> alleine macht noch keine Stromquelle.

Sorry, wenn es Dich stört, dann schreibe ich nichts mehr dazu!

Und ein Akku alleine ist schon eine Stromquelle, je nach Belastung...

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Kai S. schrieb:
> PS: Welche Messgeräte hast du überhaupt zur Verfügung?

Da es ja immerhin noch 60mV sind sollt es ein 6,5 stelliges Multimeter 
tun denke ich.


Hp M. schrieb:
> Warum?
> Das ohmsche Gesetz gilt auch für Wechselstrom, und das Verhältnis von
> Prüfling zu Referenzwiderstand misst man in einer Brückenschaltung mit
> Nullinstrument.
> Dann spielt die genaue Höhe des Prüfstroms eine völlig untergeordnete
> Rolle.
> Kann man ggfs. auch mit einem Zangenamperemeter messen.
>
> Also genügt ein Netztrafo, der 100A bei weniger als 1V liefern kann.
> Ein Trafo vom Mikrowellenhed bei dem die Hochspannungswicklung entfernt
> und durch zwei oder drei Windungen dicken Draht ersetzt wurd könnte
> geeignet sein.

Ein Trafo am Netz ist aber alles andere als eine stabile Quelle, dazu 
kommt noch, dass man Wechselspannung mit den meisten Geräten etwa eine 
Größenordnung schlechter messen kann als DC.

Was für eine Art Brücke schwebt Dir denn vor? Thomson? Ich denke direkt 
zwei Spannungen zu vergleichen bleibt das einfachste.

von Hp M. (nachtmix)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Ein Trafo am Netz ist aber alles andere als eine stabile Quelle,

Hab doch geschrieben, dass beim Nullabgleich einer Brücke keine 
Stabilität der Speisung erforderlich ist.

Peter schrieb:
> dazu
> kommt noch, dass man Wechselspannung mit den meisten Geräten etwa eine
> Größenordnung schlechter messen kann als DC.

Du sollst die Spannung ja gar nicht messen, sondern lediglich ihr 
Verschwinden feststellen.
Und wenn die Spannung sehr klein ist, dann verwendet man bei 
Wechselstrom einfach einen Transformator. Ein Übersetzungsverhältnis von 
1:1000 ist doch kleine schwarze Magie.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Was für eine Art Brücke schwebt Dir denn vor? Thomson? Ich denke direkt
> zwei Spannungen zu vergleichen bleibt das einfachste.

Diese Fragen blieben unbeantwortet.

Egal für welche Brücke musst Du dann auch Abgleichelemente haben die für 
diesen Strom geeignet sind. Was genau schwebt Dir denn da vor?

von AC (Gast)


Lesenswert?


von Waldemar Z. (waldemar_z)


Lesenswert?

Boh... Was ist denn so magisch daran einen Shunt auszumessen?
Mani W. hat recht.

Jedes billige Multimeter hat einen 200mV-Messbereich. Deins ist 
scheinbar genauer. Bei etwa 10A die Spannung am Shunt messen, fertig...

Aber warum es sich einfach machen, wenn es auch umständlich geht...

: Bearbeitet durch User
von Armin X. (werweiswas)


Lesenswert?

Nimm doch einfach eine Stromsenke und als Quelle einen Autoakku dran...

Einen 100A shunt mit 100A ausmessen zu wollen, nur weil er es kann ist 
blödsinn wenn man nicht in der Lage ist die Stromquelle hinzuhäkeln.
Kauf dir ein gutes 6,5stelliges Multimeter, besser gleich zwei. Die 
werden billiger sein als deine Stromquelle...
Kalibriere damit dein Labornetzgerät auf 1A und messe mit diesem Strom 
den Spannungsabfall am betreffenden Shunt. Achte bei den Messleitungen 
darauf, dass es zwei gleiche sind wegen des Seebeckeffektes.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Kai S. schrieb:
> ein möglicher Ansatz wäre mit LiFePO4 Zellen. Diese haben eine recht
> kleine Spannung mit 3,3V nominell und können je nach Zelltyp große
> Ströme liefern

Noch preiswerter gehts mit Standard Industriezellen vom Typ 2V nominell. 
Die gibt auch gerne mal mit 1500Ah und sind seit vielen Jahrzehnten 
bewährt:
http://www.ibb-batterien.de/produkte/blei-saeure-batterien/traktionsbatterien/
https://www.bannerbatterien.com/en/Products/Industrial-Batteries/Traction-Bull/244-Nass

Die brechen auch bei 200A nicht ein, sofern man nur die Zuleitungen 
entsprechend auslegt.

von MiWi (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:

AN104 und auch in AN133 von Linear Technology beschreibt Jim Williams 
sowas. Ein bischen anpassen und Du hast Dein System.

Weiteres kluges ist eh schon von Mani W und anderen gesagt worden.

von der Isabellenhütte gibt es brauchbare 1mOhm-Shunts (BAS-Serie) mit 
50ppm, da hast Du mit den 100A kein großes thermisches Problem.

Wenn Du eine Stromquelle brauchst - schau Dir Schaltregler für 
Intel/AMD-Prozessoren an, die liefern Dir bei geeigneter Auswahl an 
Teilen problemlos etliche A ohne allzuhohe Spannungen...

MiWi

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Waldemar Z. schrieb:
> Boh... Was ist denn so magisch daran einen Shunt auszumessen?
> Mani W. hat recht.

Womit hat er recht? Das das ohmsche Gesetzt gilt? Das ist noch keine 
Lösung


Waldemar Z. schrieb:
> Jedes billige Multimeter hat einen 200mV-Messbereich. Deins ist
> scheinbar genauer. Bei etwa 10A die Spannung am Shunt messen, fertig...
>
> Aber warum es sich einfach machen, wenn es auch umständlich geht...

Rechne doch mal nach wie groß die Genauigkeit dabei ist, bevor hier 
rumgeschrien wird.


