Hallo, ich wollte mir ein platzsparendes Voltmeter bauen, welches am Eingang 50V DC verträgt. Die Auflösung sollte 1uV sein. Die Genauigkeit +-5uV. Dass sowas eine Herausforderung ist, ist mir natürlich bewusst. Mein erstes Problem: Der Spannungsteiler des Eingangs. Der ADC verträgt maximal 2.5V am Eingang. Es muss also ein Spannungsteiler her. Der soll auch dazu dienen, dass die Schutzdiode des ADC nicht gesprengt wird, wenn mal jemand aus Versehen 200 Volt anlegt. Problem: Durch den Spannungsteiler verändere ich die Impedanz des Eingangs, welcher selbst wiederum einen Leckstrom von bis zu 10nA haben kann. Das wiederum verfäscht die Messung "enorm", wenn man Ansprüche im Mikrovoltbereich hat. Ich dachte kurz an einen Impedanzwandler, aber der würde ja AUCH wiederum Störungen einstreuen. Wie würdet ihr das lösen? PS: Mir ist bewusst, dass es da noch zig andere Baustellen gibt. Hier geht es jetzt aber erstmal nur um DIESES EINE Problem.
Mach doch einfach erstmal eine Aufteilung in verschiedene SpannungsBEREICHE, dann kannst Du auch fein auflösen um den AD-Wandler maximal auflösen zu konnen. War jetzt schlechtes Deutsch, hoffe jedoch verständlich Impedanzwandler ist immer gut, hochohmiger Spannungsteiler für höhere Spannungen, das aööes gut abgeschirmt, der Ausgang ist eh niederohmig und ggflls mit einem Tiefpass dann auch stürfest. VG Micha
Hmm. Du verlangst echte 23,2Bit Genauigkeit und eine Auflösung von mindestens 26Bit. Wie stellst du dir das vor? Ich kann dir aus eigener Erfahrung sagen: Das ist EXTREM schwierig. Setz dir mal das Ziel 16Bit Auflösung (d.h. 769µV) bei echten 14 Bit Genauigkeit. Wenn du das halbwegs brauchbar hinbringst, Respekt. Dann kannst du endlich abschätzen, was deine Anforderungen bedeuten ;-)
Dafür brauchst du einen ADC mit 26 Bits und einer unglaublich hohen Linearität. Wenn du das hinbekommst, kannst du dich für das Guinness Buch der Rekorde anmelden.
Zeichne einen Schaltplan oder ein Blockschaltbild. Und eine Tabelle, wann Du 50V und wann Du uV wie genau willst.
Stefanus F. schrieb: > Dafür brauchst du einen ADC mit 26 Bits und einer unglaublich > hohen > Linearität. Kein Problem, dafür gibts Sigma-Delta-Wandler. Die gibts in ZIEMLICH guter Linearität. Prinzipbedingt. Beispiel: https://eu.mouser.com/ds/2/609/AD7190-877283.pdf Dafür andere, ekelige Dinge, aber das lernt er bei seinem 16Bit-Projekt. Hoffentlich.
Jan schrieb: > Die Genauigkeit +-5uV. Träum weiter. ein gutes 8,5 stelliges Multimeter für >10KEur hat 8ppm Meßunsicherheit (aber nur im 10V-Bereich). Also 80uV @ 10V Widerstände unter ca 1 ppm/K Temperaturstabilität kosten 20-60 Eur/Stück. Und für Deine Anforderungen mußt Du die auch noch konstant beheizen. Gruß Anja
aufgelöst schrieb: > Dafür andere, ekelige Ding Zum Beispiel dass jede einzelne Lötstelle die Messung verfälschen wird, weil sie Thermospannung erzeugt.
Erst mal waere interessand was das Ganze soll. Was soll's denn bringen ? Thermospannungen im Rauschen drin ?
Stefanus F. schrieb: > Zum Beispiel dass jede einzelne Lötstelle die Messung verfälschen wird, > weil sie Thermospannung erzeugt. Das auch ;-) Ich meinte eher die Sigma-Delta-Nachteile wie Offset, Offsetdrift und Samplerate bei hoher Auflösung.
Schau mal, wie viel Geld solche Geräte kosten: https://www.newark.com/keysight-technologies/3458a/multimeter-digital-bench-8-1-2/dp/92H4778 https://www.tequipment.net/Fluke8508A.html/ (anderes Land z.B. USA einstellen)
Hm, möchtest Du die 1uV als letzte Stelle im 50V-Bereich? Oder reichen die 1uV als letzte Stelle im 0,1mV -Bereich? Letzteres sollte deutlich einfacher sein. Schau Dir dazu mal das Null-Voltmeter von Conrad Hoffmann (mini-Metrology Lab) an.
Zitronen F. schrieb: > Erst mal waere interessand was das Ganze soll. > Was soll's denn bringen ? Thermospannungen im Rauschen drin ? Also, einen 50V Messbereich auf 1uV auflösen, scheint mir völlig blödsinnig! Schon wenn du nur 1V in µV auflösen willst, dann hast du massive Probleme. Temperatur, Thermospannung an den Übergängen, usw...und wenn du jetzt deine Testschaltung (natürlich auf Breadboard) präsentierst, dann ist mal wieder "Hochsesong im Bierzelt". Wenn du ernsthaft gefragt hast, dann erklär bitte mal, was das soll!!! Gruß Rainer
Also eigentlich wollte ich wie gesagt nur wissen, was ich gegen den Leckstrom am Eingangspin machen kann. Gängige Voltmeter haben eine Eingangsimpedanz von 10MOhm. Dazu müsste ich jetzt z.B.
1 | Eingang --->9M----> IN |
2 | |----->1M---->GND |
nehmen. Das wären dann zwar 10MOhm und 25V würden schonmal zu den maximal erlaubten 2.5V werden, aber bei DER Eingangsimpedanz ist die Messung ja völlig fürn A.... Wie gehts richtig?
Anja schrieb: > Träum weiter. Jan schrieb: > Also eigentlich wollte ich wie gesagt nur wissen, was ich gegen den > Leckstrom am Eingangspin machen kann. Also eigentlich wollte ich gar nicht messen...aber ich muß... Gruß Rainer
Jan schrieb: > Also eigentlich wollte ich wie gesagt nur wissen, was ich gegen > den > Leckstrom am Eingangspin machen kann. Dann hast du die Frage ziemlich seltsam gestellt, um es vorsichtig auszudrücken. Menssen ohne Last kann man mit einem OPV - dessen Eingang kann eine extrem hohe Impedanz haben. Natürlich hat das Nachteile - z.B. driftet das nach Panama, wenn nichts angeschlossen ist und du misst nur Käse. Außerdem wird der OPV eine hohe Versorgungsspannung benötigen. Aber: Was hat außerdem die Eingangsimpedanz deiner Meinung nach mit der Messgenauigkeit zu tun? Eigentlich erst einmal nichts, oder? Es wird zwar schwierig, mit hoher EIngangimpedanz eine hohe Bandbreite zu erreichen, aber dass es nicht unmöglich ist, zeigt jedes Oszilloskop.
Ich vermute jetzt mal, dass der TO, wie immer, glaubt, sein Problem fast gelöst zu haben...nur eine Klitzekleinigkeit fehlt noch... "Also eigentlich wollte ich wie gesagt nur wissen, was ich gegen den Leckstrom am Eingangspin machen kann" Allein dieser Satz bedarf der ausführlichen Analyse und wird u.A. ergeben, dass der TO weder weiß, was ein Leckstrom ist, bzw. was er dafür hält, noch was er am Eingangspin zu suchen hat. Vielleicht könnte die eigentliche Frage noch einmal gestellt werden?! Gruß Rainer
Hallo Jan, Jan schrieb: > Also eigentlich wollte ich wie gesagt nur wissen, was ich gegen den > Leckstrom am Eingangspin machen kann. Gängige Voltmeter haben eine > Eingangsimpedanz von 10MOhm. Gängige Voltmeter die nur grob in die Richtung Deiner Anforderungen kommen (Fluke 8508A) haben eine deutlich höhere Eingangsimpedanz (>10 GOhm). Ein ADC welcher theoretisch die Auflösung bringen könnte wäre ADS1263. Aber klappen wird es trotzdem nicht, zu viele Probleme täten sich da auf. Die Eingangsschaltung ist nur eins von vielen Problemen. Würdest Du es erfolgreich schaffen wärst Du am Ende mehr Geld los, als ein 8508A kostet. Aber spannend ist das Thema Metrologie natürlich trotzdem. :-)
...sehr schön ist auch das Wort "platzsparend"...immerhin wurde nicht zur Auflage gemacht, dass das Ganze höchstens 1 € kosten darf...dann mal los... Gruß Rainer
ZF schrieb: > Jan schrieb: >> Also eigentlich wollte ich wie gesagt nur wissen, was >> ich gegen den Leckstrom am Eingangspin machen kann. >> Gängige Voltmeter haben eine Eingangsimpedanz von 10MOhm. > > Gängige Voltmeter die nur grob in die Richtung Deiner > Anforderungen kommen (Fluke 8508A) haben eine deutlich > höhere Eingangsimpedanz (>10 GOhm). Aber nur bis 20V. Oberhalb sind es -- welche Überraschung -- 10MOhm.
Jan schrieb: > Also eigentlich wollte ich wie gesagt nur wissen, was ich gegen den > Leckstrom am Eingangspin machen kann. Gängige Voltmeter haben eine > Eingangsimpedanz von 10MOhm. Du schreibst WIRR. Nimm dir mal ne Doku vom steinalten AD7714 her, lies die und verstehe, wieso man dort mit eingeschaltetem Buffer-Verstärker auf weniger als 1 nA Eingangsstrom kommt und was die beschriebenen Auto-Kalibrationen des Chips bedeuten. Und lies auch mal, warum man bei einem SigmaDelta-Wandler von den aufgelösten 24 Bit in der Regel nur maximal so etwa 22.5 Bit verwenden kann - es sei denn, man macht nen Mittelwert aus mehreren Wandlungen. Wohlgemerkt: der AD7714 ist ein guter Chip. Aber wer solche Fragestellungen wie du aufwirft, der sollte dessen Beschreibung gelesen UND verstanden haben. Die Beschreibung ist nämlich noch gut und ausführlich und instruktiv. W.S.
Jan schrieb: > Gängige Voltmeter haben eine Eingangsimpedanz von > 10MOhm. Und das macht Dich überhaupt nicht nachdenklich? > Dazu müsste ich jetzt z.B.Eingang > --->9M----> IN > |----->1M---->GND > nehmen. Man MUSS nicht. Man kann. Bis ca. 20V kann man auch einfach einen geeigneten OPV als Impedanzwandler verwenden, der die Spannung aushält, und den Spannungsteiler HINTER den OPV setzen. Mit etwas Gewürge lässt sich das sicher auch noch für 50V hinbiegen. > Das wären dann zwar 10MOhm und 25V würden schonmal zu > den maximal erlaubten 2.5V werden, aber bei DER > Eingangsimpedanz ist die Messung ja völlig fürn A.... ??? Wie kommst Du darauf? > Wie gehts richtig? Naja, ich würde sagen: Von akademischen Fürzen Abstand halten; sich informieren, was die Physik so zulässt; recherchieren, wie es die Profis machen.
Egon D. schrieb: > Naja, ich würde sagen: Von akademischen Fürzen Abstand > halten; sich informieren, was die Physik so zulässt; > recherchieren, wie es die Profis machen. ...und Frage neu stellen!!! Gruß Rainer
Es gibt nur relativ weniger Voltmeter die für mehr als etwa 20 V eine
Eingangsimpedanz > 10 M haben. Der übliche Fall ist eher 10 M für alle
Bereiche, etwa bei den Hangheld Geräten. Bei den guten Standgeräten sind
>10 G für Spannungen bis etwa 10-20 V und 10 M darüber üblich.
Hochohmig bis über 50 V gibt es als spezielle Gerät, dann aber nicht
mehr mit µV Auflösung.
