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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kaufempfehlung Strommessgerät


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Autor: Bernie B. (berbeer)
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Hallo,
ich brauche ein gescheites Messgerät, um DC-Ströme bis 40A= zu messen.

Der Bereich ist leider jenseits von dem, was typische Multimeter können.

Was meine kleine Stromzange von Reichelt UT210E anzeigt,
ist wohl nur als Schätzwert zu verstehen, die tatsächliche Genauigkeit 
schätze ich bei ca. 5% ein, das reicht mit nicht.

Ich möchte Ströme im Bereich 1A ... 40A (gerne in mehreren 
Messbereichen) messen,
die Genauigkeit sollte <= 1% vom Messbereich sein.
Ich brauche zwar keine zertifizierte Genauigkeit, aber einen Messwert,
auf den ich mich verlassen kann.
Inzwischen hab ich meine Zweifel, ob Stromzangen dies leisten können,
vor allem möchte ich bei DC-Messungen nicht vor jeder Messung einen 
Nullabgleich machen müssen.

Daher bin ich auf der Suche nach einem bezahlbaren (mittleres 
Preissegment) Messgerät,
welches ich in den Messkreis einschleife.
Messaufbauten mit separatem Shunt etc. sind mir zu aufwändig.

Schön wäre es, wenn das Messgerät sowohl Mittelwert- als auch RMS 
Messungen beherrschen würde.

Hat jemend eine Empfehlung für mich?

Autor: Andrew T. (marsufant)
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Wenn es auch 1,5% Genauigkeit tun für dich: Nimm die üblichen 
Schalttafelinstrumente von Neuberger, Gossen, Zurc etc. gibt es auch in 
40A Direktmessung.

Autor: (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)
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Man koennte sich auch einfach einen schicken Shunt kaufen und
dann die Spannung darueber messen...

Bei einem Einbauinstrument koennte/wird es wohl passieren,
dass es eigentlich fuer Wechselstrom gedacht ist, da es
ein Dreheisen- und kein Drehspulmesswerk hat.

Autor: Bernie B. (berbeer)
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Vielen Dank für die ersten Antworten,
aber ich möchte eigentlich kein Schalttafelinstrument haben
(daran hab ich auch schon gedacht).
Ich will das Messgerät im Laborbetrieb einsetzen, mal hier, mal dort 
messen.
Da sollte das ein vernünftiges Gehäuse mit Bananenbuchsen oder dicken 
Klemmen haben.
Ich bin sonst ja viel am Improvisieren und am Basteln, aber hier 
benötige ich belastbare und reproduzierbare Messwerte.
Wenn die Last mal wenig Strom zieht, möchte ich den Messbereich 
umschalten können...

Im Augenblick tendiere ich doch wieder zu einer Stromzange, aber dann 
doch eine von einem namhaften Hersteller.

Autor: Manfred (Gast)
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Bernie B. schrieb:
> Ich will das Messgerät im Laborbetrieb einsetzen,

Beachte die Verluste und vor allem, welche maximale Messdauer der 
Hersteller spezifiziert.

Autor: Petra (Gast)
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Wie wäre es mit einer Strommesszange? Die hat keine Verluste wie ein 
klassisches Amperemeter.
z.B: https://www.conrad.de/de/stromzange-f1618849.html
Du musst Dir bewusst sein, dass eine AC Strommesszange keinen DC Strom 
messen kann. Umgekehrt meist schon.

Autor: Jörg R. (solar77)
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(º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· schrieb im Beitrag 
#5412236:
> Man koennte sich auch einfach einen schicken Shunt kaufen und
> dann die Spannung darueber messen...

Das ist wohl die beste Lösung.