AC schrieb:
> https://www.eit.uni-kl.de/hauck/lehre/GLAB_I/GLAB%20I%20-%20Versuch%206.pdf
>
> 1.1 - Bild 1
>
> Austausch durch ohmsche R

Und wie realisierst Du da die Abgleichelemente? So ein ein Schwachsinn!


Armin X. schrieb:
> Nimm doch einfach eine Stromsenke und als Quelle einen Autoakku dran...
>
> Einen 100A shunt mit 100A ausmessen zu wollen, nur weil er es kann ist
> blödsinn wenn man nicht in der Lage ist die Stromquelle hinzuhäkeln.
> Kauf dir ein gutes 6,5stelliges Multimeter, besser gleich zwei. Die
> werden billiger sein als deine Stromquelle...
> Kalibriere damit dein Labornetzgerät auf 1A und messe mit diesem Strom
> den Spannungsabfall am betreffenden Shunt. Achte bei den Messleitungen
> darauf, dass es zwei gleiche sind wegen des Seebeckeffektes.

Hast Du mal ins Datenblatt eines solchen 6,5 stelligen Multimeters 
gesehen? Offensichtlich nicht, denn sonst hättest Du ja gewusst, dass 
man auch damit so kleine Spannungen nicht genau genug messen kann.

Selbst bei 10A liefert dieser Ansatz bereits 0,2% Unsicherheit. Und nun 
überlege mal, warum Eingangs eine Stabilität von 100ppm gefordert 
wurde...

von Peter (Gast)


Lesenswert?

MiWi schrieb:
> AN104 und auch in AN133 von Linear Technology beschreibt Jim Williams
> sowas. Ein bischen anpassen und Du hast Dein System.

MiWi schrieb:
> von der Isabellenhütte gibt es brauchbare 1mOhm-Shunts (BAS-Serie) mit
> 50ppm, da hast Du mit den 100A kein großes thermisches Problem.


Vielen Dank! Es lohnt sich in diesem Forum hier teilweise wirklich noch 
erst mal etliche schwachsinnige Antworten abzuwarten. Das SNR ist in 
diesem Thread wieder mal unterirdisch.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Was soll das hier im Forum eigentlich immer? Man hat keine Ahnung wie
> man es angehen sollte, aber jeder sagt einem, dass man es auch nicht
> braucht. Das ist ja nun mal einfach nicht so.

Weil du nicht die Wahrheit erzählst, z.B. uns im Unklaren ob der genauen 
Messumstände lässt, usw. Es ist mal wieder typisch für Fragesteller über 
das Forum zu motzen, statt ehrlich zu sein und zu erzählen worum es 
wirklich geht und was man wirklich vor hat.

Zum Beispiel, 60mV bei 100A macht einen Shunt-Widerstand von 600µOhm. Da 
willst du jetzt kontrolliert weitere Shunts parallel schalten, um diese 
Auszumessen. Wie in Gottes Namen willst du das reproduzierbar im 
Messaufbau machen? Und zwar zerstörungsfrei (genaues sagst du bei deiner 
Geheimniskrämerei natürlich nicht), so dass das Shuntpärchen oder ein 
einzelner Shunt dem Messaufbau entnommen und in ein Gerät eingebaut 
werden kann.

Wie willst du das Ergebnis übertragbar machen, so dass nach dem Einbau 
der Shunts im Gerät der Widerstand der gleiche ist wie in deinem 
Messaufbau?

Wo willst du bei so einer Parallelschaltung das gemeinsame Leiterpaar 
für die Spannungsmessung reproduzierbar abgreifen?


Damit die Motzerei aufhört, hier ist wie man so etwas angeht:

Man gleicht das fertige Gerät ab. Man misst nicht direkt die 
Shunt-Widerstände aus, schon gar nicht außerhalb des Gerätes. Man baut 
einen entsprechend berechneten Shunt ein. Dann schaut man sich an, was 
mit diesem Shunt aus dem Gerät unter kontrollierten Bedingungen 
herauskommt. Das vergleicht man mit dem, was herauskommen soll und 
trimmt den Fehler, gerne per Software, raus.

> einige günstige Typen die getestet
> werden sollen ob diese in Frage kommen.

Dann baut man halt die mal in mehrere Geräte ein und misst das Verhalten 
der fertigen Geräte.

: Bearbeitet durch User
von Peter (Gast)


Lesenswert?

Hannes J. schrieb:
> Weil du nicht die Wahrheit erzählst, z.B. uns im Unklaren ob der genauen
> Messumstände lässt, usw. Es ist mal wieder typisch für Fragesteller über
> das Forum zu motzen, statt ehrlich zu sein und zu erzählen worum es
> wirklich geht und was man wirklich vor hat.

Warum wird denn nicht gefragt, wenn etwas unklar ist? Für meine Begriffe 
findet man hier alles. Aber ich kann natürlich etwas vergessen habe und 
das kann man doch erfragen. Es soll hier um die Lösung eines 
Teilproblems (100A Quelle/Senke) gehen. Zusätzlich wurde noch gesagt 
wozu das Ganze sein soll. Meiner Meinung nach war es sogar eher ein 
Fehler zu sagen wozu es sein soll, weil die Ganze Diskussion nur noch 
darum geht ob das so sinnvoll ist.
In vielen Punkten ist es einfach gefordert Dinge so zu vermessen, wie 
sie später auch eingesetzt werden. Von daher ist Dein Punkt diese Shunts 
einfach in Geräte einzubauen natürlich erst mal der beste Weg. Leider 
ist das nicht so einfach mal am Schreibtisch zu machen, darum hätte ich 
gern diesen kleinen Versuchsaufbau.


Hannes J. schrieb:
> Zum Beispiel, 60mV bei 100A macht einen Shunt-Widerstand von 600µOhm. Da
> willst du jetzt kontrolliert weitere Shunts parallel schalten, um diese
> Auszumessen. Wie in Gottes Namen willst du das reproduzierbar im
> Messaufbau machen? Und zwar zerstörungsfrei (genaues sagst du bei deiner
> Geheimniskrämerei natürlich nicht), so dass das Shuntpärchen oder ein
> einzelner Shunt dem Messaufbau entnommen und in ein Gerät eingebaut
> werden kann.
>
> Wie willst du das Ergebnis übertragbar machen, so dass nach dem Einbau
> der Shunts im Gerät der Widerstand der gleiche ist wie in deinem
> Messaufbau?
>
> Wo willst du bei so einer Parallelschaltung das gemeinsame Leiterpaar
> für die Spannungsmessung reproduzierbar abgreifen?