Realistisch für den Eigenbau wären ggf. ähnlich wie bei den Standgeräten
hochohmig bis etwa 10 oder 12 V und dann mit Teiler (z.B. 10 M) darüber.
Die Bereiche mit dem Teiler sind in der Regel auch weniger genau.
Was ich nicht verstehe: Wieso werden bei kleinen Spannungen so extrem hohe Eingangswiderstände verwendet? Gigaohm hielte ich bei Hochspannung für angebracht. Thermoelemente z.B. sind so niederohmig, daß auch 1 MOhm nichts verfälscht. Oder liegt das an den Chopperverstärkern am Eingang, die sind halt hochohmig. Kann mir das jemand erklären? Danke - Werner
Werner H. schrieb: > Kann mir das jemand erklären? Man, du solltest einen eigenen Thread aufmachen! Deine Frage verwirrt hier das verworrene nur noch mehr... Gruß Rainer
Marek N. schrieb: > Jan schrieb: >> 50V DC verträgt. Die Auflösung sollte 1uV > > Schafft das überhaupt ein 3458A? Bei 8.1 Stellen hat man im 100 V Bereich rechnerisch eine 1 µV Auflösung. Wegen des Aufbaus als Teiler durch 100 und dann Messung im 1 V Bereich dürften die Genauigkeit und das Rauschen nicht so toll sein. Bei der Fragestellung des TO könnte man die 50 V auch als Schutz vor überlast verstehen - da ist ein Schutz auch für 200 V auch für die kleinen Bereiche (z.B. 0.1 V) möglich. Der Strom steigt dabei aber ggf. mehr an als es der normale Eingangswiderstand erwarten ließe.
Werner H. schrieb: > Was ich nicht verstehe: > > Wieso werden bei kleinen Spannungen so extrem hohe Eingangswiderstände > verwendet? Gigaohm hielte ich bei Hochspannung für angebracht. > Thermoelemente z.B. sind so niederohmig, daß auch 1 MOhm nichts > verfälscht. > Oder liegt das an den Chopperverstärkern am Eingang, die sind halt > hochohmig. > > Kann mir das jemand erklären? > > Danke - Werner Um das Signal hinter einem 10 M Teiler (z.B. 1 :100) genau weiter zuverargeiten braucht man schon einen hochohmigen Verstärker. Denn kann man dann auch für die kleineren Bereiche nutzen. Oft hat auch schon der interne Schutz vor Überspannung einen Widerstand im Bereich 100 K - dieser Widerstand kommt effektiv zu Quelle dazu. Der Aufwand für einen Eingangsverstärker im 10 GOhms Breich ist auch nicht mehr so sehr groß. Bei den AZ OPs muss man allerdings auch auf den Bias Strom achten - der kann auch stören, nicht nur der Widerstand.
Werner H. schrieb: > Was ich nicht verstehe: > > Wieso werden bei kleinen Spannungen so extrem hohe Eingangswiderstände > verwendet? Sie werden nicht "verwendet". Sie ergeben sich. Im wesentlichen durch die Abwesenheit jeglicher Widerstände. Der "hochohmige" Meßbereich ist der "natürliche" Meßbereich des ADC, wo auf jeglichen Spannungsteiler verzichtet werden kann. Für Meßbereiche mit Spannungsteiler ist es eine Frage der Praktikabilität, welche Widerstandswerte man langzeitstabil und reproduzierbar für den Spannungsteiler verwenden kann.
Realisierungsvorschlag: Spannungsteiler 10M : 910k und LTC2050HV sls Buffer 1:1 Der Offsetfehler bleibt damit auch ohne Abgleich unter 5uV. Input Bias Current typ 7pA, max 75pA Input Offset Current max 100pA Input Offset typ 0.5uV max 3uV Input Noise 1.5uVpp Da gibt es bestimmt noch bessere OPV, diesen habe ich nur auf Anhieb mit Doktor Google gefunden.
:
Bearbeitet durch User
Nachtrag: Axel S. schrieb: > Für Meßbereiche mit Spannungsteiler ist es eine > Frage der Praktikabilität, welche Widerstandswerte man langzeitstabil > und reproduzierbar für den Spannungsteiler verwenden kann. Einfach mal eine Überschlagsrechnung. Der Spannungsteiler sei 10:1 mit 9MΩ und 1MΩ (ergibt 10MΩ Eingangswiderstand). Für eine Genauigkeit von 1ppm bzw. 1µV/V - immer noch Faktor 10 schlechter als dem TE vorschwebt - darf der 9M Widerstand nicht unter 8.999999MΩ fallen. Das entspricht der Parallelschaltung eines 81TΩ (Einundachtzig Teraohm!) Widerstandes. Du kannst gerne mal goggeln, wie man 10GΩ (Gigaohm - Faktor 1000 niederohmiger als Teraohm) Widerstände aufbaut. Die werden in Glasröhrchen eingeschmolzen, die peinlich sauber sein müssen. Einmal mit Patschehändchen angefaßt und die Schweißspuren verderben den Widerstandswert. Du kannst dir sicher vorstellen, welche Anforderungen das an den "simplen" 9MΩ Widerstand stellt, daß es keinen parasitären Nebenpfad gibt, der niederohmiger als besagte 81TΩ ist ... Ein 9MΩ Widerstand mit 1ppm Genauigkeit ist bereits eine technische Meisterleistung. 9GΩ mit 1ppm für 10GΩ Eingangswiderstand sind schlicht unmöglich.
:
Bearbeitet durch User
Willi S. schrieb: > Spannungsteiler 10M : 910k und LTC2050HV sls Buffer 1:1 > Der Offsetfehler bleibt damit auch ohne Abgleich unter 5uV. Äh, nein? Dein OPV belastet den Eingangsspannungsteiler und verursacht damit einen Fehler. Ersatzinenwiderstand von 10M auf 910k : 834kOhm Input Bias current LTC2050 : +-0,3nA Macht allein der eine Parameter schon einen Fehler von 250µV. Nein, deine 5µV erreichst du damit nicht.
Na also. Trotz der peinlichen destruktiven Ader mancher Mitmenschen kamen ja doch einige Vorschläge zusammen, auch wenn man sie wie ein Perlentaucher aus einem Haufen Sch....e bergen musste. Erstmal der Spannungsteiler: Problem Temperaturschwankungen: Bei Mouser gibts Widerstände für 20 Euro mit 0.2ppm/C und mehr als 5 Grad schwankt die Temperatur hier nicht. Das Problem ist damit wohl gelöst. Problem Serienstreuung: Das kann man kalibrieren. Dann wurde noch der Impedanzwandler angesprochen: Wäre eine Idee. Wusste gar nicht, dass es so gute gibt. Warum der ADC nicht direkt einen Leckstrom von nur einigen fA hat... wäre doch praktisch gewesen.
Also am besten wäre ja wirklich, den Eingang direkt an den ADC zu hängen, vielleicht noch eine Zener-Diode zum Schutz gegen Überspannung... aber der geht halt nur bis 2.5V. Es gibt auch welche für 5V. Aber bis 50V geht da nichts. Und 100 Euro für Widerstände will ich auch nicht gerne ausgeben. Vielleicht doch am besten 10 Euro für einen guten OPV?
Moment.... selbst bei einem OPV brauche ich ein Feedback-Netzwerk und damit Widerstände.... :(
Jan schrieb: > Problem Temperaturschwankungen: Bei Mouser gibts Widerstände für 20 Euro > mit 0.2ppm/C und mehr als 5 Grad schwankt die Temperatur hier nicht. Das > Problem ist damit wohl gelöst. Dann meß mal die "typisch 0.2 ppm". Im Datenblatt steht dann "worst case 2 ppm" Und real hast Du dann ca 0.6 - 1 ppm/K Wegen dem Kunststoffgehäuse kannst du dann auch noch die Luftfeuchtigkeit messen. Macht dann auch noch mal bis zu mehreren 10 ppm über den 40-70% rH Bereich. Es hat schon seinen Grund warum in hochwertigen Multimetern hermetisch dichte Widerstandsarrays (oft aus Tantal-Nitrit) und teilweise mit Heizwiderstand verwendet werden. Als OPV werden normalerweise Elektrometer-Verstärker verwendet. Die haben zwar einen größeren Offset als Chopperverstärker, der läßt sich aber durch einen Auto-Zero-Abgleich (mit entsprechenden Schaltern) vor jeder Messung herausrechnen. Gruß Anja
Jan schrieb: > Moment.... selbst bei einem OPV brauche ich ein Feedback-Netzwerk und > damit Widerstände.... :( Nein, der "Buffer" braucht keinen Widerstand.
Angehängte Dateien:
-
IMG_4280.PNG
510 KB
"Elektrometer-Verstärker" war das richtige Suchwort. Jetzt kommen wir der Sache schon ziemlich nahe...
Angehängte Dateien:
-
IMG_4281.PNG
350 KB
Übersicht weiterer OPV-Typen von Analog Devices. Bipolare Versorgung und Offset-Abgleich (analog oder durch wegrechnen) wird es wohl brauchen. Ausser man findet den idealen Kompromiß und muss nicht unbedingt bis genau Null runter messen. Das entscheidenste ist geringer Eingangsstrom und minimale Drift.
Differenzspannungsmessung fällt mir gerade ein vlt ist es eine Lösung, sozusagen die nulllinie zu verschieben. Statt dem spannungsteiler eine Gegenspannung anlegen. Bei 50V als 47,5V reverse schalten. Bei AC-Messung wird ja auch das Potential verschoben. Ist nur eine Idee, müsste durchdacht und auf realisiebarkeit+Sinnhaftigkeit geprüft werden
ggf. mir einem zusätzlichen -skalierbaren- OpAmp am eingang. sw: virtuelle Masse
Angehängte Dateien:
-
IMG_4286.PNG
60 KB
INA116UA (gibt es immer noch, ca 16€/1) Sagenhaft, was Burr Brown (heute AD) schon vor 25 Jahren drauf hatte und anscheinend kann man es heute immer noch nicht besser. (vergleichbar mit dem Spritverbrauch von Autos, nur betrügen kann man heutzutage besser...) Mit worst case maximal 200fA errechne ich nach 10 MOhm eine maximale Abweichung von 0.2uV, der Offset ist natürlich abzugleichen, was ja kein Problem ist. Auch interessant: Safe bis +-40V, d.h. wegen Spannungsteilung +-400V. Sogar bei Netzspannung am Eingang sollte nichts kaputt gehen und braucht es keine extra Schutzdioden etc. Input Bias "typisch" sogar nur 3 fA (0.003 pA, 0.000003 nA) Achja: RG entfällt für Gain=1 (Pins einfach offen lassen)
:
Bearbeitet durch User
Dreifarbig schrieb: > Differenzspannungsmessung fällt mir gerade ein > > vlt ist es eine Lösung, sozusagen die nulllinie zu verschieben. > > Statt dem spannungsteiler eine Gegenspannung anlegen. Bei 50V als 47,5V > reverse schalten. Bei AC-Messung wird ja auch das Potential verschoben. > Ist nur eine Idee, müsste durchdacht und auf > realisiebarkeit+Sinnhaftigkeit geprüft werden Die Gegenspannung verschieben kann man machen, und es macht für die Integrierten ADCs mit Differenzeingang auch einen Gewissen Sinn. Allerdings würde man dann für die 50 V auch eine +-50 V Versorgung brauchen, mit den entsprechenden Verlusten. Platzsparend wird es damit nicht. Wenn man auch bis 50 V noch sehr hochohmig messen will ist das aber wohl die Methode der Wahl. Direkt auf den ADC zu gehen wird eher nicht funktionieren weil die meisten ADC nicht hochohmig genug sind. Da ist man eher so bei 100 K ggf. auch mal 1 M. D.h. man wird schon weitgehend den klassischen Aufbau mit Verstärker oder Puffer vor dem ADC gehen müssen. Für die hohen Spannungen wohl mit Teiler davor und dort aus Preisgründen wohl eine reduzierte Genauigkeit. Die meisten der SD-ADC Chips gehen bis etwa +-2,5 Eingangsbereich. Alles darüber hätte dann den Eingangsteiler. Schon um die +-2,5 V ohne extra Fehler zu nutzen müsste man bei den meisten ADC für ein gegenläufiges Signal und kleine Gleichtaktspannung sorgen. Es gibt einige wenige ADCs für einen größeren Bereich (z.B. +-10 V). Die sind etwas teurer, aber ggf. noch günstiger als ein guter Spannungsteiler. Allerdings ist dann die Frage ob die Auflösung noch für 1 µV ausreicht und man ggf. einen Verstärker bräuchte. Der oben genannte LTC2050 ist schon keine so schlechte Wahl - sehr hochohmig aber relativ viel rauschen. Der Spannungsbereich ist passend zu den ADC chips. Ein AZ OP macht für den Eingang auch schon Sinn, weil man so Drift und niederfrequentes Rauschen vermeidet. Für mehr als 5 V Versorgung wird die Auswahl an AZ OPs schon deutlich kleiner und viele haben dann schon einen störend hohen Bias-Strom.