Beispiel:
https://www.tme.eu/de/details/b60a_60mv/panelmessgeraete-zubehoer/weigel/

Den würde ich in ein Gehäuse einbauen, mit Schraubanschlüssen für die 
Last und Bananenbuchsen für den Anschluss an ein handelsübliches 
Multimeter. Am besten eines mit einer 4000er bzw. 6000er Auflösung.
Alternativ gibt es auch hochwertige LCD-Panelmeter. Das könnte mit in 
das Gehäuse eingebaut werden und autark über Batterien versorgt werden.

Welcher Spannungsverlust ist bei 40A max. zulässig?
Mit dem Shunt oben wären es 40mV.

Eine Stromzange würde ich persönlich nicht verwenden.


Petra schrieb:
> Wie wäre es mit einer Strommesszange?

Die hat der TO doch selbst erwähnt.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5412784 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Autor: Peter M. (r2d3)
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Hallo Bernie,

anbei ein Strommessgerät für Arme.

Wäre Dir so ein Shunt zu aufwendig zu bedienen? :)

Für Deinen Messbereich müsstest Du etwas niederohmigeres nehmen, also 
z.B. 5mOhm oder gleich 1mOhm wie bei Jörg.

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Und wenn Dir der Shunt von Peter noch zu umständlich ist kann man es 
auch so asuführen: http://www.datatec.de/34330A-Shunt.htm

(Ja, ich weiß nur 30A und teuer, war nur ein Beispiel für die 
Ausführung).

Wenn man dauerhaft so große Ströme präzise messen möchte, dann kommt man 
wohl bei 40A nicht um etwas drumrum, das etwas größer ist.

Autor: Markus E. (markus_e176)
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https://www.lem.com/en/product-list?measurement=52

Nen passenden von denen hier?
Genauigkeit bei manchen Modellen 3ppm, Ströme bis n paar kA, wenn 
gewünscht...

Hohlstecker für Stromversorgung oder Batterien drangelötet, Ausgang auf 
Bananenbuchse für Multimeter oder Panelmeter fest einbauen oder beides. 
Zu messende Leitung durchfädeln oder n dickes Stück Kupfer durchschieben 
und zwei passende Anschlüsse dranschrauben, feddsch.

Autor: Jörg R. (solar77)
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https://eckstein-shop.de/Pololu-ACS709-Current-Sensor-Carrier-75A-to-75A

Das Ausgangssignal muss aber von einem uC umgerechnet werden, damit ein 
direkt lesbarer Wert in A auf einem LC-Display angezeigt werden kann.

Verlinkter Sensor ist nur ein Beispiel.

Autor: Bernie B. (berbeer)
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Vielen Dank für die vielen Anregungen.

Wie man Stromsensoren verbaut, ist mir klar.
Shunts sowie Stromsensoren von LEM und VAC setze ich in meinen Geräten 
reichlich ein.

Zu Hause bastel ich sowas gerne selbst. Shunt + OpAmp + Mikroprozessor + 
LCD.
Mit etwas Feingefühl beim Abgleich lassen sich dabei erstaunliche 
Genauigkeiten erreichen, zumindest kurzzeitig.
Aber in der Firma geht eine Bastellösung nicht.
Allein die Arbeitszeit, ein robustes Gehäuse herzurichten, ist zu teuer.
Daher meine Frage nach einem labortauglichen Fertiggerät.

Nun ist es eine Stromzange von Benning CM2 geworden,
bin gespannt auf den ersten Einsatz.
Der erste Eindruck und Test am Labornetzteil ist sehr gut,
deutlich besser als meine billige Peaktech-Zange.

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Bernie B. schrieb:
> Ich möchte Ströme im Bereich 1A ... 40A (gerne in mehreren
> Messbereichen) messen,
> die Genauigkeit sollte <= 1% vom Messbereich sein.

Bernie B. schrieb:
> Nun ist es eine Stromzange von Benning CM2 geworden,


Laut Datenblatt: 2,5% + 2 Digits für 40A DC

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Philipp C. schrieb:

> Laut Datenblatt: 2,5% + 2 Digits für 40A DC

Das geht mit der üblichen Methode: Shunt plus
Millivoltmeter deutlich genauer.

