Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Genaue Widerstandsmessung mit IC


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von Gee (Gast)


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Suche ein IC das Widerstände im Bereich von 0,1 Ohm bis einige 100 kOhm 
misst und sich über SPI ansteuern lässt. Die Messugn sollte wenn Möglich 
auf Wechselstrom Basis erfolgen da der Widerstand eien 
Leitfähigkeitssonde unter Wasser ist

von Amateur (Gast)


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In dem Falle dürftest Du wohl, mit einem IC, dass den Strom misst, 
besser bedient sein. Die gibt es wie Sand am Meer.

von Purzel H. (hacky)


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Fuer zumindest einen Teil des Messbereiches : AD5934

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Gee schrieb:
> Suche ein IC das Widerstände im Bereich von 0,1 Ohm bis einige 100 kOhm
> misst und sich über SPI ansteuern lässt.
Ein Widerstand läßt sich immer messen, indem man zeitgleich den 
Spannungabfall über den W. und den Strom durch den Widerstand mißt.
Die Strommessung ist im einfachsten Fall auch nur eine 
Widerstandsmessung über einen Meßshunt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Shunt_(Elektrotechnik)

Soweit wäre das also mit einem ADC leicht zu bewerkstelligen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Analog-Digital-Umsetzer
Die gibt es auch in vielfältiger Ausführung für SPI-BUS.

Allerdings sind deine Angaben alles andere als einfach zu bewerten und 
außerdem unvollständig.

Der Bereich 0,1 Ohm bis mehrere 100 kOhm bedeutet für den Meßbereich 
eine Dynamik größer als von 1 zu 1 Mio.
Zur geforderten Auflösung und Genauigkeit werden keine Angaben gemacht.
Ebensowenig über die Frequenz und den Typ des Sensors.
Das wird nix mit mal eben einem 0815-Chip. Das braucht ein tragbares 
Konzept.

> Die Messugn sollte wenn Möglich auf Wechselstrom Basis erfolgen
> da der Widerstand eine Leitfähigkeitssonde unter Wasser ist
Und warum nennst du nicht den Typ des Sensors und die konkreten 
Randbedingungen?

Ohne konkrete Angaben ist da nix mal eben schnell zu empfehlen.

Die Wechselstromerzeugung und die Messung könnte leicht synchronisiert 
werden.
Zumindest bei niedrigen Frequenzen (bis paar hundert Hz) ist es auch 
kein Problem, sequentielle Messungen so schnell zu machen, das Messung 
von Strom und Spannung quasi zeitgleich erfolgen.
Wegen des sehr weiten Bereichs wird eine Meßbereichsumschaltung von 
Strom und Spannung zweckmäßig sein.
Auch die erzeugte Meßspannung wird wohl dem Widerstandsbereich 
anzupassen sein.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Der AD5934 kann das fast alles

von Gee (Gast)


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Leitfähigkeitsmessung. Die Sonde ist rein Passiv.. sollte von unter 1µS 
bis etwa 200mS gehen...
Im Moment bewerkstellige ich das über Halbleiterrelais und mache zwei 
Messungen um den gesamte4n Bereich damit abzudecken. Suche aber nach 
einer eleganteren Lößung

von Tastenklopper (Gast)


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Selber bauen? Avr nehmen, Quelltext-Schnippsel und Schaltplan-Teile vom 
AVR Transistortester. SPI hinzufügen.

Zitat:

Bis zu zwei Widerstände werden in einer Messung mit einer Auflösung von 
bis zu 0,1 Ohm gemessen, wobei der Meßbereich bis über 50 MOhm reicht. 
Widerstandswerte unter 10 Ohm werden für den ATmega168/328 mit der 
ESR-Meßmethode mit einer Auflösung von 0.01 Ohm angezeigt.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Mit H-Brücke und Serien-Cs messen. Mit der H-Brücke kannst du eine 
Wechselspannung erzeugen und mit den Serien-Cs nimmst du etwaigen 
Gleichspannungsanteil raus, damit halten deine Elektroden schon einmal 
etwas länger.

Und dabei dann Spannung und Strom messen. Lustige Aufgabe, hat nen 
ehemaligen Kollegen etwa 1 Jahr Entwicklungsarbeit gekostet, inkl. 
Korrekturpolynomen und co.

Vollintegriert, also Wasser rein, Leitwert digital raus, gibt es wohl 
eher nicht.

: Bearbeitet durch User
von Gee (Gast)


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Tastenklopper schrieb:
> Bis zu zwei Widerstände werden in einer Messung mit einer Auflösung von
> bis zu 0,1 Ohm gemessen, wobei der Meßbereich bis über 50 MOhm reicht.
> Widerstandswerte unter 10 Ohm werden für den ATmega168/328 mit der
> ESR-Meßmethode mit einer Auflösung von 0.01 Ohm angezeigt.

Der Messbereich klingt schon mal Interessant.. Mit Controlelr arbeiteten 
eigentlich prinzipiell alel meine Schaltungen.