Hallo Jan, Du wirst scheitern. :) Und da würde ich €100,- drauf wetten. Jan schrieb: > Hallo, > > ich wollte mir ein platzsparendes Voltmeter bauen, welches am Eingang Wieviel cm3, zigarettenschachtelgroß? > 50V DC verträgt. Die Auflösung sollte 1uV sein. Die Genauigkeit +-5uV. > Dass sowas eine Herausforderung ist, ist mir natürlich bewusst. Unpräzise. 1µV (Taste AltGr+M) im 50V Messbereich? Das macht dann 0,02ppm Auflösung. Nur positive Spannungen messen oder auch negative? Wenn negative mit dabei sind, bedeutet das 0,01ppm Auflösung. Welcher ADC liefert Dir eine Linearität besser als 0,1ppm damit Du zum Schluss auf 0,1ppm Genauigkeit "über alles" kommst? > Mein erstes Problem: Der Spannungsteiler des Eingangs. > > Der ADC verträgt maximal 2.5V am Eingang. Es muss also ein > Spannungsteiler her. Der soll auch dazu dienen, dass die Schutzdiode des > ADC nicht gesprengt wird, wenn mal jemand aus Versehen 200 Volt anlegt. > > Problem: Durch den Spannungsteiler verändere ich die Impedanz des > Eingangs, welcher selbst wiederum einen Leckstrom von bis zu 10nA haben Wo ist da ein Leckstrom - oder meinst Du die Belastung des Teilers durch Messen? Eine Belastung des Teilers mit Konstantstrom kannst Du herausrechnen. > kann. Das wiederum verfäscht die Messung "enorm", wenn man Ansprüche im > Mikrovoltbereich hat. Unklar! Möchtest Du im Mikrovoltbereich Messungen durchführen? Dann brauchst Du keinen Teiler, es sei denn, du wolltest das Eingangssignal verstärken. > > Ich dachte kurz an einen Impedanzwandler, aber der würde ja AUCH > wiederum Störungen einstreuen. Welche genau? > > Wie würdet ihr das lösen? Mit Puffer am Eingang. Jan schrieb: > Und 100 Euro für Widerstände will ich auch nicht gerne ausgeben. > Vielleicht doch am besten 10 Euro für einen guten OPV? Du brauchst 2 Widerstände für den 10MOhm-Teiler. Wenn der langzeit- und temperaturstabil sein soll, bist Du mit geschätzt €30,- für ein Fertigprodukt dabei. Stabile 9 MOhm als Einzelprodukt, das wird richtig teuer. :) Dann ist da noch die passende Referenz. Die hat ca 7V. Die musst Du herunter auf Deine 2,5V teilen. Auch dafür brauchst Du stabile Widerstände. Jan schrieb: > Moment.... selbst bei einem OPV brauche ich ein Feedback-Netzwerk und > damit Widerstände.... :( Willi hat Dir das schon erklärt. Es gibt hier auf µc.net einen Beitrag von branadic, den ich nicht finden kann, wo branadic daraufhin hinwies, dass das von Anja beabsichtigte 6 oder 6,5-stellige Multimeter im Eigenbau auch nach Jahren nicht fertiggestellt wurde. Lies' Dir bei "Art of Electronics" (>=3.Auflage) das Kapitel über das 34401A durch. Hier hast Du einen Bauvorschlag für ein 5,5-stelliges Multimeter: https://www.heise.de/ct/artikel/Messwerkeln-291398.html Mit ein paar Tricks, anderen Bauteilen und etwas veränderter Schaltung lässt sich das ct'-lab-"DIV" auch noch auf 6, vielleicht sogar auf 6,5 Stellen Auflösung aufbohren. Setz' Dir ein realistsches Ziel! Viel Erfolg.
:
Bearbeitet durch User
"ich wollte mir ein platzsparendes Voltmeter bauen, welches am Eingang 50V DC verträgt. Die Auflösung sollte 1uV sein. Die Genauigkeit +-5uV." Sowas geht so annähernd mit einem Datron/Wavetek 1281 oder einem Fluke 8508a. Platzsparend ist das schon, jedenfalls im Vergleich zu einem Kühlschrank. Der Eingangsteiler beim Datron 1281 besteht aus gekapselten, ölgefüllten Widerständen von VISHAY-Mann, heute heißen die VISHAY VHP 202. Schwer zu beschaffen, besonder die hochohmigen in Rohrbauform. Nicht ganz billig. Der Eingangsverstärker ist als Chopper mit U401 ausgeführt und diskret aufgebaut. Die Referenzspannung für den AD-Wandler kommt von zwei LTZ1000. Den AD-Wandler würde man heute kaufen können. Über raffinierte Schutzbeschaltungen, die das Messergebis nicht verfälschen, ist noch nicht gesprochen. (Das Fluke 8508a habe ich noch nicht zerlegt...kommt noch, vor der nächsten Rekalibrierung.) Solche Geräte haben eine Produktionslebensdauer von über zehn Jahren. Weil man sich sowas nicht öfter antut, weil es nur wenige können. --- Auf Grund der gestellten Fragen mutmaße ich mal höflich, dass du noch nicht ganz soweit bist, ein solches Gerät (auszugsweise, nur Udc) nachzuempfinden. Wie möchtest du denn eigentlich die techn. Eigenschaften überprüfen? Mit welchen Messmitteln? Hier wird die Luft extrem dünn. --- Ich möchte einfach mal anregen, zunächst die Anforderungen ganz, ganz, ganz genau zu spezifizieren - und dann auf ein absolut notwendiges Minimum zu reduzieren. Die nächste Überlegung heißt make or buy. Aus der Formulierung "ich möchte mir" schließe ich auf eine Stückzahl von eins. Das bedeutet normalerweise: Buy.Was einem natürlich den Spass am Bau und die Erkenntnisgewinn vermiest. Wie wäre es, mit zwei Nummern kleiner zu starten und dafür die Messmittel zu kaufen?
Jan schrieb: > Problem Temperaturschwankungen: Bei Mouser gibts Widerstände für > 20 Euro mit 0.2ppm/C und mehr als 5 Grad schwankt die Temperatur > hier nicht. Das Problem ist damit wohl gelöst. Nein. Das mit dem Rechnen muß du noch üben. Jan schrieb: > ich wollte mir ein platzsparendes Voltmeter bauen, welches am Eingang > 50V DC verträgt. Die Auflösung sollte 1uV sein. Die Genauigkeit +-5uV. 5µV auf 50V sind 0.1ppm. Bereits 0.5 Grad Temperaturschwankung fressen deine ganze erlaubte Reserve auf.
Hallo ths, vielen Dank für die Beschreibung der Datronschen Edelmesstechnik in Prosaform. Das gibt mir eine Idee, wie damals die "Crème de la crème" baute. Gruss Peter
Hallo Peter, in Bildern gibts das hier: https://www.amplifier.cd/Test_Equipment/other/Datron_1281_Multimeter.htm "Erwin"
Ja gut, ich sehe das Vorhaben für private Zwecke nicht so schwarz wie die meisten anderen. Aber mir ist gerade eingefallen, dass Jan gar keine geeignete Kalibiermöglichkeit bzw Referenz haben dürfte und sich sowas zu mieten, übersteigt das Bastelbudget bei weitem. Somit bin sogar ich unverbesserlicher Optimist jetzt mit meinem Latein am Ende angelangt.
Naja, zur Kalibrierung würde sich hier schon jemand finden, denke ich. Aber Themen wie Referenz wurde noch gar nicht angesprochen. Hier noch 2 Links für Jan zu Gleichgesinnten mit Erfahrung: https://www.eevblog.com/forum/metrology/ http://lists.febo.com/pipermail/volt-nuts_lists.febo.com/
Dass niemand mit "normalenm" Budget präzise µV messen können wird, sollte jedem klar sein. Aber man kann versuchen, in die Nähe zu kommen. µV's sind das, was der Finger erzeugt, wenn er sich zu schnell in die Nähe der Buchse bewegt.
Jan schrieb: > ich wollte mir ein platzsparendes Voltmeter bauen, welches am Eingang > 50V DC verträgt. Die Auflösung sollte 1uV sein. Die Genauigkeit +-5uV. > Dass sowas eine Herausforderung ist, ist mir natürlich bewusst. Sowas gibt es fertig für wenig Geld. Selber bauen wird deutlich teurer. Der einzige SInn wäre der Spaß am Basteln. > Mein erstes Problem: Der Spannungsteiler des Eingangs. Bei Mikrovolts am EIngang? Nö. Du braucht nur einen Längswiderstand von ein paar kOhm. > Der ADC verträgt maximal 2.5V am Eingang. Es muss also ein > Spannungsteiler her. Der soll auch dazu dienen, dass die Schutzdiode des > ADC nicht gesprengt wird, wenn mal jemand aus Versehen 200 Volt anlegt. Siehe oben, > Problem: Durch den Spannungsteiler verändere ich die Impedanz des > Eingangs, welcher selbst wiederum einen Leckstrom von bis zu 10nA haben > kann. Das wiederum verfäscht die Messung "enorm", wenn man Ansprüche im > Mikrovoltbereich hat. Kommt drauf an.
Vereinfacht. Ja, mikrovolt kann man messen, sollte dabei aber kleiner 2.5V bleiben, und Sicherungsfuerze vergessen. Wenn man Ueberspannung anlegt, ist's kaputt. Fertig.
ths schrieb: > Den AD-Wandler würde man heute kaufen können Auch einen AD Wandler, der einem 8,5 stelligen Gerät (sagen wir mal Fluke 8508A oder 3458A) das Wasser reichen kann, kenne ich nicht von der Stange. Die Linearität ist für gewöhnlich eine Größenordnung schlechter.
Flaschen Zähler schrieb: > Vereinfacht. Ja, mikrovolt kann man messen, sollte dabei aber kleiner > 2.5V bleiben, und Sicherungsfuerze vergessen. Wenn man Ueberspannung > anlegt, ist's kaputt. Fertig. Auf einen Schutz muss man nicht einmal verzichten, der ist nicht so schwierig. Es wird aber einfacher wenn der Spannungsbereich noch etwas kleiner ist.
Hallo Lurci, Lurchi schrieb: > Es wird aber einfacher wenn der Spannungsbereich noch etwas > kleiner ist. was meinst Du damit genau?
Danke für die Inputs. Ich habe mich in den diversen Datasheets informiert und komme jetzt auch zum Schluss, dass das Projekt praktisch nicht umsetzbar ist. Ich habe deshalb meine Anforderungen runtergeschraubt auf: Messbereich 0-5V Genauigkeit 5uV Auflösung 1uV Als ADC habe ich mir mal den LTC2400 ausgeguckt. Der scheint recht gut und einfach zu bedienen zu sein. Über die Eingangsimpedanz finde ich da leider nichts im Datenblatt ausser "max. 10nA". Wenn das damit gemeint ist, wären das 500MOhm. Das wäre doch ok. Ich würde den einfach mit 5.3V versorgen, dazu eine 5V VRef. Letztere muss ich noch raussuchen. Bei den Anforderungen sollte da jetzt keine Black Magic mehr bei sein. Einen Spannungsteiler brauche ich nicht, damit auch keinen Buffer. Wenn das jetzt noch vernünftig gerouted auf ein PCB kommt, sollte das doch "einfach so" gehen, oder?