Ich möchte die Shunts nicht parallelschalten. Ich möchte diese in Reihe 
schalten so, dass sie vom demselben Strom durchflossen werden. Darum ist 
der genaue Betrag des Stroms auch nicht so wichtig. Dann soll die 
Spannung an den beiden Shunts gemessen werden. Die Shunts haben 
Vierleiteranschlüsse, so dass ich mir da schon einiges an 
Reproduzierbarkeit erhoffe. Wenn die Stromquelle ausreichend stabil ist 
und man dann auch noch dasselbe Messgeräte für beide Spannungen 
verwenden kann, dann gewinnt man zusätzlich noch etwas Präzision.

Das heißt es sollen am Ende zwei Spannungen gemessen werden und ins 
Verhältnis gesetzt werden. Da sehe ich wirklich nicht wo dabei eine 
Brückenschaltung große Verbesserungen bringen soll. Das würde ich gerne 
mal vorgerechnet sehen. Zudem sind die Abgleichelemente ja auch alles 
andere als trivial.


Über so eine Antwort wie Deine hier freue ich mich natürlich. Das nenne 
ich konstruktiv und daran gibt es auch nichts zu motzen. Bei einigen 
anderen Antworten hier sieht das leider anders aus.

von Johann L. (radiostar)


Lesenswert?

Hannes J. schrieb:
> Weil du nicht die Wahrheit erzählst, z.B. uns im Unklaren ob der genauen
> Messumstände lässt, usw. Es ist mal wieder typisch für Fragesteller über
> das Forum zu motzen, statt ehrlich zu sein und zu erzählen worum es
> wirklich geht und was man wirklich vor hat.

Wow, und schon wird wieder die Lügenkeule ausgegraben.

von Weinga U. (weinga-unity)


Lesenswert?

Hallo,

ich benötige sowas ähnliches. Ich möchte einen Hall basierten 
Stromsensor (ACS730) vermessen (vorallem die Dynamik) und werde dazu 
einen Kondensator nehmen, der über einen Pull-Up permanent auf z.B. 5V 
geladen wird.

Parallel zum Kondensator wird eine Serienschaltung aus 
Strombegrenzungswiderstand, Stromsensor, Shunt-Widerstand und MOSFET 
angebracht. Der Mosfet wird von einem µC zyklisch für eine konstante 
Zeit eingeschalten und so ein Kurzschluss erzeugt.

Mit dem Oszilloskop vergleiche ich dann die Sprungantworten vom 
Shunt-Widerstand und vom Stromsensor.

Die Genauigkeit der Amplitudenmessung ist leider mit den 8bit des Oszis 
beschränkt. Dafür sehe ich das dynamische Verhalten.

Soweit meine Überlegungen.

Lg.

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

.

Also, ich würde das ganze ev. so machen/angehen:

Eine saubere Konstantstromquelle (muss solange die Messung dauert 
herhalten), es müssen ja keine 100A sein, erstellen.

Den Referenzshunt mit den anderen zu vermessenden Shunts in Reihe 
schalten (es kann einer und 100 ... drin sein.
Dann mit dem Voltmeter jeden einzelnen abtasten. (der Messfehler des 
Voltmeters ist dabei auch unwichtig)

Diese Anordnung erzeugt keine Fehler durch Übergangswiderstände oder so, 
denn in der Reihenschaltung ist der Strom ja überall gleich.


 Kurt

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Ich habe Widersprüche in deinen Aussagen entdeckt.


Male doch bitte deinen Messaufbau auf, was willst du wie messen.

Spannung/Strom/Zeitdiagramm...

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Ich möchte diese in Reihe
> schalten so, dass sie vom demselben Strom durchflossen werden. Darum ist
> der genaue Betrag des Stroms auch nicht so wichtig. Dann soll die
> Spannung an den beiden Shunts gemessen werden. Die Shunts haben
> Vierleiteranschlüsse, so dass ich mir da schon einiges an
> Reproduzierbarkeit erhoffe. Wenn die Stromquelle ausreichend stabil ist
> und man dann auch noch dasselbe Messgeräte für beide Spannungen
> verwenden kann, dann gewinnt man zusätzlich noch etwas Präzision.

Kurt B. schrieb:
> Den Referenzshunt mit den anderen zu vermessenden Shunts in Reihe
> schalten (es kann einer und 100 ... drin sein.
> Dann mit dem Voltmeter jeden einzelnen abtasten. (der Messfehler des
> Voltmeters ist dabei auch unwichtig)


Vielen Dank für diesen überaus wertvollen Beitrag!

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Eieiei schrieb:
> Ich habe Widersprüche in deinen Aussagen entdeckt.

Und die wären?

von Resistix (Gast)


Lesenswert?

Ich habe so ein Ding gebaut, es war weniger schwierig als gedacht, 
jedoch nicht ohne Aufwand. Es funktioniert als spannungsgesteuerte 
Stromquelle, 0 bis 10 V werden abgebildet auf 0 bis 100 A. Die Umpolung 
erfolgt mit Schützen. Die ganze Geschichte ist vom PC gesteuert und 
dient zur vollautomatischen Messung niederohmiger Widerstände.

Die Auflösung beträgt ca. 0,3 nOhm, die Messunsicherheit kann mit 20 ppm 
(k=2) abgeschätzt werden.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Resistix schrieb:
> Ich habe so ein Ding gebaut, es war weniger schwierig als gedacht,
> jedoch nicht ohne Aufwand. Es funktioniert als spannungsgesteuerte
> Stromquelle, 0 bis 10 V werden abgebildet auf 0 bis 100 A. Die Umpolung
> erfolgt mit Schützen. Die ganze Geschichte ist vom PC gesteuert und
> dient zur vollautomatischen Messung niederohmiger Widerstände.
>
> Die Auflösung beträgt ca. 0,3 nOhm, die Messunsicherheit kann mit 20 ppm
> (k=2) abgeschätzt werden.