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Harald W. schrieb:
> Das geht mit der üblichen Methode: Shunt plus
> Millivoltmeter deutlich genauer.

Das wurde doch hier schon ausgeschlossen.
Vergibst Du eigentlich -1, wenn man den Teil des Datenblatts zitiert, 
der dem TO im Eingangspost nicht reichte?

Autor: Jörg R. (solar77)
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Philipp C. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Das geht mit der üblichen Methode: Shunt plus
>> Millivoltmeter deutlich genauer.
>
> Das wurde doch hier schon ausgeschlossen.

Der TO hat aber auch selbst angezweifelt ob eine Stromzange das Richtige 
Mittel der Wahl ist. Er will zwar auch keinen Aufwand betreiben, und das 
wäre ein Shunt mit etwas drumherum auch nicht. Dafür ist das 
Messergebnis umso besser. Komfortabler wäre diese Messmethode allemal.

Und, wie Du richtig ge#chrieben hast, die Genauigkeit der CM2 entspricht 
nicht der geforderten aus dem Eingangspost.

Ich halte die Entscheidung für die CM2 daher nicht für die Richtige.
Meine Meinung😀

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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Jörg R. schrieb:

> Der TO hat aber auch selbst angezweifelt ob eine Stromzange das Richtige
> Mittel der Wahl ist. Er will zwar auch keinen Aufwand betreiben, und das
> wäre ein Shunt mit etwas drumherum auch nicht. Dafür ist das
> Messergebnis umso besser. Komfortabler wäre diese Messmethode allemal.

Und es ist die in der Industrie seit vielen Jahrzehnten allgemein
übliche Messmethode.

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Harald W. schrieb:
>> Der TO hat aber auch selbst angezweifelt ob eine Stromzange das Richtige
>> Mittel der Wahl ist. Er will zwar auch keinen Aufwand betreiben, und das
>> wäre ein Shunt mit etwas drumherum auch nicht. Dafür ist das
>> Messergebnis umso besser. Komfortabler wäre diese Messmethode allemal.
>
> Und es ist die in der Industrie seit vielen Jahrzehnten allgemein
> übliche Messmethode.

Und mit so einem Aufsteckshunt wie dem von Agilent wäre es imho auch 
kein wirklicher Aufwand. Der passt ja auf jedes Handmultimeter drauf, 
wenn man das möchte.

Autor: Jörg R. (solar77)
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Harald W. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>
>> Der TO hat aber auch selbst angezweifelt ob eine Stromzange das Richtige
>> Mittel der Wahl ist. Er will zwar auch keinen Aufwand betreiben, und das
>> wäre ein Shunt mit etwas drumherum auch nicht. Dafür ist das
>> Messergebnis umso besser. Komfortabler wäre diese Messmethode allemal.
>
> Und es ist die in der Industrie seit vielen Jahrzehnten allgemein
> übliche Messmethode.

Die Kaufentscheidung widerspricht sich auch mit allen 
Empfehlungen/Vorschlägen der obigen Kommentare. Sie widerspricht sich 
aber auch mit den Kommentaren des TO. Der Thread war daher eigentlich 
unnötig.

Autor: Jörg R. (solar77)
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Philipp C. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>>> Der TO hat aber auch selbst angezweifelt ob eine Stromzange das Richtige
>>> Mittel der Wahl ist. Er will zwar auch keinen Aufwand betreiben, und das
>>> wäre ein Shunt mit etwas drumherum auch nicht. Dafür ist das
>>> Messergebnis umso besser. Komfortabler wäre diese Messmethode allemal.
>>
>> Und es ist die in der Industrie seit vielen Jahrzehnten allgemein
>> übliche Messmethode.
>
> Und mit so einem Aufsteckshunt wie dem von Agilent wäre es imho auch
> kein wirklicher Aufwand. Der passt ja auf jedes Handmultimeter drauf,
> wenn man das möchte.