Nachtrag: Mit "praktisch" meine ich "für mich als ehrgeizigen Bastler ohne Budget und ohne professionellen Berufshintergrund." Ich wollte damit nicht sagen, dass es per se unmöglich ist.
Das sind immer noch 1ppm Genauigkeit und 0,1ppm Auflösung. Das wird nichts
Jan schrieb: > Danke für die Inputs. Ich habe mich in den diversen Datasheets > informiert und komme jetzt auch zum Schluss, dass das Projekt praktisch > nicht umsetzbar ist. > > Ich habe deshalb meine Anforderungen runtergeschraubt auf: > > Messbereich 0-5V > Genauigkeit 5uV > Auflösung 1uV > > Als ADC habe ich mir mal den LTC2400 ausgeguckt. Der scheint recht gut > und einfach zu bedienen zu sein. Über die Eingangsimpedanz finde ich da > leider nichts im Datenblatt ausser "max. 10nA". Wenn das damit gemeint > ist, wären das 500MOhm. Das wäre doch ok. > > Ich würde den einfach mit 5.3V versorgen, dazu eine 5V VRef. Letztere > muss ich noch raussuchen. > > Bei den Anforderungen sollte da jetzt keine Black Magic mehr bei sein. > Einen Spannungsteiler brauche ich nicht, damit auch keinen Buffer. Wenn > das jetzt noch vernünftig gerouted auf ein PCB kommt, sollte das doch > "einfach so" gehen, oder? Autsch. Versuche es erst einmal mit 10 oder 12 Bit Auflösung, die dann auch noch stimmt. Nur mal so als Idee für dich bzgl. deiner Referenzquelle: Nehmen wir mal an, du willst 16 Bit Auflöung. Damit du jedes Bit auch sicher verwenden kannst brauchst du eine thermische Stabilität von, wenn ich mich nicht verrechnet habe, 1.5 ppm bei maximal 5 K Temperaturschwankung. Ne Referenz auf 1.5 ppm stabil zu bekommen, das ist schon ne Hausnummer, das ist nix, was man mal eben aus der Hüfte schießt.
> Das sind immer noch 1ppm Genauigkeit und 0,1ppm Auflösung. > > Das wird nichts Ach komm, nicht so negativ. Das Ziel ist jetzt schon fast mit einem 3458A gleichauf, und das wurde doch sicherlich von Leuten entwickelt, die keine Ahnung haben (und nur deswegen wurde es nichts besseres gebaut). Ein gestandener Experte wie der TO schafft das doch lockerflockig an einem Nachmittag. Ernst gemeinter Vorschlag für den TO: Fang doch mal mit 5V und 1mV an, das ist sportlich genug. Nix für ungut.
Maßlose Übertreibungen in beiden Richtungen: 5V zu 1mV ist 5.000 5V zu 1uV ist 5.000.000 Irgendwo dazwischen wird es schon gehen.
g457 schrieb: > Ach komm, nicht so negativ. Das Ziel ist jetzt schon fast mit einem > 3458A gleichauf Aber auch nur, wenn man das 3458A am gleichen Tag kalibriert hat ;) Anstelle des TO würde ich erst mal eine 5V Referenz aufbauen und schauen wie weit man da kommt. Das wird schon nicht so aus dem Ärmel kommen. Vom Rest mal ganz zu schweigen.
mimimimimi schon wieder dieses Geseiere hier. Da schüttel ich mal eben eine LTZ1000 aus dem Ärmel und gut ist.
Jan schrieb: > Da schüttel ich mal eben eine LTZ1000 aus dem Ärmel und gut ist. Mach einfach mal. Dabei lernt man sehr viel. Da brauchst Du aber auch wieder teure Widerstände und auf 5V musst Du es dann auch noch bringen. Über welchen Zeitraum willst Du diese 1ppm Genauigkeit eigentlich halten können? Und hast Du Dir mal die Spezifikationen von Geräten wie einem 3458A, 8508A oder auch 5730A angesehen?
> Maßlose Übertreibungen in beiden Richtungen: > 5V zu 1mV ist 5.000 Nicht wirklich übertrieben. Das entspricht im Wesentlichen einem handelüblichen 5.5-stelligem Mulimeter wie dem 3468a ('0.02% Grundgenauigkeit'). Das ist nicht-trivial zu bauen und nicht nur für den TO eine Herausforderung. Falls er die gemeistert hat kann er ja mal weiterschauen. Und im Bereich der µV kommen dann noch ganz andere Effekte dazu (wurden weiter oben schon genannt, und die meisten werden viel zu oft unterschätzt).
g457 schrieb: >> Maßlose Übertreibungen in beiden Richtungen: >> 5V zu 1mV ist 5.000 > > Nicht wirklich übertrieben. Das entspricht im Wesentlichen einem > handelüblichen 5.5-stelligem Mulimeter wie dem 3468a ('0.02% > Grundgenauigkeit'). Das ist nicht-trivial zu bauen und nicht nur für den > TO eine Herausforderung. Falls er die gemeistert hat kann er ja mal > weiterschauen. Und im Bereich der µV kommen dann noch ganz andere > Effekte dazu (wurden weiter oben schon genannt, und die meisten werden > viel zu oft unterschätzt). Kommt drauf an. Leider wissen wir vom TO immer noch nicht, was er mit dem Ding eigentlich vorhat, vor allem ob es sich um ein Bastelkellerobjekt handelt oder mehrfach gebaut werden soll und welchen Kundenkreis es befriedigen soll. Ich habe gerade mein HP3478A vom Dachboden geholt und "entstaubt". Irrer Aufwand für nur 5-1/2 Digit. Gebraucht habe ich das Gerät nie! Der Grund ist ganz einfach: Ich war ja Entwickler (auch für Messtechnik) und kein Anwender. Als Entwickler musste ich immer die Eigenschaften der Produkte spezifizieren, natürlich worst case. Dies lässt sich aber nicht "messen" sondern muss man es "berechnen". Auf Ebay kriegt man mit Glück noch 130€, ich trage es wieder auf den Dachboden...
Ich habe für meine 3478As deutlich mehr als 130€ bekommen. Die sind wirklich gut und sehr stabil. Durch die 3er Einteilung der Ranges misst es auf 100nV runter wie ein 6,5 stelliges und bietet je nach Messgröße sogar die gleiche Auflösung.
Jan schrieb: > Ich habe deshalb meine Anforderungen runtergeschraubt auf: > > Messbereich 0-5V > Genauigkeit 5uV > Auflösung 1uV > > Als ADC habe ich mir mal den LTC2400 ausgeguckt. Der scheint recht gut > und einfach zu bedienen zu sein. Über die Eingangsimpedanz finde ich da > leider nichts im Datenblatt ausser "max. 10nA". Wenn das damit gemeint > ist, wären das 500MOhm. Das wäre doch ok. In diese Größenordnung kann man kommen. (mit einigen Jahren Erfahrung). Mit folgenden Einschränkungen: - der LTC2400 rauscht relativ stark (da Low-Power und single cycle output) für 1uV Auflösung müssen mindestens ca 100-400 Messwerte gemittelt werden - Die 10nA gelten nicht für den Zustand "Messung aktiv". Die maximale Quell-Impedanz ist eher so bis 1 kOhm. Einen Puffer wirst Du auf jeden Fall brauchen. - Die Spannungsreferenz muß auf jeden Fall temperaturstabilisiert oder temperaturkompensiert werden. - Du brauchst eine gute Schirmung gegen EMV-/HF-Störungen. Selbst die Koppelkapazität eines Optokopplers hat einen gewissen Einfluß. Der LTC2400 selbst ist durch den ständigen Selbstabgleich relativ stabil. Jan schrieb: > Da schüttel ich mal eben eine LTZ1000 aus dem Ärmel und gut ist. Einem Anfänger würde ich empfehlen erst mal mit einem LM399 anzufangen. Einfach mal so nach Datenblatt-Schaltung aufbauen kann leicht zu mehreren 10 bis 100 uV Instabilitäten führen. Gruß Anja
Vref: Hab mir grad den LTZ1000 angeschaut und bin ziemlich erschrocken. 60€ wärs ja wert, wenn die Vref damit "fertig" wäre. Da muss man aber noch einiges dazu stricken und wie schon andere gesagt haben: Dann auch noch irgendwie auf 5V runter und hat man es mit Teil 2 der Problematik zu tun. Ein ziemlicher Wahnsinn ist das. Mein derzeitiger Favorit ist LTC6655-5.0 mit max 0.025% Initialabweicbung und max 2ppm/K. Dazu braucht es natürlich noch einen Ofen, das würde mich nicht stören. Und immerhin kommen dann genau 5.000V heraus, großer Vorteil zum LTZ1000. Nur 10€ ist ja ausgesprochen billig.
Schau mal, hier sind Leute, die sich schon eine Weile mit dem Thema befassen und Dir versuchen zu erklären, dass es "nicht einfach" ist. Jan schrieb: > > Ich habe deshalb meine Anforderungen runtergeschraubt auf: > > Messbereich 0-5V > Genauigkeit 5uV > Auflösung 1uV Teilweise hast Du es ja eingesehen. Interessant sind die ganzen "Tear Down" und Reperaturvideos von Elektrometern, und eben den sehr genauen Multimetern. Da bekommt man einen Einblick, was sich die Entwickler für Mühe machen um deren Spezifikationen zu erreichen. Auflösung halte ich noch nichtmal für das Problem. Die Genauigkeit eben. Ein DMM gibt über die Schnittstelle ja meist wesentlich höhere Auflösnung als das Frontpanel anzeigt. Problem ist, wie gesagt die Genauigkeit. Das kannst Du auch nicht einfach mal eben irgend jemand zum Kalibrieren geben. Jan schrieb: > Da schüttel ich mal eben eine LTZ1000 aus dem Ärmel und gut ist. Und Dir sind 40 € für Widerstände zu viel? Marek N. schrieb: > Schafft das überhaupt ein 3458A? Wenn wir jetzt bei 5 Volt sind, würde es das als Transfernormal im 10 V Bereich wohl geradeso gehen. Dazu braucht man aber vorher das entsprechende Normal. Grüße Martin
Hallo Willi, Willi S. schrieb: > Mein derzeitiger Favorit ist LTC6655-5.0 mit max 0.025% > Initialabweicbung und max 2ppm/K. Dazu braucht es natürlich noch einen > Ofen, das würde mich nicht stören. Und immerhin kommen dann genau 5.000V > heraus, großer Vorteil zum LTZ1000. Nur 10€ ist ja ausgesprochen billig. das ist nur eine Bandgap-Referenz und in Punkto Langzeitstabilität vielleicht den hehren Ambitionen von Jan nicht angemessen. :)
Hallo Jan, Jan schrieb: > Danke für die Inputs. Ich habe mich in den diversen Datasheets > informiert und komme jetzt auch zum Schluss, dass das Projekt praktisch > nicht umsetzbar ist. > > Ich habe deshalb meine Anforderungen runtergeschraubt auf: > > Messbereich 0-5V > Genauigkeit 5uV > Auflösung 1uV Also eine Genauigkeit von 1ppm bei 0,2ppm Auflösung. > > Als ADC habe ich mir mal den LTC2400 ausgeguckt. Der scheint recht gut > und einfach zu bedienen zu sein. Über die Eingangsimpedanz finde ich da Mit 4ppm maximaler Nichtlinearität beim LTC2400 hast Du durch die reine Auswahl des LTC2400 Dein Genauigkeitsziel schon bei der Bauteilsauswahl verfehlt. Es ist fraglich, ob Dich irgendwelche Linearisierungstricks unter die Genauigkeitsschranke bringen. > leider nichts im Datenblatt ausser "max. 10nA". Wenn das damit gemeint > ist, wären das 500MOhm. Das wäre doch ok. > > Ich würde den einfach mit 5.3V versorgen, dazu eine 5V VRef. Letztere > muss ich noch raussuchen. Es gibt keine passende 5V-Referenz für Deine Genauigkeitsanforderung. > Bei den Anforderungen sollte da jetzt keine Black Magic mehr bei sein. Doch bei dem Wort "Genauigkeit". > Einen Spannungsteiler brauche ich nicht, damit auch keinen Buffer. Wenn Offensichtlich hast Du weder meinen Beitrag oben gelesen, noch die verlinkten Dokumente konsultiert. > das jetzt noch vernünftig gerouted auf ein PCB kommt, sollte das doch > "einfach so" gehen, oder? Nein. Jan schrieb: > mimimimimi schon wieder dieses Geseiere hier. > > Da schüttel ich mal eben eine LTZ1000 aus dem Ärmel und gut ist. Ist die LTZ1000 nicht ein wenig teuer, wenn man bedenkt, wie wenig Du für die Widerstände ausgeben willst, EUR 100,- sind Dir ja zuviel? Und wieviel möchtest Du denn für die Widerstände maximal ausgeben? Leider hast Du meine Frage nicht beantwortet, was "platzsparendes Multimeter" in cm3 für Dich bedeutet.