Wahrscheinlich sind Schütze zum Umpolen am Ende auch das Beste, wenn man 
den Strom in beiden Richtungen wirklich gleich haben möchte oder?

Was mich vor allem interessiert, ob das sinnvoll mit nur einem 
Transistor machbar ist, so wie in dem Jim Williams Artikel. Oder hast Du 
für den Aufbau mehrere Senken zusammengeschaltet?

Und darf man auch noch Fragen ob Du einen Multiplexer verwendest um 
zwischen Referenzshunt und dem zu untersuchenden Shunt umher zu schalten 
oder verwendest Du für die Stromquelle/senke bereits einen sehr sehr 
guten Shunt, so dass das direkt die 0 bis 10V in deinen Referenzstrom 
umrechnest?

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Das SNR ist in
> diesem Thread wieder mal unterirdisch.

Weil, S geht gegen Null!

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Eieiei schrieb:
>> Ich habe Widersprüche in deinen Aussagen entdeckt.
>
> Und die wären?

Eieiei schrieb:
> Das SNR ist in
>> diesem Thread wieder mal unterirdisch.
>
> Weil, S geht gegen Null!

Und auch gleich ein gutes Beispiel geliefert woran das liegt. Ich hatte 
eine Frage die zum Thema des Threads gehörte zu dem Du dich geäußert 
hast. Aber anstatt darauf zu antworten wird einfach ein Beitrag 
geschrieben, der weder im Thema noch sonstwie irgendeinen Nutzen hat.



Eieiei schrieb:
> Male doch bitte deinen Messaufbau auf, was willst du wie messen.

Aber von jemandem dessen Vorstellungskraft es nicht hergibt sich eine 
Reihenschaltung von zwei Widerständen an einer Stromquelle vorzustellen, 
ist wohl auch nicht mehr zu erwarten.

von Resistix (Gast)


Lesenswert?

Auf welchen JW Artikel beziehst du dich? Hab den Thread jetzt nicht 
komplett gelesen. I did it my way...

Ich habe zwei Transistoren benötigt, einen für die Regelung der 
Stromquelle und einen für den Kurzschluss der Stromquelle (im 
Umschaltmoment). Der Trick darin besteht, die ganze Angelegenheit so 
niederohmig wie möglich auszuführen, damit man mit möglichst geringer 
Leistung bzw. kleiner Versorgungsspannung auskommt.

Als Referenzwiderstände benutze ich einen dekadischen Widerstandssatz 
von 100 µOhm bis 10 Ohm.

Das Multimeter wird über einen schweineteuren, thermospannungsarmen 
Schalter mit Motoransteuerung umgeschaltet.

Die ganze Sache ist zwanzig Jahre alt, funktioniert problemlos, aber sie 
füllt einen 19" Schrank bis obenhin und war unterm Strich schon eine 
heftige Nummer.

Um "einige niederohmige Shunts" zu bestimmen, ist der Aufwand vielleicht 
unangemessen. Wenn du das etwas präzisieren möchtest, kann ich die 
vielleicht alternative Vorschläge machen.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Resistix schrieb:
> Auf welchen JW Artikel beziehst du dich? Hab den Thread jetzt nicht
> komplett gelesen. I did it my way...
>
> Ich habe zwei Transistoren benötigt, einen für die Regelung der
> Stromquelle und einen für den Kurzschluss der Stromquelle (im
> Umschaltmoment). Der Trick darin besteht, die ganze Angelegenheit so
> niederohmig wie möglich auszuführen, damit man mit möglichst geringer
> Leistung bzw. kleiner Versorgungsspannung auskommt.
>
> Als Referenzwiderstände benutze ich einen dekadischen Widerstandssatz
> von 100 µOhm bis 10 Ohm.
>
> Das Multimeter wird über einen schweineteuren, thermospannungsarmen
> Schalter mit Motoransteuerung umgeschaltet.
>
> Die ganze Sache ist zwanzig Jahre alt, funktioniert problemlos, aber sie
> füllt einen 19" Schrank bis obenhin und war unterm Strich schon eine
> heftige Nummer.
>
> Um "einige niederohmige Shunts" zu bestimmen, ist der Aufwand vielleicht
> unangemessen. Wenn du das etwas präzisieren möchtest, kann ich die
> vielleicht alternative Vorschläge machen.

Vielen Dank für Deine Erfahrungsberichte. Ein Transistor klingt ja 
wirklich nicht so schlimm. Wobei der natürlich nicht alleine bleibt :)

Meine Frage zu Beginn dieses Threads war vor allem, ob 100A mit einem 
Transistor im Linearbetrieb so möglich sind. Meine Erfahrungen mit 
derart hohen Strömen sind bisher sehr begrenzt.

Aber womit ist der Schrank denn noch gefüllt? Umschalter, Ölbad usw?

Ich brauche es sicher nicht so aufwendig, weil ich auch keine 20ppm 
Unsicherheit erreichen muss. So 100ppm Reproduzierbarkeit gegenüber 
meinem Referenzshunt hier wären schön.

von Resistix (Gast)


Lesenswert?

Ja, es ist ein Mosfet im Linearbetrieb.

Im Schrank ist noch eine 10 A Stromquelle, die ganze Ansteuerung, die 
mächtig fetten Schütze (immer 4 Kontakte parallel: Niederohmig!), das 
240 W Netzgerät für die Schütze und so weiter.

100 ppm Reproduzierbarkeit bei 100 µOhm ist auch mit 10 A sehr gut 
machbar.

Nochmal: Welcher JW Artikel?

von Bonzillo (Gast)


Lesenswert?

>Als Bürdespannung sind es nur Shunts, die alle weniger als 100mV
Spannungsabfall haben. Mit etwas Verkabelung usw. sollte die Spannung
trotzdem deutlich unter 1V bleiben denke ich. Aber 1V bei 100A sind ja
auch schon 100W.