Deutlich genauer und viel preiswerter. Und ohne Zerotaste....

Sorry TO, aber das war für uns reine Zeitverschwendung😫
Jetzt hast du eine mittelprächtige Lösung mit der Du leben musst.

Nutze das Rückgaberecht für die Zange.....😀

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Autor: Dieter (Gast)
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Er wird wohl mit der Zange fleissig Vergleichsmessungen in der Firma 
machen und sich eine Tabelle anlegen um den Fehler zu reduzieren, wenn 
er es genauer braucht.

Autor: Andrew T. (marsufant)
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Dieter schrieb:
> Er wird wohl mit der Zange fleissig Vergleichsmessungen in der
> Firma machen und sich eine Tabelle anlegen um den Fehler zu reduzieren,
> wenn er es genauer braucht.

YMMD

Autor: Jemand (Gast)
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Hallo

"Hohlstecker für Stromversorgung oder Batterien drangelötet, Ausgang auf
Bananenbuchse für Multimeter oder Panelmeter fest einbauen oder beides.
Zu messende Leitung durchfädeln oder n dickes Stück Kupfer durchschieben
und zwei passende Anschlüsse dranschrauben, feddsch.

Geht das wirklich so einfach (und warum, wenn es denn so sein sollte) 
wenn die angegebene Genauigkeit (wichtig bitte dieses Detail nicht 
übergehen) erreicht werden soll?
Irgendwie war da doch was mit Bürde(widerstand) und auch die Bandbreite 
des Signals bzw. des Messwandler hat(soll?) einen Einfluss (haben).

Das ist aber ehrlich gesagt ein Kapitel der angewandten E-Technik was 
ich nicht so 100% verstanden habe.

Oder handelt es sich bei den verlinkten Stromwandlern um eine besondere 
Ausführung?
Laut mein Verständnis eines dort willkürlich ausgesuchten Exemplars 
handelt es sich um einen klassischen "normalen" Stromwandler ohne 
zusätzlich (aktive) Komponenten.

Jemand

Autor: Jemand (Gast)
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Ok gerade gesehen:
Es gibt da auch Exemplare die auf den Hallprinziep basieren - aber auch 
das ist in der Praxis doch eher Stör empfindlich und liefert recht 
geringe Spannungen - auch die Bandbreite spielt dort sicherlich 
irgendwie rein?!

Autor: Peter M. (r2d3)
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Jemand schrieb:
> Geht das wirklich so einfach (und warum, wenn es denn so sein sollte)
> wenn die angegebene Genauigkeit (wichtig bitte dieses Detail nicht
> übergehen) erreicht werden soll?

Es geht noch einfacher, siehe Bild oben. Es braucht auch keine Batterie.

Billig-Messgerät UT61E 220mV Messbereich, Auflösung 0,01mV, Genauigkeit 
(+-0,1% + 5Digits)

Ein Blick ins Datenblatt für den Isabellenhütte Isaplan PBV sagt:

 Temperature coefficient ( R > 10 mOhm )    < 30 ppm/K ( 20 °C to 60 °C 
)

=> Der Fadenstarter braucht eher 5mOhm!

Bei 40A DC fallen am Widerstand 8W ab.


  Applicable temperature range    -55 °C to  +125 °C
    Load capacity    3 W / 10 W  with heatsink provided
    Thermal resistance to aluminum base plate    Rth < 3 K/W
    Thermal resistance to ambient    Rth < 15 K/W


Bei Konstruktion des Shunts mit Kühler schätze ich mal auf 5K/W, das 
macht 40K Erwärmung.

Bei 30ppm/K sind das dann nur 1200 ppm.
In Verbindung mit der Messunsicherheit von 0,1% des Multimeters liegen 
wir weiterhin weit unter der geforderten Grenze von 1% = 10.000ppm.