:
Bearbeitet durch User
Jan schrieb: [Referenz für 5V @ 1ppm] > mimimimimi schon wieder dieses Geseiere hier. > Da schüttel ich mal eben eine LTZ1000 aus dem Ärmel und gut ist. Mach doch einfach mal. Du seierst hier immer nur rum. Wenn das deiner Meinung nach so einfach ist - leg los. Was hält dich auf? Um dein Meßgerät zu überprüfen, brauchst du ohnehin Zugang zu Equipment mit besseren(!) Eigenschaften als dem was du bauen willst. Also z.B. zu einem kalibrierten Voltmeter mit wenigstens 7 Stellen. Da kannst du dann deine Referenz dranhängen und schauen, ob sie über eine Woche und den angepeilten Temperaturbereich 20-25°C auch wirklich nicht mehr als 5µV schwankt. Ich wollte erst noch schreiben "und komm wieder, wenn du das geschafft hast" ... aber dann kommst du dieses Jahr wohl nicht wieder.
Axel S. schrieb: > Ich wollte erst noch schreiben "und komm wieder, wenn du das geschafft > hast" ... aber dann kommst du dieses Jahr wohl nicht wieder. Und täglich grüßt das Murmeltier. :) Damals war es "Chris": Beitrag "Tischmultimeter Selbstbau >= 5 1/2 Stellen"
Die "besseren" oder Standardard Tisch/Rackmultimeter (34401, 3458, etc.) verwenden doch einen Multislope Wandler. In Dave's Teardown zum Keithley DMM7510 konnte man sehen, dass sie offenbar für sehr schnellen Abtastraten einen 18 ADC verwenden, für die höheren Auflösungen aber einen Multislope Wandler aufgebaut haben (aus diskreten Bauteilen). Wäre bestimmt auch ein interessantes Projekt. Vielleicht nachdem Projekt mit der Spannungsreferenz, die wäre dabei ja ganz nützlich :) Grüße Martin
Peter M. schrieb: > Es ist fraglich, ob Dich irgendwelche Linearisierungstricks > unter die Genauigkeitsschranke bringen. Das geht schon: Siehe AN86 von Linear Technology. Etwas unter 1 ppm Linearität ist beim LTC2400 mit einer einfachen Parabelkorrektur machbar. Besser wird wegen des hohen Rauschens schwierig. Ach ja Ich vergaß anzumerken: das ganze geht natürlich nur für Einzelstücke und nicht für Serie. In der Regel braucht man für die Referenzspannungen eine gewisse Einlaufzeit von mehreren kilo-Stunden bis sich das ganze beruhigt hat. Nicht jedes aufgebaute Exemplar wird die Ziel-Specs erreichen. Dann gibt es noch das leidige Thema mit Popcorn-Rauschen. Man sollte dann schon so 4 Exemplare mit ggf. selektierten Bauteilen aufbauen um 1-2 gute zu erhalten. Gruß Anja
Willi S. schrieb: > Maßlose Übertreibungen in beiden Richtungen: > 5V zu 1mV ist 5.000 Wenn damit Genauigkeit gemeint ist, ist das schon deutlich besser,als es die meisten Multimeter auf dem Markt können. Eine solche Genauigkeit zu erreichen ist selbst für Entwick- ler mit vielen Jahren Erfahrung eine Herausforderung.
g457 schrieb: > '0.02% Grundgenauigkeit'. ...bedeutet m.W. das diese Genauigkeit nur für zwei oder drei Bereiche um die 10V gelten. In allen anderen Bereichen ist die Genaigkeit schlechter.
Willi S. schrieb: > Leider wissen wir vom TO immer noch nicht, was er mit > dem Ding eigentlich vorhat, Vielleicht will er ja besser als die PTB messen können...
Martin D. schrieb: > Auflösung halte ich noch nichtmal für das Problem. Genau: Bei Längenmessungen habe ich eine Auflösung von wenigen pm (in Worten: Picometer) erreicht. Auf dem Bildschirm habe ich aber nur einen "vernünftigen" Meßwert mit einer Stelle hinter den µm angezeigt.
Hallo Harald, Harald W. schrieb: > Genau: Bei Längenmessungen habe ich eine Auflösung > von wenigen pm (in Worten: Picometer) erreicht. Auf > dem Bildschirm habe ich aber nur einen "vernünftigen" > Meßwert mit einer Stelle hinter den µm angezeigt. Bei welchem Messbereichsendwert denn?
Anja schrieb: > Einlaufzeit von mehreren kilo-Stunden Interessante Maßeinheit. :-) Die Kosten für die Entwicklung des Gerätes des TEs sollt man wohl auch mit mehreren Kilo-Euro ansetzen.
Von der Grösse her: Ich dachte an winzig. Also 8x10cm Seitenlänge mit 2 Euro OLED von Aliexpress und LiFePo Stromversorgung. Alternativ 9V Block mit LDO. Nagut ich mach einfach mal. Wahrscheinlich messe ich am Ende alles, nur nicht das, was ich messen will. Ende des Jahres bin ich dann wahrscheinlich endlich bei 30 ppm angekommen.... da polier ich lieber meinen Ast.
Harald W. schrieb: > Interessante Maßeinheit. :-) Steht doch so im Datenblatt. Außerdem 5-10 Kilostunden klingen viel freundlicher als die entsprechende Anzahl Tage. Harald W. schrieb: > Die Kosten für die Entwicklung des Gerätes des TEs > sollt man wohl auch mit mehreren Kilo-Euro ansetzen. Aber nur für das Material: das verteilt sich glücklicherweise über die Jahre. Die Arbeitszeit ist ja beim Hobby kostenlos. Gruß Anja
Willi S. schrieb: > Mein derzeitiger Favorit ist LTC6655-5.0 mit max 0.025% > Initialabweicbung und max 2ppm/K. Dazu braucht es natürlich noch einen > Ofen, das würde mich nicht stören. Die hatte ich für ein Projekt (mehr als ein Stück) auch mal ins Auge gefasst. Anforderung war damals 1ppm über wenige Tage (also wohl nicht so große Anforderungen wie der TO hat). Besonders schick fand ich das Keramikgehäuse. Leider wies die Referenz eine sehr große Temperaturhysterese auf, so dass ein Ofen (wenn nicht im Dauerbetrieb) das Problem des TK nicht lösen konnte.
Harald W. schrieb: > Vielleicht will er ja besser als die PTB messen können... Die bekommen mit ihrem Josephson Normal Unsicherheiten von wenigen Nanovolt bei 10 V. Also eine Relative Unsicherheit in der Größenordnung 10^-10. Peter M. schrieb: > Hallo Harald, > > Harald W. schrieb: >> Genau: Bei Längenmessungen habe ich eine Auflösung >> von wenigen pm (in Worten: Picometer) erreicht. Auf >> dem Bildschirm habe ich aber nur einen "vernünftigen" >> Meßwert mit einer Stelle hinter den µm angezeigt. > > Bei welchem Messbereichsendwert denn? Ich rate irgenwelche µm? Spätestens, wenn ich die Werte von den Messgeräten im Programm weiter verarbeite (auf dem Computer) kann ich mit den 64 bit Floats rechnen. Das macht zwecks Rundungsfehler und dem Ausschluss des Beitrags zur Messunsicherheit Sinn, aber zur Anzeige eben nicht. Da kann es schon passieren, dass effektiv nur 2 oder drei signifikante Stellen übrig bleiben. Grüße Martin
Jan schrieb: > Von der Grösse her: Ich dachte an winzig. Also 8x10cm Seitenlänge > mit 2 > Euro OLED von Aliexpress und LiFePo Stromversorgung. Alternativ 9V Block > mit LDO. > > Nagut ich mach einfach mal. Wahrscheinlich messe ich am Ende alles, nur > nicht das, was ich messen will. Ende des Jahres bin ich dann > wahrscheinlich endlich bei 30 ppm angekommen.... da polier ich lieber > meinen Ast. Alter, Du willst uns doch verschaukeln... Wenn Du mit 30 ppm zufriedn bist, und Bereit bist etwa 1 k€ auszugeben, kannst Du dir Stress sparen und einfach das Metrahit 30M kaufen. Aber auch das ist größer als 10 cm. https://www.gossenmetrawatt.com/resources/tt/hit30m/db_d.pdf 30 ppm Vom Wert + 4 ppm vom Bereich im 10 V Bereich. Grüße Martin
Martin D. schrieb: >>> Bei Längenmessungen habe ich eine Auflösung >>> von wenigen pm (in Worten: Picometer) erreicht. Auf >>> dem Bildschirm habe ich aber nur einen "vernünftigen" >>> Meßwert mit einer bis zwei Stellen hinter den µm angezeigt. >> >> Bei welchem Messbereichsendwert denn? > > Ich rate irgenwelche µm? Ja, es wurden Rillen mit Tiefen zwischen 0,25µm und 10 µm gemessen. Ich habe einen AD-Wandler mit 12 Bit und 64-fache Überabtastung verwendet. Die Überabtastung hatte ich nicht wegen besserer Auflösung gemacht, sondern weil ich damit ein Antialiasingfilter vermeiden konnte.
Angehängte Dateien:
-
LTZ1000_drift.png
54 KB
Anbei mal Messungen meiner akkubetriebenen LTZ1000 Referenz über die letzten Monate. Die Referenz läuft 24/7. Die Messungen wurden fast alle bei 23°C durchgeführt und jeder Punkt steht für den Mittelwert einer ganzen Messreihe (normalerweise 50 Messpunkte mit 100NPLC am 3458A). Fast, weil am Tag der offenen Tür bei der PTB (Messpunkt PTB) sowie auch bei der MakerFaire hiervon teilweise abgewichen wurde. Man sieht auch, dass die Multimeter sich durchaus im Bereich eines ppm voneinander wegbewegen können. Zudem sieht man z.B. fallende Messwerte am 8508A, aber steigende am 3458A#2. Alle Multimeter sind sich zudem mit einem frisch kalibriertem Fluke 5730A einig (innerhalb von weniger als 1ppm). Und dennoch würde ich nicht sagen, dass ich das Volt auf 1ppm kenne. Messungen bei befreundeten Volt-Nuts zeigten z.B. knapp 2ppm Unterschied. Die Klärung dieser Abweichungen steht immer noch aus. Man sollte es wirklich nicht unterschätzen, wenn man meint man will auf 1ppm Genauigkeit. Es ist schon nicht ganz unbegründet, dass viele Kalibrierlabore keine Unsicherheit von 1ppm bei 10V anbieten.