Diese Aussage laesst auf absolutes Null-Wissen schliessen. Wenn der 
Shunt 60mV hat werden daraus keine 1V. Die Messspannung bleibt genau 
60mV. Und das Supply muss nur noch den anderen Referenzshunt 
mitversorgen. Das waeren dann nochmals 60mV, plus noch ein paar mV fuer 
die Anschluesse.

Ich habe schon 300A Shunts gesehen, die mussten 10ppm Stabilitaet 
bringen. Die waren an einem thermostatisierten Wasserkreilauf. Und die 
Rueckkalibrierung war ueber eine andere physikalische Groesse, da das 
Wasser den Shunt ueber die Zeit wegaetzte. Nicht elektrochemisch, dazu 
war die Spannung zu tief.

Irgendwie bezweifle ich, dass man einen 100A shunt auf 0.1% genau 
braucht. Das ist ein akademischer Furz. Irgendwie benoetigt man einen 
Referenzshunt.

Ich wuerd's auch mit Wechselspannung machen, zB bei 100mA, mit einem 
Lock-in geht das gut.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Resistix schrieb:
> Ja, es ist ein Mosfet im Linearbetrieb.
>
> Im Schrank ist noch eine 10 A Stromquelle, die ganze Ansteuerung, die
> mächtig fetten Schütze (immer 4 Kontakte parallel: Niederohmig!), das
> 240 W Netzgerät für die Schütze und so weiter.
>
> 100 ppm Reproduzierbarkeit bei 100 µOhm ist auch mit 10 A sehr gut
> machbar.

Ja, für die Reproduzierbarkeit sollte das tatsächlich reichen.


Resistix schrieb:
> Nochmal: Welcher JW Artikel?

http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an133f.pdf


Bonzillo schrieb:
> Diese Aussage laesst auf absolutes Null-Wissen schliessen. Wenn der
> Shunt 60mV hat werden daraus keine 1V. Die Messspannung bleibt genau
> 60mV. Und das Supply muss nur noch den anderen Referenzshunt
> mitversorgen. Das waeren dann nochmals 60mV, plus noch ein paar mV fuer
> die Anschluesse.

Ich schrieb doch es bleibt deutlich unter 1V. Ohne jegliche 
Spannunsgangabe wäre das Geschreie auch wieder groß gewesen. Und alleine 
bei den Shunts habe ich schon mal 200mV (2x 60mV plus Anschlüsse) 
eingeplant. Dazu noch etwas Spannungsabfall über dem Regeltransistor + 
ein weiterer Shunt im Regelkreis. Wie bereits gesagt habe ich mit derart 
großen Strömen bisher keine Erfahrungen, aber wo nun "deutilch unter 1V" 
für die Summe dieser Geschichten völlig daneben ist sehe ich nicht so 
ganz.

von Resistix (Gast)


Lesenswert?

Noch ein weiterer Gedanke:

Bei den meisten Shunts entsteht die Wärme keinesfalls im Messelement, 
sondern zum größten Teil an dem Übergangswiderstand der Stromanschlüsse. 
Nehmen wir einen 100 µOhm Shunt. Am Messelement werden 100 A^2*100 µOhm 
= 1 Watt in Wärme umgesetzt. An den beiden Stromklemmen vielleicht 2*100 
A ^2*1 mOhm = 20 W.

Wenn du diesen Übergangswiderstand bestimmen kannst, weißt du die 
verbratene Leistung, sagen wir 21 W. Du montierst den Shunt auf einem 
Leistungswiderstand, an dem 21 W verbraten werden und misst mit einem 
"normalen" Messstrom den Shunt. Das passt so ungefähr und du erfährtst 
auch was über die Temperturabhängigkeit des Shunts. Der TK der meisten 
Shunts ist gar nicht so übel.

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Resistix schrieb:
> Bei den meisten Shunts entsteht die Wärme keinesfalls im Messelement,
> sondern zum größten Teil an dem Übergangswiderstand der Stromanschlüsse.
> Nehmen wir einen 100 µOhm Shunt. Am Messelement werden 100 A^2*100 µOhm
> = 1 Watt in Wärme umgesetzt. An den beiden Stromklemmen vielleicht 2*100
> A ^2*1 mOhm = 20 W.

Du MUSST dich irren. 1mR kann ja nicht sein wir haben ja eben erfahren, 
dass deutlich unter 1V von meiner unermesslichen Ahnungslosigkeit 
herrühren. Bei zwei Verbindungen am Shunt und 60mV/100A für den Shunt 
selber wäre man ja aber schon bei 260mV pro Shunt. Das drei mal und man 
hat 780mV. Dazu noch ein Spannungsabfall über dem Regeltransistor, 
weitere Übergangswiderstände usw. Da wäre man ja schon über 1V. Ist also 
sicher alles Quatsch...

Aber mal wieder ernsthaft:

Resistix schrieb:
> Wenn du diesen Übergangswiderstand bestimmen kannst, weißt du die
> verbratene Leistung, sagen wir 21 W. Du montierst den Shunt auf einem
> Leistungswiderstand, an dem 21 W verbraten werden und misst mit einem
> "normalen" Messstrom den Shunt. Das passt so ungefähr und du erfährtst
> auch was über die Temperturabhängigkeit des Shunts. Der TK der meisten
> Shunts ist gar nicht so übel.

Siehst Du neben dem TK keine weiteren Gründe bei Nennstrom zu messen? 
Wenn es wirklich nur den TK gibt, dann sollte es ja egal sein. Ich weiß 
es nicht, aber ich hätte gedacht, dass der hohe Strom auch Effekte macht 
die über eine Erwärmung hinausgehen. Stromverdrängung ggf.
Bei hohen Spannungen hat man ja auch zB Probleme durch 
Spannungskoeffizienten die nicht einfach nur vom TK kommen.

von Resistix (Gast)


Lesenswert?

Bei den von dir genannten Anforderungen an die Präzision würde ich mir 
erstmal nur um die Wärme Gedanken machen.

