veränderlichen Widerstand exakt messen

Gast #5492220
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Hallo,

wie würdet ihr folgende Aufgabe am besten lösen:
Ich habe einen veränderlichen Widerstand (Var).
Dieser Widerstand ändert seinen Wert in 7 Schritten (Zeitlich gesehen 
ungefähr 1s pro Schritt):
Z.B.
t1: 10 OHM +-1 OHM
t2: 100 OHM +- 10OHM
t3: 1000 OHM +- 100OHM
t4: 10000 OHM +- 1000OHM
t5: 100000 OHM +- ...
...
t8: 10 OHM
t9: 100 OHM
...
Die Messaufgabe ist es jetzt pro Schritt den Widerstand möglichst genau 
zu bestimmen.

Ich würde dazu eine Wheatstone Brücke benutzen wollen. Bei der der 
Referenzwiderstand (Ref)(im gleichen Pfad wie Var) durchgeschalten 
werden kann:
Ref wäre dann zum Zeitpunkt:
t1 -> 10
t2 -> 100
...
Über die Spannung am Spannungsteiler kann ich dann den Widerstandswert 
ermitteln. Sollte Sinn ergeben oder?
Meine Angst bei dieser Schaltung ist der Widerstand des Schalters bzw 
des Multiplexers. Dieser sollte sich bei jedem Schaltvorgang nicht 
ändern und möglichst gering sein.
Auch befürchte ich Leckströme durch die abgeschalteten Pfade... 
(besonders bei 10M Ohm)
Habt ihr Bauteilvorschläge?
Oder eine andere Idee diese Messaufgabe zu lösen?
Gast #5492261
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Danke für die Antwort:
Bei der KSQ habe ich dann aber eine Spannungsänderung über 7 
Größenordnungen. 10 Ohm bis 10M Ohm. Will ich jetzt auf z.B. auf 2 
Größenordnungen genau messen würde das bedeuten das ich 9 
Größenordnungen an Messbereich brauche. Also z.B. von 1µV bis 1kV. Oder 
von 1nV bis 1V.
Das klingt für mich aber nicht besonders praktikabel.
Außerdem will ich genauer als 2 Größenordnungen messen...

Deswegen macht die Herangehensweise keinen Sinn für mich
#5492267
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Enigma schrieb:

> Ich habe einen veränderlichen Widerstand (Var).
> Dieser Widerstand ändert seinen Wert in 7 Schritten (Zeitlich gesehen
> ungefähr 1s pro Schritt):
> Z.B.
> t1: 10 OHM +-1 OHM
> t2: 100 OHM +- 10OHM
> t3: 1000 OHM +- 100OHM
> t4: 10000 OHM +- 1000OHM
> t5: 100000 OHM +- ...
> ...
> t8: 10 OHM
> t9: 100 OHM
> ...
> Die Messaufgabe ist es jetzt pro Schritt den Widerstand möglichst genau
> zu bestimmen.

Das exakte Messen von Widerständen über viele Dekaden geht nicht
so ohne weiteres. Du brauchst ein Meßgerät, welches automatisch
den Meßbereich umschaltet.
#5492278
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Enigma schrieb:
> Meine Angst bei dieser Schaltung ist der Widerstand des Schalters bzw
> des Multiplexers.

Verstehe ich nicht so ganz. Mach doch mal einen Schaltplan!

Aber miss doch den Spannungsabfall über den Widerstand. Kannst noch 
einen Spannungsfolger dazwischen setzen, dann belastest du die Messung 
(je nach dem womit du misst) nicht oder nur marginal.
Gast #5492324
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Danke für die Antwort!

die meisten Analog Multiplexer mit 8 Kanälen die ich kenne haben ein 
R_on von ~0.5 Ohm dh bei einer Messung von 10 Ohm fällt das schon ins 
Gewicht. Vll sollte ich auch MOSFETs dahinter als Schalter benutzen?

Meine andere Sorge ist die Reproduzierbarkeit des Schaltvorgangs.
z.B. R_on(t1)=0.5 Ohm
R_on(t8)=0.4 Ohm
#5492373
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Enigma schrieb:
> Oder eine andere Idee diese Messaufgabe zu lösen?