Philipp C. schrieb: > Anbei mal Messungen meiner akkubetriebenen LTZ1000 Referenz über die > letzten Monate Scheint mir doch etwas starke Streuung zu sein. Ist das eine Referenz nach TIN oder nach Dr. Frank? Gruß Anja
Anja schrieb: > Ist das eine Referenz nach TIN oder nach Dr. Frank? Die Referenz orientiert sich an Deiner Schaltung.
Hallo Philipp, das ist ja Interessant. Was hast Du so für Standardabweichungen? Stichprobenstandardabweichung der einzelmessung bei jeweils einer Messreihe? Wie unterscheiden sich die std's bei den verschiedenen Messgeräten? Grüße Martin
:
Bearbeitet durch User
Angehängte Dateien:
Tja wirklich interessant. Ich dachte immer nur ich wäre mit meinen LTC2400 soo schlecht und ein 3458A ist mindestens Faktor 5 besser. Wenn ich mir so die Streuung (ca 0.6 ppm anschaue) habe ich zumindest bei Langzeitmessungen "nur" etwa Faktor 2-3 schlechter. (Standardabweichung über 1000 Stunden bei täglicher Messung ca 0.3 ppm) Gruß Anja
Anja schrieb: > Scheint mir doch etwas starke Streuung zu sein. Was würdest Du denn erwarten? Langzeit wie auch Standardabweichung einer Messreihe Martin D. schrieb: > Was hast Du so für Standardabweichungen? Stichprobenstandardabweichung > der einzelmessung bei jeweils einer Messreihe? > Wie unterscheiden sich die std's bei den verschiedenen Messgeräten? Ich habe mir gerade mal je eine Messreihe rausgepickt: Fluke 8508A 0,042ppm Stichprobenstandardabweichung entsprechend 1/10 Standardabweichung des Mittelwerts (100 Messungen) HP 3458A#1 0,031ppm Stichprobenstandabweichung wieder bei 100 Messungen Ich würde da also erst mal sagen gleiche Größenordnung. Ob das 3458A nun tatsächlich weniger rauscht weiß ich nicht. Dafür müsste man mal durch alle Daten gehen.
Anja schrieb: > Tja wirklich interessant. > > Ich dachte immer nur ich wäre mit meinen LTC2400 soo schlecht und ein > 3458A ist mindestens Faktor 5 besser. > > Wenn ich mir so die Streuung (ca 0.6 ppm anschaue) habe ich zumindest > bei Langzeitmessungen "nur" etwa Faktor 2-3 schlechter. > (Standardabweichung über 1000 Stunden bei täglicher Messung ca 0.3 ppm) Sehr interessante Messungen! :) Kannst Du die beiden LTZ1000 gegeneinander plotten? Laufen die immer und schaltest Du die nur einige Zeit vor den Messungen ein?
Hallo, meinst Du jetzt die Differenz der beiden in ppm oder die beiden ohne die LM399? Die LTZs laufen bei mir 24/7 die LM399 meistens nur tagsüber. (Nachts wird geladen). Die ADCs zur Messung laufen auch 24/7. Gruß Anja
Die Differenz der beiden LTZ1000, also wie sehr die gegeneinander gedriftet sind. In Deiner Grafik sieht es so aus, als wären da diverse "Spitzen" synchron.
Angehängte Dateien:
Hallo, die synchronen Spitzen sind wahrscheinlich teilweise Kontaktprobleme nach dem Umstecken des Steckers (leider läuft nicht alles über den Relais-Multiplexer) oder auch ein Ladegerät das vergessen wurde vor der Messung abzustecken. Anbei die Differenz der ppm-Drift-Werte. Im wesentlichen bleibt die ADC-Streuung und wahrscheinlich auch noch jahreszeitliche Drift (Luftfeuchtigkeit). (X-Achse sind Tage) Gruß Anja
Die Std ist von der, in der Grafik gezeigten Abweichung? Wo liegt das in Spannung ausgedrückt? Hintergrund meines Interesse ist, dass ich ein den Thermoelementausgang eines 7526A (Kalibrator für Thermoelemente, Gleichspannung und kleinen Gleichstrom) kontrolliere. Eben mit einem 3458A. Dabei habe ich aber festgestellt, dass die Standardabweichung des 58 bei kurzgeschlossenen Eingängen in etwa so hoch ist, wie wenn ich den 7526 angeschlossen habe und 0 mV speise. Das waren in der Größenordnung 20 nV bei 100 NPLC und 10 Messungen. Anja, die einzelnen Spizen, die Philipp auch angesprochen hat, das meinst Du mit Popcorn-Rauschen? Grüße Martin
Anja schrieb: > Anbei die Differenz der ppm-Drift-Werte Vielen Dank! Ich verstehe nur nicht ganz, warum Du dann meine Werte für zu stark gestreut hältst? Man sieht ja auch, dass die beiden 3458A in einer ähnlichen Größenordnung gegeneinander streuen. Martin D. schrieb: > Die Std ist von der, in der Grafik gezeigten Abweichung? > Wo liegt das in Spannung ausgedrückt? Das sind die Standardabweichungen einer Messreihe. In der Grafik ist davon dann nur ein Punkt zu sehen. An welchen Werten bist Du denn genau interessiert? Die Werte sind bezogen auf die 7,156V. Also bei 0,04ppm etwa 280nV. Martin D. schrieb: > intergrund meines Interesse ist, dass ich ein den Thermoelementausgang > eines 7526A (Kalibrator für Thermoelemente, Gleichspannung und kleinen > Gleichstrom) kontrolliere. Eben mit einem 3458A. Das aber wahrscheinlich nicht im 10V Range oder?
Aha, das hatte ich zuerst vermutet. Ich hatte dann aber Anjas Diagramm im Kopf und bin durcheinander gekommen. Philipp C. schrieb: > Das aber wahrscheinlich nicht im 10V Range oder? Nein nein... 100 mV. Der 7526A hat auf den Thermoelement Kanal einen Messbereich (Geben und Messen) von -10 mV bis +75 mV. Ich müsste es mal mit dem 1 V Bereich vergleichen. Die Auflösung ist die gleiche und von der Spec her wäre die Messung sogar im 1 V Bereich genauer. Die ppm vom Bereich sind je um Faktor 10 unterschiedlich, die ppm vom Wert sind im 1 V Bereich geringfügig kleiner. Der Faktor 10 passt dann auch in etwa mit Deiner Standardabweichung zusammen. Grüße Martin
Angehängte Dateien:
Martin D. schrieb: > Anja, die einzelnen Spizen, die Philipp auch angesprochen hat, das > meinst Du mit Popcorn-Rauschen? nein, Popcorn-Rauschen sind plötzliche Sprünge (teilweise mehrere PPMs) in der Ausgangsspannung einer Referenz. Nach einer gewissen Zeit springt das ganze wieder zurück. Teilweise auch in mehreren Stufen. Mit Verstärker angehört ergibt sich dann der Popcorn-Sound. Als Beispiel mal eine MAX6350 mit Popcorn-Rauschen. (niederfrequenter Teil) Das hochfrequente Grundrauschen von ca 10uV ist das vom LTC2400. Gruß Anja
Philipp C. schrieb: > Vielen Dank! Ich verstehe nur nicht ganz, warum Du dann meine Werte für > zu stark gestreut hältst? Man sieht ja auch, dass die beiden 3458A in > einer ähnlichen Größenordnung gegeneinander streuen. Aus Kurzzeitmessungen (Allan-Diagramme über ca 1 Tag) hatte ich immer einen Faktor 5 für Short-Time bei ca 1 Minute Integrationszeit zwischen 3458A und meinen ADCs in Erinnerung. Gruß Anja
An verschiedenen MAX6350 habe ich auch über 4ppm an Popcorn gesehen. @Martin: Ich habe gerade mal 75mV mit meinem Fluke 5440B erzeugt und dann im 100mV Range des 3458A gemessen. Bei 40 Messpunkten komme ich da auf eine Standardabweichung (Stichprobe) von 47nV. Da liegst Du mit der Hälfte ja recht gut.
Angehängte Dateien:
-
LTZ1000_TK_time.png
78 KB
Anja schrieb: > Aus Kurzzeitmessungen (Allan-Diagramme über ca 1 Tag) hatte ich immer > einen Faktor 5 für Short-Time bei ca 1 Minute Integrationszeit zwischen > 3458A und meinen ADCs in Erinnerung. Short-Time mag das doch auch sein. 100 Messpunkte haben 0,03ppm Standardabweichung. Anbei noch eine Messung über 35h gegen meinen Fluke 5440B bei großen Temperaturschwankungen im Sommer. Gemessen habe ich da mit einen HP3456A als Nullmeter, darum "nur" 100nV Auflösung. Zudem habe ich gerade noch eine Messreihe über 16h am 8508A gefunden. 0,05ppm Standardabweichung. Irgendwo habe ich sicher auch noch längere Messreihen bei konstanter Temperatur.
Willi S. schrieb: > Maßlose Übertreibungen in beiden Richtungen: > 5V zu 1mV ist 5.000 Das ist gar nicht Maßlos übertrieben - jedenfalls nicht für einen Anfänger. Wenn der TO kein Anfänger wäre, hätte er die Frage (ganz oben) gar nicht erst gestellt. Das ist doch lächerlich, da will einer das vermutlich präziseste Messgerät der Welt übertrumpfen und stellt dann Fragen zu Spannungsteilern. Pfft. Ich würde auch gerne mal sehen, wie er denn sein Gerät - wenn es denn funktioniert - prüfen und kalibrieren will. Da kommt doch schon gleich die nächste praktische Unmöglichkeit auf ihn zu.
Das ist ein echt gut gemachter Trollthread. Sind zu siemlich alle drauf reingefallen. Der Troll musste nur zwei oder dreimal nachschieben und schon gings ansatzfrei weiter.
Nachdenklich schrieb: > Das ist ein echt gut gemachter Trollthread. Sogar wenn es ein Trollthread sein sollte, was ich fast nicht glaube - die Antworten sind zum großen Teil sehr lesenswert und lehrreich.
Achim B. schrieb: > Nachdenklich schrieb: >> Das ist ein echt gut gemachter Trollthread. > > Sogar wenn es ein Trollthread sein sollte, was ich fast nicht glaube - > die Antworten sind zum großen Teil sehr lesenswert und lehrreich. Dies möchte auch ich ausdrücklich bestätigen. Ich wollte mich schon gestern explizit bedanken für die Charts und Infos zu Vref. Dazu die letzten 36 Stunden mehr gelernt als in 10 Jahren vorher...
Willi S. schrieb: > Vref. Dazu die letzten 36 Stunden mehr gelernt als in 10 Jahren > vorher... Und Du glaubst, Präzisionselektronik kann man in 36 Stunden lernen? Dafür braucht man normalerweise viele Jahre. Präzisionselektronik beginnt für mich bei allem, was genauer als ein Prozent werden soll. Da beginnt für mich auch der Bereich, wo man zur Kalbrierung ein Meßgerät braucht, welches mindestens um den Faktor drei genauer als das zu bauende ist.
Harald W. schrieb: > Willi S. schrieb: > >> Vref. Dazu die letzten 36 Stunden mehr gelernt als in 10 Jahren >> vorher... > > Und Du glaubst, Präzisionselektronik kann man in 36 Stunden lernen? > Dafür braucht man normalerweise viele Jahre. Präzisionselektronik > beginnt für mich bei allem, was genauer als ein Prozent werden soll. > Da beginnt für mich auch der Bereich, wo man zur Kalbrierung ein > Meßgerät braucht, welches mindestens um den Faktor drei genauer als > das zu bauende ist. Meiohmeiohmeiohmei...
Willi S. schrieb: > Meiohmeiohmeiohmei... Was ist das für eine Sprache? Bei Google konnte ich keine passende Übersetzung finden.