Du sprichst von Shunts, das ist natürlich ein weiter Bereich. Bei den 
billigen Dingern ist der Spannungsabgriff (M4 Schraube) Fehlerursache 
#1. Je nach Position des Kabelschuhs misst du leicht ± 1 % daneben. 
Andere Shunts kann man bei der Montage verbiegen. Über was für 
Kalibriergegenstände reden wir hier eigentlich?

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Resistix schrieb:
> Bei den von dir genannten Anforderungen an die Präzision würde ich mir
> erstmal nur um die Wärme Gedanken machen.
>
> Du sprichst von Shunts, das ist natürlich ein weiter Bereich. Bei den
> billigen Dingern ist der Spannungsabgriff (M4 Schraube) Fehlerursache
> #1. Je nach Position des Kabelschuhs misst du leicht ± 1 % daneben.
> Andere Shunts kann man bei der Montage verbiegen. Über was für
> Kalibriergegenstände reden wir hier eigentlich?

Noch bin ich in der Planungsphase. Als Referenz würde ich entweder 
Burster 1282 1mR oder einen Isabellenhütte RUG-Z verwenden wollen.

Die zu untersuchenden Shunts sind von GANZ und es soll geprüft werden ob 
diese nicht als Ersatz für die aktuell eingesetzten Shunts dienen können 
(viel mehr möchte ich dazu nicht sagen).
Die "neuen" haben allerdings tatsächlich so 4mm Schraubanschlüsse.

von Marek N. (Gast)


Lesenswert?

Haben Bob Pease und Jim Williams nicht kurz vor ihrem Tod genau so eine 
Präzisions-100A-Stromquelle entwickelt?
Bald jährt es sich wieder :-(

von Resistix (Gast)


Lesenswert?

Wenn deine Shunts ungefähr so aussehen

https://www.google.de/search?q=GANZ+stromshunt&client=firefox-b&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjmyvCP6Y_UAhUEaRQKHUuxA9YQsAQILw&biw=1920&bih=1019#imgrc=KDJ7iZ8c82c-wM:

entspricht der geplante Messaufbau den sprichwörtlichen Perlen, die vor 
die Säue geworfen werden. Ungefähr Faktor 100 zu gut, kompletter 
Overkill.

Denk mal über ein burster 2316 oder was ähnliches nach, das reicht 
völlig und kostet einem Bruchteil des enormen Aufwandes, den du vor dir 
hast - und das Zeug ist noch lange nicht rückgeführt.

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

.


Eine Windung (Flachkupfer) um einen alten Trafo gewickelt, diese 
W-Spannung/Strom auf die Reigenschaltung von Referenz_R und 
Zu_bestimmen_R geben.
Mit Oszi oder Multimter ausmessen. (jeden R einzeln).

Keine Probleme mit Übergangswiderständen, keine Probleme mit 
Konstantstromerzeugung, keine Pr.  mit der Bestimmung des Messwertes.

Ob das dann 50 oder 150 Amp sind spielt auch keine entscheidende Rolle, 
wichtig ist die Auflösung "nach dem Komma".

Es gehen nur Verhältnisse (zum Referenz_Shunt) in das Ergebnis ein


 Kurt


(während der Messung sollte die Netzspannung stabil sein, bzw. 
kontrolliert werden ob sie sich verändert)

.

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Jaja, stimmt schon daß sich der TO vor Angst in die besagte Hose...


Wahrscheinlich ist es so, daß ein gutes aber teures gegen ein billiges 
Bauelement ersetzt werden soll um den Profit zu steigern... Nur so meine 
unmaßgebliche Vermutung zu äußern...

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Eieiei schrieb:
>> Ich habe Widersprüche in deinen Aussagen entdeckt.
>
> Und die wären?

Ach, dass hatte ich vergessen.
Ich dachte zuerst du willst die Widerstände wie auch von Hannes vermutet 
parallelschalten. Wenn man noch mal richtig liest wird aber klar wie es 
gemeint war.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Peter (Gast)

>um einige niederohmige Shunts zu vermessen benötige ich eine 100A
>Stromquelle.

Wirklich? In welchem Bereich liegen diese Shunts (Widerstand). Wie groß 
sind sie und welchen Nennstrom haben sie?

> Da es um Präzision geht sollte der Strom möglichst "sauber"
>sein und noch viel wichtiger stabil. Ich denke da an besser 100ppm/h.

Hmm, das schafft man, aber ob es dafür 100A braucht, ist eher 
zweifelhaft. Da sollte man eher mehr Knoff Hoff in die Meßtechnik 
stecken. Stichwort Zero Drift Amplifier, Lock In Verstärker etc.

>Als Shunt für die Regelung dachte ich an einen Standard Shunt mit 60mV
>bei 100A.

Macht satte 6W Verlustleistung. Hmm.

>Als Bürdespannung sind es nur Shunts, die alle weniger als 100mV
>Spannungsabfall haben.

Das ist schon "riesig". Gute Meßverstärker können auch bei 10mV und 
darunter noch erstaunlich gut und genau messen. In welcher Größenordnung 
von Genauigkeit willst du denn rauskommen? 1 Promille?

> Mit etwas Verkabelung usw. sollte die Spannung
>trotzdem deutlich unter 1V bleiben denke ich. Aber 1V bei 100A sind ja
>auch schon 100W.

Eben. Damit holst du dir schon ordentlich Drift in die Schaltung, auch 
wenn  nur ein Teil davon an deinem Meßobjekt abfällt.

>Hat jemand schon mal etwas ähnliches gebaut? Wie geht man da am besten
>vor?

Stell dir doch eher mal die Frage, wie der Rest der Welt derartige 
Widerstände mißt. Hier gab es vor einiger Zeit mal einen Teilnehmer, der 
das auf seiner Seite recht gut dargestellt hat, ist scheinbar sein Job 
und Hobby.

Beitrag "Re: Wie ~0.01Ω-Widerstände messen?"

https://lowcurrent.wordpress.com/2017/02/10/kleine-widerstaende-und-offset-compensation/

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Jaja, stimmt schon daß sich der TO vor Angst in die besagte Hose...