Was ist die ESR Mess Methode ? Kenne die Abk. nur in anderem 
Zusammenhang

von Gee (Gast)


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Habe mir das gerade nochmal durch den Kopf gehen lassen.. einen Linearen 
Messbereich  von 0,1 Ohm bis hin zu einigen Megaohm mit 5% olerarnz über 
den gesamten Messbereich bekommt man so einfach nicht hin.. die 
Differenz ist einfach viel zu groß.. wie soll man sowas bewerkstelligen 
ohne mehrere Messungen mit verschiedenen Referenz Widerständen zu 
machen.. mir fällt dazu gerade nix ein. Vielleicht hat ja der ein oder 
andere noch eine Idee

von Harald W. (wilhelms)


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Gee schrieb:

> einen Linearen
> Messbereich  von 0,1 Ohm bis hin zu einigen Megaohm mit
> 5% olerarnz über den gesamten Messbereich bekommt man so
> einfach nicht hin.. die Differenz ist einfach viel zu groß.

Nun, wenn man einen µC verwendet, ist ja eine automatische
Meßbereichsumschaltung kein Problem. Das schafft ja schliess-
lich jedes bessere Mutimeter auch.

von Gee (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Nun, wenn man einen µC verwendet, ist ja eine automatische
> Meßbereichsumschaltung kein Problem. Das schafft ja schliess-
> lich jedes bessere Mutimeter auch.

Ja sicher.. sei schaltung soll aber auch nicht rießengroß werden mit 10 
Referenz Widerständen oder so und der Messstrom soll/darf auch nicht so 
groß werden bei den kleinen Widerständen. Eine überlegugn wäre noch den 
zu messenden Widerstand als teil eines selbstschwignenden RC Gliedes zu 
sehen und die FQ dann mittels Timer Auszuwerten. Die Zuleitungen zu den 
Sonden können aber im Worstcase gut und gerne 10m betragen, bin mir 
jetzt nicht sicher in wie fern mir da die Leitungsinduktivität in die 
Quere kommt

von Lach (Gast)


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Gee schrieb:
> Die Zuleitungen zu den
> Sonden können aber im Worstcase gut und gerne 10m betragen

Und dann willst du

Gee schrieb:
> von 0,1 Ohm

messen?

Vierleitermessung!

von Gee (Gast)


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Oder sagen wir 0,5 Ohm .. der Untere Bereich ist jetzt erstmal nicht so 
Kritisch..

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Gee schrieb:
> Ja sicher.. sei schaltung soll aber auch nicht rießengroß werden
> und der Messstrom soll/darf auch nicht so groß werden bei
> den kleinen Widerständen.

Was soll dieses "Gejammer" ohne mal konkrete Daten zu nennen?
- "nicht riesengroß" heißt was konkret zur gewünschten Baugröße?
- "mit 10 Referenz Widerständen oder so" ist Quark, weil das keiner 
verlangt.
- "der Messstrom soll/darf auch nicht so groß werden" Und was wird 
konkret gewünscht? Was kann deine AC-Quelle überhaupt bringen an Strom 
und Spannung?

Habe oben schon drauf hingewiesen, daß die AC-Erzeugung mit in das 
Konzept gehört!

> Eine überlegugn wäre noch den
> zu messenden Widerstand als teil eines selbstschwignenden RC Gliedes zu
> sehen und die FQ dann mittels Timer Auszuwerten. Die Zuleitungen zu den
> Sonden können aber im Worstcase gut und gerne 10m betragen, bin mir
> jetzt nicht sicher in wie fern mir da die Leitungsinduktivität in die
> Quere kommt

Mit einem uC hat man meist mehrer ADC-Kanäle. Man kann auch einen ADC 
mit z.B. 8 Kanälen extern nutzen (z.B.an SPI) oder einen Analogmuxer vor 
einen ADC setzen. damit besteht die Möglichkeit eine Anzahl Analogkanäle 
einzulesen. Die Meßbereichsumschaltung kann dann auch einfach eine 
Auswahl aus den gerade passenden Analogeingängen sein.
   So kann man z.B. Meßverstärker mit OPV oder Instrumentverstärker 
doppelt oder dreifach parallel setzen mit jeweils abgestufter 
Verstärkung (z.B. 10-fach, 100-fach, 1000-fach). Der eine mag dann 
gerade übersteuern, der andere viel zu niedrige Werte liefern, aber 
mind. einer passt dann immer.

Für die Strommessung könnte eine Umschaltung auch nur aus winzigen FET 
(z.B. SO23 oder kleiner) bestehen, indem man in Reihe geschaltete Shunts 
einfach gegen Masse kurzschließt und damit den Wert ändert.

Es gibt auch OPV und Instrumentverstärker mit digital einstellbarer 
Verstärkung oder man stellt die Verstärkung mittels Umschaltung an einem 
Analogmuxer (Gehäuse SO16 oder kleiner) ein.

Mir fallen dazu zig Möglichkeiten ein, wie man eine Meßbereich über 
6...8 Größenordnungen mit paar SMD-IC praktisch realisieren kann.

Über Ideen zur konkrete Umsetzung kann man aber nur reden, wenn mal 
klare Worte zu den konkreten Randbedingungen gefunden werden. Ansonsten 
bin ich hier raus.
Gruß Öletronika

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