 Stability ( nominal load at 70 °C )    deviation < 0.5 % after 2,000 h

Und selbst nach 2000h Volllast ist die Grenze von 1% Messgenauigkeit 
immer noch nicht gerissen.

Vielleicht habe ich ja was übersehen, aber die Shuntlösung ist simpel.
Sie erfordert in meinem Falle allerdings bei Anzeige der Spannung am 
Shunt in mV eine Multiplikation mit 10 um die Stromhöhe in A 
auszurechnen.
Vermutlich scheitert es daran. :)

Wenn Bürdenspannung tatsächlich ein Thema wäre, bräuchte es einen 
kleineren Shunt und wenn kein gutes Multimeter vorhanden wäre, müsste 
man die gemessene Spannung halt verstärken, was natürlich die 
Unsicherheit auch erhöhen würde.
Aber davon war nicht die Rede.

Ich weiß nicht, wieso man "Bandbreite" bei DC-Strömen berücksichtigen 
sollte!

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Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Peter M. schrieb:
> In Verbindung mit der Messunsicherheit von 0,1% des Multimeters liegen
> wir weiterhin weit unter der geforderten Grenze von 1% = 10.000ppm.
>
>  Stability ( nominal load at 70 °C )    deviation < 0.5 % after 2,000 h

Haben die PBV nicht noch eine Toleranz von 0,5% die hier noch dazu 
kommen würde?



Ich habe mal spaßeshalber mein Uni-T UT210E genommen, weil es sehr 
ähnliche Specs hat wie das CM2. Ich habe dann 10 Wicklungen aufgebracht 
und 0-1A mit meinem Transkonduktanzverstärker durch diese Wicklungen 
geschickt. Den Strom habe ich mit einem Burster 1240-1 Shunt und meinem 
34401A gemessen.

Das Ergebnis (siehe Anhang) ist deutlich besser als erwartet. Im großen 
und Ganzen bleibt die Linearitätsabweichung in diesem Bereich bei etwa 
+/- 0,1%.

Ein PBV spielt da natürlich in einer ganz anderen Liga.

Autor: Peter M. (r2d3)
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Philipp C. schrieb:
> Haben die PBV nicht noch eine Toleranz von 0,5% die hier noch dazu
> kommen würde?

Ja. Aber dann liegen wir immer noch innerhalb der gewünschten 1% 
Messgenauigkeit.
Alternativ muss man die Abweichung vermessen.
Das bedeutet natürlich Kopfrechnen oder Einsatz eines Taschenrechners.

Erst die 2000h Maximallast bringen das Konstrukt aus der 
1%-Spezifikation des Fadenstarters heraus, wenn man denn die Toleranz 
des PBVs nicht vermisst, sondern ignoriert.

Es ist ja schön, dass der Fadenstarter überhaupt so eine Grenze genannt 
hat.
Viele Diskussionen laufen hier gerne auf einer Metaebene jenseits von 
Spezifikationen und physikalischen Einheiten. :)

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Peter M. schrieb:
> Alternativ muss man die Abweichung vermessen.

Da wird es dann erst interessant :)
So etwas wie ein 34401A ist gerade mal in der Lage die 0,5% zu 
verifizieren. (imho 0,14% Unsicherheit im 3A Range im 1A Range 0,11%).

Autor: Peter M. (r2d3)
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Isabellenhütte ist DAkkS-akkreditiert.
Also einfach mal den Shunt fertigbauen und fragen, ob die einen den 
fertigen Shunt kalibrieren.

An den Spezifikationen von der Hütte scheitert es jedenfalls nicht:

https://www.isabellenhuette.de/fileadmin/Daten/Unternehmen/DAkkS_Akkreditierungsurkunde.pdf

Dabei sollte man auch mal konkrete 40A durchjagen und gucken, wie sich 
die Spannung am Shunt aufgrund des TK des Shunts im Zeitablauf verändert 
und stabilisiert.