Wahrscheinlich ist es so, daß ein gutes aber teures gegen ein billiges 
Bauelement ersetzt werden soll um den Profit zu steigern... Nur mal so 
um meine unmaßgebliche Vermutung zu äußern...

von MiWi (Gast)


Lesenswert?

Eieiei schrieb:
> Jaja, stimmt schon daß sich der TO vor Angst in die besagte Hose...
>
>
> Wahrscheinlich ist es so, daß ein gutes aber teures gegen ein billiges
> Bauelement ersetzt werden soll um den Profit zu steigern... Nur mal so
> um meine unmaßgebliche Vermutung zu äußern...

Na und? Wenn es funktioniert, warum nicht. Ich geh auch von den güldenen 
und schlecht lieferbaren Teilen weg zu den Normalen wenn es 
funktioniert... und wenn der Profit gesteigert wird - umso besser.

bist vielleicht nur neidig?

MiWi

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Nein. Bin ich nicht. Habe es auch nicht nötig.


Billig ist immer schlecht, denn das kann ich mir nicht leisten, weil zu 
teuer...

von bla (Gast)


Lesenswert?

Ohne jetzt den ganzen Thread gelesen zu haben: was spricht dagegen 
einfach ein oder zwei grosse Batterien zu nehmen und 10 Autoglühlampen 
(oder sonst ein ohmscher Verbraucher) als Last zu verwenden? Den 
Laststrom schickt man dann durch die beiden in Reihe geschalteten 
Shunts. Der genaue Strom ist ja völlig irrelevant solange er ungefähr an 
die 100A kommt da man nur den Widerstand bestimmen will. Sonst kann man 
parallel zur Last noch einen Transistor als Stromsenke dazuschalten und 
den regeln. Der sieht dann nur einen Bruchteil des Stroms.
AC Spannungen sind wegen der Induktivität der Anordnung eher weniger 
geeignet.

von Eieiei (Gast)


Lesenswert?

Ganz einfach, das ist das Geheimnis des TO. Die

von Dingsi (Gast)


Lesenswert?


von Ralf X. (ralf0815)


Lesenswert?

Dingsi schrieb:
> Ginge das hier vielleicht:
> EA Elektro Automatik EA-PS 9080-100 1U 19 Zoll Labornetzgerät,
> einstellbar
>
> Gibt es bei CONRAD:
> ......

Glaubst Du, dass das Problem des TE nach über vier Jahren noch akut ist?

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Ralf X. schrieb:
> Glaubst Du, dass das Problem des TE nach über vier Jahren noch akut ist?

Unabhängig vom Alter dieses Threads und dem Aufwecken durch ein völlig 
überdimensioniertes teures Netzteil als "Lösung.
Wenn der TO eh einen Referenzshunt hat(te), dann hätte er auch 
ratiometrisch messen können (und besser auch getan). Eine 
Konstantstromquelle ist völlig unnötig, solange der Strom zumindest über 
die zwei Messungen hinreichend konstant bleibt.

von Zeno (Gast)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> Dieser ist aber mitunter vom Strom abhängig. Du vermisst auch keinen
> Hochspannungsteiler mit 10V, nur weil es deine Messgeräte nicht anders
> hergeben.
Da ist nix vom Strom abhängig. Die Stromabhängigkeit tritt erst als 
Folgeerscheinung ein wenn sich das Dingens erwärmt.

von Werner H. (werner45)


Lesenswert?

Statt des Netzteiles zu Preis eines Gebrauchtwagens kann man auch was 
veraltetes zum Messen nehmen: Die Thomson-Brücke.
Läuft mit Monozelle.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


Lesenswert?

Werner H. schrieb:
> Statt des Netzteiles zu Preis eines Gebrauchtwagens kann man auch
> was veraltetes zum Messen nehmen: Die Thomson-Brücke.
> Läuft mit Monozelle.

Zitat aus der Wikipedia:
Die Thomson-Brücke besitzt, wegen des Aufwandes bei dem manuellen 
Abgleich der Brücke, in der praktischen elektrischen Messtechnik nur 
noch eine geringe Bedeutung und ist durch digitale 
Widerstandsmessgeräte, basierend auf der Vierleitermessung mit einem 
Referenzwiderstand, abgelöst worden.


Der Ansatz hier mit einer Reihenschaltung bei der auch noch umgepolt 
wird ist imho schon sehr gut. Ob es wirklich 100A sein müssen ist 
natürlich die Frage ;)

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


Lesenswert?

Peter schrieb:
> um einige niederohmige Shunts zu vermessen benötige ich eine 100A
> Stromquelle. Da es um Präzision geht ...

Auch wenn Du es nicht gerne hörst: diesen Ansatz würde ich überdenken. 
Niederohmig und präzise bedeutet nicht zwangsläufig hohe Ströme. 
Abgesehen davon daß 100A stabil bereitzustellen ein Ding für sich ist, 
bei 100A handelst Du Dir noch neue Probleme ein, z.B. 
Widerstandsänderung durch Erwärmung.

von 2aggressive (Gast)


Lesenswert?

Mohandes H. schrieb:
> Peter schrieb:
>> um einige niederohmige Shunts zu vermessen benötige ich eine 100A
>> Stromquelle. Da es um Präzision geht ...
> Auch wenn Du es nicht gerne hörst: diesen Ansatz würde ich überdenken.
> Niederohmig und präzise bedeutet nicht zwangsläufig hohe Ströme.
Peters Anforderung lautete damals: auch bei hohen strömen präzise.

> Abgesehen davon daß 100A stabil bereitzustellen ein Ding für sich ist,
> bei 100A handelst Du Dir noch neue Probleme ein, z.B.
> Widerstandsänderung durch Erwärmung.
Genau deswegen dieser Faden.