Harald W. schrieb: >> Vref. Dazu die letzten 36 Stunden mehr gelernt als in 10 Jahren >> vorher... > > Und Du glaubst, Präzisionselektronik kann man in 36 Stunden lernen? Hat niemand behauptet. Sondern Beispiel: Ich habe in der ersten Schulklasse mehr an lesen und schreiben gelernt, als in den 6 Jahren zuvor. War ich deshalb nach der ersten Klasse in der Lage, mich an "Erwachsenenliteratur" zu vergreifen?
Willi S. schrieb: >> Meiohmeiohmeiohmei... Harald W. schrieb: > Was ist das für eine Sprache? Muss mit Katzen zu tun haben. Keine Katze sagt das auch manchmal, kurz bevor sie kotzen muss.
Harald W. schrieb: >> Meiohmeiohmeiohmei... > > Was ist das für eine Sprache? Bei Google konnte ich keine passende > Übersetzung finden. Er wollte dir sagen, dass er dir nicht glaubt es wäre schwierig, sondern deine Beiträge für Geseiere hält. Das ist der Punkt, wo man die Leute scheitern lassen muss.
Stefanus F. schrieb: > Keine Katze sagt das auch manchmal, kurz > bevor sie kotzen muss. Woher weißt du es dann, wenn es keine sagen muss?
Achim B. schrieb: > Stefanus F. schrieb: >> Keine Katze sagt das auch manchmal, kurz >> bevor sie kotzen muss. > > Woher weißt du es dann, wenn es keine sagen muss? Weil es hier im Thread nur ein gewisser Willi sagt, der vermutlich noch nie irgendeine Präzisionselektronik entwickelt hat.
> Keine Katze sagt das
Sollte heissen: Meine Katze sagt das.
Meihomeiohmeiohmei hat nichts mit Miau zu tun sondern ist eine bayerische Umschreibung, dass jemand mit seinem Geseiere auf die Nerven geht.
Willi S. schrieb: > Meihomeiohmeiohmei > hat nichts mit Miau zu tun sondern ist eine bayerische Umschreibung, > dass jemand mit seinem Geseiere auf die Nerven geht. Ja, weil Du vermutlich keinerlei Ahnung von der Materie hast.
Na und? Willi hat sich in dem Beitrag Beitrag "Re: Eigenes Voltmeter im Mikrovoltbereich bauen." auf den du völlig zusammenhangslos geantwortet hast lediglich über die vielen nützlichen Infos in diesem Thread bedankt und schrieb das er dadurch viel neues gelernt hat. Willi ist übrigens nicht der TO. Ich kann seine Reaktion gut verstehen.
Popcorn Noise alias Burst Noise Hätte ich nicht erwartet, dass es sogar Wikipedia erklärt: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Burst_noise
Der ganze Thread ist doch für die Katz. Jemand, der Präzisionselektronik bauen möchte, muss doch erst mal Datenbläter und Schaltpläne lesen lernen. Da hat er auch schnell viel mehr Nutzen davon, als die wirren Beiträge hier hergeben.
Auflösung der Verwirrung: Es heißt richtig: My oh my https://www.youtube.com/watch?v=AlwA5GLBmJM nicht "April, April" oder "Maiohmai"
MaiOhMai schrieb: > Es heißt richtig: My oh my Anders rum wird ein Schuh draus. Das ist die Übersetzung vom Bayerischen ins Englische
Ich empfehle dir zunächst den Bau einer LM399-basierten 10V-Referenz. Einen sehr interessanten Ansatz untersuchen Anja und ich aktuell hier: http://www.eevblog.com/forum/metrology/lm399-based-10-v-reference/msg2013037/#msg2013037 Statt mit Präzisionswiderständen zu arbeiten nutzen wir einen PWM-gesteuerten Verstärker. Diese 10V-Referenz kann dann bspw. Ausgangsbasis für einen 24bit ADC (LTC2400/LTC2404/LTC2408) sein. Dazu kann z.B. ein hermetisch dichter Widerstandsteiler zum Einsatz kommen: https://www.ebay.com/itm/1X-319427-10K-10K-0-1-VISHAY-Precision-Voltage-Divider-Resistor-Metal-Foil-seal/111707507188 Ein mögliches Projekt für einen 24bit ADC (LTC2400) inkl. Leiterplattendesigns um dir Inspiration zu holen findet du hier: https://www.eevblog.com/forum/projects/oshw-24bit-adc-measurement-system-for-voltage-references/msg427526/#msg427526 Mit diesen beiden Baustellen wirst du schon viel Zeit verbringen, aber auch jede Menge dabei lernen und Spaß haben (das meine ich nicht zynisch!). Darüber hinaus wirst du feststellen, welche Messmittel in deinem Gerätepark notwendig werden und bei wem du ggf. auch mal auf Messmittel zurückgreifen kannst. -branadic-
Die eigentliche Trollerei ist doch das ständige rumgenöhle wie unmöglich es doch ist so etwas bauen zu wollen sowie das einhergehende Hinundher. Ich bedanke mich hiermit bei denen die dennoch sinnvolle Beiträge eingebracht haben und helfen solche Missverständnisse wie sie der TO hat(te) zu beseitigen. Auch finde ich es immer faszinierend welche Möglichkeiten, aber auch Tücken die Präzisionsmesstechnik bereit hält. Die Macher der cˋt hatten auch mal ein Messprojekt mit einem 6,5 Stelligen Instrument und einem LT2400 mit einer r LM399basierenden Referenz entwickelt. Auch da kann man sicherlich einiges abschauen. Mag jetzt nur nicht auch noch einen Link dorthin suchen. LG Armin
:
Bearbeitet durch User
Hallo, ist immer wieder schön, wenn sich ein Teilnehmer für die Infos bedankt! Der TO ist wahrscheinlich schon gestorben... Gruß Rainer
Armin X. schrieb: > Die Macher der cˋt hatten auch mal ein Messprojekt mit einem 6,5 > Stelligen Instrument und einem LT2400 mit einer > r LM399basierenden Referenz entwickelt. Ist "nur" ein 5.5 stelliges Multimeter. (vermutlich wegen Rauschen). Und die LM399 wurde mittels Poti-Abgleich auf 2.5V heruntergeteilt. (schade). Und den Eingangsspannungsteiler hätte man besser mit einem CADDOC Array anstelle von Einzelwiderständen gemacht. Ansonsten kann man aber einiges aus dem Projekt lernen. https://www.heise.de/ct/artikel/Messwerkeln-291398.html Gruß Anja
Hallo Armin X., Armin X. schrieb: > Die Macher der cˋt hatten auch mal ein Messprojekt mit einem 6,5 > Stelligen Instrument und einem LT2400 mit einer > r LM399basierenden Referenz entwickelt. Auch da kann man sicherlich > einiges abschauen. Mag jetzt nur nicht auch noch einen Link dorthin > suchen. Alle nötigen Details habe ich doch schon oben verlinkt: Beitrag "Re: Eigenes Voltmeter im Mikrovoltbereich bauen." Hier noch mal die Heise-Übersichtsseite. Das Digitalvoltmeter mit 5,5 Stellen ist nur eine Komponente des gesamten Projekts: https://www.heise.de/ct/projekte/machmit/ctlab/wiki Hier das externe Forum von Thoralt: https://www.thoralt.de/phpbb/ Zum Thema der Optimierung des DIV mittels dekadischen Spannungsteiler gibt es selbstverständlich einen Artikel im Forum. Wer sich mit dem Thema Messtechnik befasst, findet auch noch andere Verbesserungsmöglichkeiten. In sehr kurzer Zeit hat Redakteur Carsten Meyer eine ganze Reihe von Messplatzkomponenten auf die Reihe gestellt: https://www.heise.de/ct/projekte/machmit/ctlab/wiki/AlleModule Wirklich viel Schweiß hat Carsten Meyer das Layout der Adapterplatine gekostet, das die in der ersten Revision vorhandenen Überschwinger erfolgreich eliminierte. Das DCG ermöglicht auch angstfreies LED-Testen.
:
Bearbeitet durch User
Der TO dürfte es also mit seinem Vorhaben schaffen, wenn er nochmal um Faktor 5 zurück schraubt. Auflösung nur 5uV statt 1 uV. Auch mit längerer Integration wird es nur stabiler, aber nicht genauer. Bestenfalls sind vom 24-Bit LTC2400 nur 20-Bit stabil. C't tut so als wenn sie es heraus gefunden hätten, dabei steht es schwarz auf weiß im Datenblatt. Übrigens auch bei ähnlichen ADC von Analog Devices. Kopfzerbrechen macht mir Long Term Drift der Vref, bei Ansicht der Angaben könnte einem übel werden. Allerdings nimmt diese Drift im Laufe der Monate und Jahre ab. Ob man diese Zeit durch höhere Temperatur verkürzen könnte, weiß ich nicht. Einen genaueren ADC würde ich mir noch zutrauen, aber bei der Vref bin ich monentan ziemlich ratlos. Voltmeter mit mehr als 6-1/2 Digit sind wirklich ein Wunder der Technik, das ist mir jetzt durch Recherchen und Nachrechnen klar geworden. WIE es Fluke und Co schaffen - ich habe keine Ahnung. p.s. Mich interessiert das Ganze nur rein theoretisch, ich weiß gar nicht mehr, ob einer der Lötkolben überhaupt noch warm wird...
Willi S. schrieb: > Bestenfalls sind vom 24-Bit LTC2400 nur 20-Bit stabil. C't tut so als > wenn sie es heraus gefunden hätten, dabei steht es schwarz auf weiß im > Datenblatt. Übrigens auch bei ähnlichen ADC von Analog Devices. Kommt Peak/Peak etwa hin. Ich habe ca 0.25 ppm Standardabweichung über 42 Tage (einschließlich Referenz und Spannungsnormal). > Kopfzerbrechen macht mir Long Term Drift der Vref, bei Ansicht der > Angaben könnte einem übel werden. Allerdings nimmt diese Drift im Laufe > der Monate und Jahre ab. Nicht zwangsweise ich habe Referenzen die einfach so konstant vor sich hin driften (ca 10 ppm/a) Selektierte Exemplare haben nach Einlaufzeit ca 1-2 ppm/a > Ob man diese Zeit durch höhere Temperatur > verkürzen könnte, weiß ich nicht. Höhere Temperatur bedeutet auch oft höhere Hysterese und ggf. einen neuen Alterungszyklus (z.B. auch nach dem Löten). Gute Erfahrungen habe ich mit zyklischer Belastung mit 10-15 mA am Ausgang. > Einen genaueren ADC würde ich mir noch > zutrauen, aber bei der Vref bin ich monentan ziemlich ratlos. Ohne Temperaturkompensation geht bei hohen Anforderungen nichts. Mit etwas Glück ist auch die Alterung kein Problem. > Voltmeter mit mehr als 6-1/2 Digit sind wirklich ein Wunder der Technik, > das ist mir jetzt durch Recherchen und Nachrechnen klar geworden. WIE es > Fluke und Co schaffen - ich habe keine Ahnung. Kann man nachlesen: http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/1989-04.pdf Gruß Anja
Hallo Willi S., Willi S. schrieb: > Kopfzerbrechen macht mir Long Term Drift der Vref, bei Ansicht der > Angaben könnte einem übel werden. Effektiv stehen Dir als Bastler nur die LM399 oder die LTZ1000 zur Verfügung, wenn es langfristig stabil und einigermaßen temperaturstabil sein soll. Normalerweise gehört ja auch zur Angabe einer Messunsicherheit bei einem Voltmeter auch ein Zeithorizont und ein Erweiterungsfaktor k. Jan spricht nur von "1 ppm Genauigkeit" ohne Verwendung der Metrologie-typischen Terminologie. > Allerdings nimmt diese Drift im Laufe > der Monate und Jahre ab. Ob man diese Zeit durch höhere Temperatur > verkürzen könnte, Im Zweifelsfall veränderst Du bei der LTZ1000 damit die Zenerspannung und löst eine neue Langzeitdrift aus. > weiß ich nicht. Einen genaueren ADC würde ich mir noch > zutrauen, aber bei der Vref bin ich monentan ziemlich ratlos.