Die Spezifikation des TK galt ja nur für Werte > 10mOhm.

Wenn ich das Problem hätte, würde ich den für 1,2,5,10,20 und 40 Ampere 
durchmessen wollen.

Autor: Jörg R. (solar77)
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Bernie B. schrieb:
> Inzwischen hab ich meine Zweifel, ob Stromzangen dies leisten können,
> vor allem möchte ich bei DC-Messungen nicht vor jeder Messung einen
> Nullabgleich machen müssen.

Bernie B. schrieb:
> Nun ist es eine Stromzange von Benning CM2 geworden,
> bin gespannt auf den ersten Einsatz.

Der Thread hat sich erledigt. Der TO hat alle Vorschläge ignoriert, und 
entgegen seiner eigenen Skepsis doch eine Stromzange gekauft.

Die geforderte Genauigkeit passt nicht, der selbst kritisierte 
notwendige Nullabgleich ist auch nicht mehr relevant. Wie gesagt, schade 
um die Zeit😫

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Autor: the future is coming (Gast)
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Jörg R. schrieb:
> Wie gesagt, schade um die Zeit😫

Gräm Dich nicht, Jörg. Nicht das erste mal, daß anfänglich scheinbar 
sicher geforderte Spezifikationen aufgeweicht werden oder sich 
auflösen, zugunsten anderer Eigenschaften dessen, wofür sich schließlich 
entschieden wird.

Es bleibt zu hoffen, daß wenigstens zukünftige Leser von den Tipps im 
Thread stärker profitieren können - ich versuche das mal mit ein paar 
zusätzlichen Tags im Betreff zu begünstigen.

Autor: Bienchen (Gast)
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stimmt, ist interessant und vielen Dank für die Tabelle mit den 
Messungen. Das UT210E ist sehr preiswert und eigentlich gut bewertet, es 
geht ab ein paar mA und kann gehackt werden auf 6000 oder 8000counts :

https://www.eevblog.com/forum/testgear/a-look-at-the-uni-t-ut210e/

Autor: Bernie B. (berbeer)
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So, nun ist meine Benning CM2 eingetroffen.

Die ersten Messungen am Netzteil DC 1A...40A waren sehr 
vertrauenserweckend.
- Offset ohne Abgleich minimal
- Messfehler ebenfalls.

Umso mehr hab ich dämlich geguckt, als ich die erste Messung am Objekt 
(Wechselrichter) durchgeführt hab.
Bei geringem Strom (ca. 2A) hab ich die folgenden Messwerte erhalten
 - ca.   2.0A interne Messung vom Prüfling
 - ca.   2.0A UT210E
 - ca.   2.0A Keithley Tischmultimeter
 - ca. -12.0A Benning CM2
Die CM2 liegt mit ihrem Messwert meilenweit daneben (mehr als 30% im 
30A-Bereich).
Der Messwert ist auch stark davon abhängig, ob die Zange im + oder im -
eingebracht wird. Ebenso verändert Annäherung mit der Hand den Wert 
erheblich.
Dagegen ist die UT210E Gold wert....

Die Erfahrung hat nun meine ursprünglichen Vorurteile gegen 
DC-Stromzangen als halbwegs präzise Messgeräte bestätigt.
Daher werde ich mir nun doch einen Messshunt 1mR sowie ein günstiges 
Multimeter mit einem brauchbaren mV-Bereich beschaffen.
1mR damit ich nicht umrechnen muss...

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Um mit 1mR bei 2A auf 1% zu kommen muss Dein DMM aber schon bei 2mV auf 
20µV genau messen. Ohne Berücksichtigung der Shunt Toleranz.

Das Fluke 289 was hier zB gerade rumliegt ist nicht gerade billig und 
das könnte es gerade eben nicht (0,05% + 20µV im 50mV Range).

Edit: Wobei man bis 10A natürlich direkt messen könnte

: Bearbeitet durch User

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