Aktuell ist die Problematik auch heute noch!
Und immer wieder sehr gerne beantwortet mit "machs doch mit Brücke", 
"Ratiometrisch", "Nullvoltbla"...
Der erste der hier ein brauchbares Schaltbild postet, welches 
praktikabel zum gegentesten von vierpoligen Präzisionsschunts anwendbar 
ist, und ohne sündhaft teure Messtechnik auskommt, bekommt von mir einen 
Kuss*. Und einen Hund**.


* Bin bereit meine Zähne herauszunehmen
** Bin bereit einen Hund zu kaufen

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

2aggressive schrieb:
> bekommt von mir einen Kuss*. Und einen Hund**.
>
> * Bin bereit meine Zähne herauszunehmen
> ** Bin bereit einen Hund zu kaufen

Igitt, das ist ja ... lustig

von HitMetra (Gast)


Lesenswert?

Das evalboard für den TPS40090 gibt's für 50€, das macht aus 12V 1V8 @ 
100A. Entweder machst du da die Regelung neu, oder du packst nen längst 
Transistor mit CC Regelung dahinter.

von Henrik V. (henrik_v)


Lesenswert?

Wenn ich zwei Shunts bei ordendlich Strom vergleichen müsste, wäre mein 
Ansatz:

500VA Stelltrafo auf 200VA Ringkern mit ~3 Windungen und viel 
Querschnitt.
Zangenamperemeter (oder Stromwandler und Anzeiger) zum Strom einstellen.

REF und DUT in Serie , der Mittelabgriff wird dann GND.

Zwei geeignete Intrumentenverstärker (INA 117?) ggf mit Vertärkung 
1,10,(100?). Da die Verstärkung der beiden Kanäle nie dauerhaft gleich 
sein wird, ein Umschalter 4xUM der die Messstellen tauscht.

Zweikanalig simultan beide Kanäle messen. (Rückgeführter AD Wandler ist 
schön, geht aber auch mit der Soundkarte)

Entscheidend ist das Spannungsverhältnis, um das genau zu messen, kommen 
nun zwei Kniffe zur Anwendung:
Es wird zweimal gemessen mit vertauschen Kanälen, Dauer so mehr als 20 
Perioden, oder 500ms bis 1s. 10 bis 44(48)kSPS passt schon.

Für jedes Messpäarchen:
Es wird auf die ~50 Hz bei einem Kanal ein 4-parameter Sinus Fit 
durchgeführt, der Netzfrequenz und Soundkartentakt 'abgleicht' und dann 
auf dem andern Kanal ein 3-parameter Sinusfit mit der ermittelten 
Frequenz.
Man erhält Amplitude (hier wichtig) und Phase (hier gerade nicht nötig) 
der Grundfrequenz (ist quasi ein sehr schmalbandiger Filter).

Beide Messungen(Verhältnisse) werden geometrisch gemittelt 
(Multiplizieren und Wurzel) (Komplexe Werte, ggf hier nicht nötig).

Das Amplitudenverhältnis sollte nur im zweistelligem ppm Bereich 
schwanken, so die Shunts nicht termisch driften. Eher erschreckend 
weniger, aber nicht mit der Messunsicherheit verwechseln ;)

Durch die AC Messung werden Einflüsse durch Thermospannungen minimiert.
Der Sinusfit eliminiert DC Offsets durch die IAs.
Durch die geometrische Mittelung werden die Gain-(&Phasen)Unterschiede 
der beiden Kanäle kompensiert, es verbleiben die Nichtlinearitäten der 
AD Wandler. Range umschalten zwischen den Messungen ist dabei natürlich 
nicht möglich.

Wenn es genauer werden müsste, würde ich die Kollegen fragen :)
Gruß Henrik

3 bzw 4 Parameter Sinusfit: Zum Beispiel im IEEE-STD-1057

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Henrik V. schrieb:
> Zangenamperemeter (oder Stromwandler und Anzeiger) zum Strom einstellen.

Das vergesse gleich mal wieder - der TO wollte (zumindest vor vier 
Jahren) 100ppm Genauigkeit haben ...

von Henrik V. (henrik_v)


Lesenswert?

Du hast nicht weiter gelesen ..
Und Oder auch nix verstanden ..

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


Lesenswert?

Henrik V. schrieb:
> Und Oder auch nix verstanden ..

Bestimmt alles drei ;) :P


Henrik V. schrieb:
> 3 bzw 4 Parameter Sinusfit: Zum Beispiel im IEEE-STD-1057

Hast Du da ggf. eine Quelle in die man mal reinsehen kann ohne den 
Standard zu kaufen?

von Henrik V. (henrik_v)


Lesenswert?

Philipp C. schrieb:
> Hast Du da ggf. eine Quelle in die man mal reinsehen kann ohne den
> Standard zu kaufen?

Moin Philipp,

das 'bessere' Paper IMHO ist
P. Händel, Evaluation of a standardized sine wave fit algorithm, 2000 
IEEE Nordic Signal Processing Symposium, Kolmården, Sweden, 13-15 June 
2000, pp. 453-456, 
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.35.3486

Nach kurzer Suche gefunden:
https://www.ippt.pan.pl/repository/open/o3063.pdf

und wenn man im Netz nur genug Steine umdreht, sollte alles da sein ;)

Matrix (14) aus dem zweiten Paper hab ich mir umgebaut und fitte beide 
Kanäle auf eine gemeinsame Frequenz (bei normierten Amplituden), die 
Unterschiede sind hier aber nicht relevant ;)

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich würde es mit einem 2V Bleiakku versuchen, bei geringerer Spannung 
vernichtet man weniger Energie. Er liefert locker 100A für eine 1/4 
Stunde, siehe Datenblatt. Der Akku kiefert kurzzeitig (5s) bis zu 1,2kA.

**Quelle** : 
https://www.akkushop-austria.at/at/kung-long-msk200-agb-bleiakku-2-volt-200ah-170-x-106-x-333mm-m8-innengewinde?gclid=CjwKCAjwqvyFBhB7EiwAER786aQrDY1RCrZwhjmOPxP75B6I5YmDvJ-i15gVng097A3TR3CftQwR7RoCqykQAvD_BwE

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.