4-Draht Messung mit einem guten DMM 6,5-stellig und Bus zum PC/µC

T8 T9 entsprechen T1 T2
vermutlich meintest du MegOhm,ah OK

Enigma schrieb:
> eine Spannungsänderung über 7
> Größenordnungen. 10 Ohm bis 10M Ohm. Will ich jetzt auf z.B. auf 2
> Größenordnungen genau messen würde das bedeuten das ich 9
> Größenordnungen an Messbereich brauche.

du willst ja nur auf 10% genau ab 10 Ohm, da bietet sich 4-draht noch an 
(obwohl es nicht sein muss) aber bis 10 MegOhm ist doch kein Thema, 
sollte jedes DMM schaffen
Gast #5492383
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Ich verstehe nicht, warum du dich an diese Idee mit der Messbrücke 
klammerst und dir das Leben mit der Reproduzierbarkeit der Schalter 
schwer machst.

Bei der Messung mit einer KSQ spielt der Widerstand des Schalters keine 
Rolle.

Da an einem Widerstand das Ohmsche Gesetz gilt, auch wenn er in einer 
Messbrücke steckt, ist der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung 
exakt der gleiche, wie bei der Messung mit einer KSQ.
Du benötigst also die gleiche Auflösung oder Messbereichsumschaltungen.
Das Problem ist also exakt das Gleiche bei beiden Methoden.
Mit dem riesen Unterschied, dass bei der Methode mit den umschaltbaren 
KSQs der Innenwiderstand der Schalter völlig egal ist und nicht in die 
Berechnung mit ein geht.
Gast #5492399
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nimm einen 10k Widerstand in Reihe und leg das an beispielsweise 10V.
dann misst du die Spannung an den beiden Widerständen.
die liegen zwischen 10mV und 10V.
mit zwei 20bit ADC hast du im ungünstigsten Fall noch eine Auflösung von 
0,1%.
den Widerstandswert kannst du dann aus den beiden Werten rechnen.
#5492504
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Enigma schrieb:
> Danke für die Antwort!
>
> die meisten Analog Multiplexer mit 8 Kanälen die ich kenne haben ein
> R_on von ~0.5 Ohm dh bei einer Messung von 10 Ohm fällt das schon ins
> Gewicht. Vll sollte ich auch MOSFETs dahinter als Schalter benutzen?

Vierleitermessung geht nicht?

> Meine andere Sorge ist die Reproduzierbarkeit des Schaltvorgangs.
> z.B. R_on(t1)=0.5 Ohm
> R_on(t8)=0.4 Ohm

s.o. (fast) irrelevant bei Vierleitermessung, ansonsten zwei Messungen 
machen: einmal einen Referenzwiderstand, dann den Veränderlichen.

KSQ über den gesamten Bereich ist nicht ohne je nach eingesetztem ADC 
irgendwas zw. +-2.5V und +-10V Eingangsspannungsbereich: Von 250 nA bis 
1 uA bzw. von 250 mA bis 1 A, falls dieser ominöse veränderliche 
Widerstand das mitmacht. Zum Vergleich: Bei PT0.25 zur Temperaturmessung 
werden 10 mA genommen und zusätzlich 14.14 mA/20 mA um die 
Selbsterwärmung rausrechnen zu können...
Gast #5492512
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Da es erst ab 10 Ohm losgeht, sind ein Widerstandsmessgerät oder eine 
Wheatstonebrücke überqualifiziert, hier reicht ein DMM.

Was bedeutet für dich "möglichst genau"?

Die Spannweite geht von 10 € Handgurke bis zum Fluke 8508.
Gast #5493057
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Enigma schrieb:
> die meisten Analog Multiplexer mit 8 Kanälen die ich kenne haben ein
> R_on von ~0.5 Ohm dh bei einer Messung von 10 Ohm fällt das schon ins
> Gewicht.

Wenn es genauer nicht geht, wäre das nach deinen Vorgaben doch ok.

Enigma schrieb:
> Die Messaufgabe ist es jetzt pro Schritt den Widerstand möglichst genau
> zu bestimmen.

Du kannst natürlich immer beliebig viel Geld in die Hand nehmen, um die 
Genauigkeit höher zu treiben, aber willst du das?

Spezifiziere deine Genauigkeitsanforderungen vernünftig!

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