Hallo, wollte jetzt nur mal loswerden, daß das der beste TH seit gefühlten 2 Jahren für mich ist! Danke an Alle... Ich selbst "hample" seit Monaten an der Schaltung des Spot-Frequency-Distortion-Meter von J.L.Linsley Hood..was natürlich nicht die gleiche Baustelle ist, aber einige Probleme sind ähnlich...und ich habe hier viel mitgenommen! Gruß Rainer
Jan schrieb: > Wahrscheinlich messe ich am Ende alles, nur nicht das, was ich messen > will. Ja weisst du denn überhaupt was du messen willst ? Uns hast du es bisher nicht verraten, zuerst 50V, nun 5V, aber so genau. Wozu ? Man kann beispielsweise Widerstände genau ausmessen wollen, wenn man aus PT100 Widerstandswert die Temperatur auf Millikelvin aufgelöst erfahren will, oder in einer Pirani-Gauge die Steuerspannung, wenn man den Druck in Millibar wissen will. Alles gute Gründe für ein genaues Messgerät. Welches ist dein Grund ?
MaWin schrieb: > Ja weisst du denn überhaupt was du messen willst Was immer auch.........ich warte drau! Rainer
udok schrieb: > Der ganze Thread ist doch für die Katz. Wieso? Weil statt "der Lösung" - die es so nicht gibt - gute Gründe, wieso nicht, ausführlich erläutert wurden? Du bist aber nicht ganz einfach zu besänftigen, wenn Du mal grade solche Laune hast, hm?
Danke Anja!! Deine praktischen Erfahrungen mit Zahlen sind goldwert! Ja und http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/1989-04.pdf ist natürlich Pflichtlektüre. Sagenhaft detaillierte Infos. Das waren halt noch Zeiten damals (80er...) Hoffentlich werde ich nicht gesteinigt: Aber man muss sich vorstellen, dass dieses HP3458A in den 80ern entwickelt wurde und ich würde meinen, dass man die Sigma Delta ADC damals für langzeitstabile DC-Messungen gar nicht in Betracht ziehen konnte, höchstens für Digitalisierung Sprache/Musik. DUAL SLOPE INTEGRATION ADC, das war vorgestern auch so eine Idee von mir und bin ich relativ weit gekommen, nur der Leckstrom von Analogschaltern nervt. Wahrscheinlich muss man das auch heute noch "diskret" aufbauen, mit ausgesuchten sprich ausgemessenen Bauteilen. OPV mit 0.1ppm Linearität ist auch eine Herausforderung. Manche Aussage von HP 1989 ist inzwischen überholt, zum Beispiel dass man eine 10-20 MHz Taktung nicht mit dem MCU steuern könne sondern dafür eine spezielle Hardware entwickelt hätte. Da sieht man halt, dass fast 30 Jahre seitdem vergangen sind...
Achja: ADS1262/1263: 32-Bit ADC !! Ich konnte aber auf den über 100 Seiten Daten-"Blatt" noch nicht heraus finden, wieviele Bits vertrauenswürdig sind. Ist dieses Ding in Gebrauch ? Zu teuer wärs ja nicht.
Angehängte Dateien:
-
A34401A_Co.png
580 KB
Willi S. schrieb: > Achja: > > ADS1262/1263: 32-Bit ADC !! > > Ich konnte aber auf den über 100 Seiten Daten-"Blatt" noch > nicht heraus finden, wieviele Bits vertrauenswürdig sind. > > Ist dieses Ding in Gebrauch ? Zu teuer wärs ja nicht INL typisch 3ppm Das ist viel schlechter als z.B. ein HP 34401A von einem 3458A gar nicht erst zu reden. Anbei eine INL Messung meines 34401A gegen zwei 3458A.
Anja schrieb: >> Voltmeter mit mehr als 6-1/2 Digit sind wirklich ein Wunder der Technik, >> das ist mir jetzt durch Recherchen und Nachrechnen klar geworden. WIE es >> Fluke und Co schaffen - ich habe keine Ahnung. > > Kann man nachlesen: > http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/1989-04.pdf Alter, wie geil... Anja, vielen Dank für da Journal! (Und die anderen Hinweise) Die haben sich halt alle Schrittweise dahin entwickelt. Das Know How eben immer mitgenommen. Oder eingekauft. Beeindruckend ist es trotzdemm. Grüße Martin
Willi S. schrieb: > DUAL SLOPE INTEGRATION ADC, das war vorgestern auch so eine > Idee von mir und bin ich relativ weit gekommen, nur der > Leckstrom von Analogschaltern nervt. Wahrscheinlich muss man > das auch heute noch "diskret" aufbauen, mit ausgesuchten > sprich ausgemessenen Bauteilen. OPV mit 0.1ppm Linearität > ist auch eine Herausforderung. Ich habe ein Dana 4700, noch nicht Racal-Dana. Noch mit Nixies. Auch das hat schon Multislope. Keithley baut das wohl diskret auf, wie man hier sehen kann: https://www.youtube.com/watch?v=uvgJ2zAxgAY Grüße Martin
MULTISLOPE: (Wobei auch Dual schon mehr Multi als Single ist, kleiner Scherz..) Ich bin ja oft etwas schwer von Begriff, aber soweit ich das verstanden habe, erreicht man damit nur eine höhere Geschwindigkeit. Auf die Präzision hat es keinen Einfluss bzw nur Nachteile, denn die Fehlerquellen werden durch die mehreren Bauteile (Analogschalter und Widerstandsnetzwerke) natürlich nicht weniger. Ergo: Wenn man höheren Datendurchsatz nicht braucht, dann beschränkt man sich besser auf Dual Slope. (Spart auch einiges an Geld und Kopfschmerzen)
Willi S. schrieb: > Ich bin ja oft etwas schwer von Begriff, aber soweit ich das verstanden > habe, erreicht man damit nur eine höhere Geschwindigkeit. Auf die > Präzision hat es keinen Einfluss bzw nur Nachteile, denn die > Fehlerquellen werden durch die mehreren Bauteile (Analogschalter und > Widerstandsnetzwerke) natürlich nicht weniger. Das Problem bei DualSlope ist der Komparator und auch der Kondensator. Diese Probleme kann man mit Multislope bekämpfen. Das steht etwas detaillierter auch in dem HP Journal. Mit DualSlope kann man kein 6,5 stelliges DMM bauen.
Philipp C. schrieb: > Willi S. schrieb: >> Ich bin ja oft etwas schwer von Begriff, aber soweit ich das verstanden >> habe, erreicht man damit nur eine höhere Geschwindigkeit. Auf die >> Präzision hat es keinen Einfluss bzw nur Nachteile, denn die >> Fehlerquellen werden durch die mehreren Bauteile (Analogschalter und >> Widerstandsnetzwerke) natürlich nicht weniger. > > Das Problem bei DualSlope ist der Komparator und auch der Kondensator. > Diese Probleme kann man mit Multislope bekämpfen. Das steht etwas > detaillierter auch in dem HP Journal. > Mit DualSlope kann man kein 6,5 stelliges DMM bauen. Ooh, Danke! Da gibt es noch was besser zu verstehen.. Die Zeitdauer für Dual Slope über 6-7.. Digit ist natürlich fast unzumutbar lange, jedenfalls für ein Universal Messgerät, sowas kann man nicht vermarkten. So ist auch mir schon klar, dass man alleine deswegen nicht um Multislope herum kommt.
Willi S. schrieb: > Die Zeitdauer für Dual Slope über 6-7.. Digit ist natürlich > fast unzumutbar lange, jedenfalls für ein Universal Messgerät, > sowas kann man nicht vermarkten. So ist auch mir schon klar, > dass man alleine deswegen nicht um Multislope herum kommt. Ein Solartron 7081 braucht für 8,5 Stellen 52 Sekunden. Ich denke die Zeit ist da weniger ein Problem ;)
Philipp C. schrieb: > Willi S. schrieb: >> Ich bin ja oft etwas schwer von Begriff, aber soweit ich das verstanden >> habe, erreicht man damit nur eine höhere Geschwindigkeit. Auf die >> Präzision hat es keinen Einfluss bzw nur Nachteile, denn die >> Fehlerquellen werden durch die mehreren Bauteile (Analogschalter und >> Widerstandsnetzwerke) natürlich nicht weniger. > > Das Problem bei DualSlope ist der Komparator und auch der Kondensator. > Diese Probleme kann man mit Multislope bekämpfen. Das steht etwas > detaillierter auch in dem HP Journal. > Mit DualSlope kann man kein 6,5 stelliges DMM bauen. Ist natürlich Blödsinn, Solartron hat damit 6.5 DMM gebaut. Ist halt nicht so schnell.
Philipp C. schrieb: > Ein Solartron 7081 braucht für 8,5 Stellen 52 Sekunden. Ich denke die > Zeit ist da weniger ein Problem ;) Wenn ich die Wahl habe das auch in 2 Sekunden zu bekommen, würde ich das schon bevorzugen :)
Und was machst du mit 8.5 Stellen? Ist doch für 99.9999995% sinnlos.
udok schrieb: > Ist natürlich Blödsinn, Solartron hat damit 6.5 DMM gebaut. > Ist halt nicht so schnell. Modell? Hatte das nur einfach 6,5 Stellen oder war es auch von der Performance ansatzweise vergleichbar mit einem Keithley 2000 oder HP 34401A? Das würde ich bezweifeln. udok schrieb: > Und was machst du mit 8.5 Stellen? Ist doch für 99.9999995% sinnlos. Ich schätze den Prozentsatz derjenigen, die so etwas brauchen deutlich höher ein. Ich gehöre auch dazu (beruflich und nicht nur zum Spaß).
Ein Präzisions-Multimeter, das ein paar zehn Sekunden lang misst (und intern Mittelwerte bildet) ist die eine Sache. Die andere Sache ist die, dass das Messobjekt ensprechend stabil und rauscharm steht. Das ist höchst selten der Fall, damit macht auch hier die Mittelwertbildung Sinn. 8,5 Stellen in zwei Sekunden gibt's also schon wegen dem Messobjekt nicht wirklich. Die dritte Sache ist die, dass der (Präzisions-) Messung ein Modell zugrunde gelegt werden muss. Einen Wert ablesen und glauben passt nicht, hier muss man rechnen können. Eigentlich eine Trivialität, dass Messobjekt, Messmittel und Rechnung zueinander passen müssen. Mit Kanonen stumpf auf Spatzen macht keinen Sinn. Ein Beispiel für die Rechnung findet man hier: https://www.dakks.de/sites/default/files/dokumente/ea-4-02_m_2013_uebersetzung_angabe_messunsicherheit_k-laboratorien_20181106_v1.0.pdf Es ist jetzt nicht so, dass die DAkkS diese Dokumente plump dem Verständnis anderer aussetzt :-) Jedenfalls ist das Beispielk ab Seite 32 für Elektriker einigermaßen geniessbar.
Willi S. schrieb: > MULTISLOPE: > > (Wobei auch Dual schon mehr Multi als Single ist, kleiner Scherz..) > > Ich bin ja oft etwas schwer von Begriff, aber soweit ich das verstanden > habe, erreicht man damit nur eine höhere Geschwindigkeit. Auf die > Präzision hat es keinen Einfluss bzw nur Nachteile, denn die > Fehlerquellen werden durch die mehreren Bauteile (Analogschalter und > Widerstandsnetzwerke) natürlich nicht weniger. > > Ergo: > Wenn man höheren Datendurchsatz nicht braucht, dann beschränkt man sich > besser auf Dual Slope. (Spart auch einiges an Geld und Kopfschmerzen) Je nachdem wie man die Steuerung aufbaut, ist der Schritt vom Dual-Slope zm Multi-Slope Wandler auch nicht so groß. Rein als klassischer Dual slope tut man sich auch schwer mit mehr als 5 Stellen Auflösung. Es gibt das Datron1060 (und Abkömmlige) mit 6,5 Stellen, aber da braucht man dann Dinge wie eine Kompensation der dieletrischen Absorbtion im Kondensator und die Mittelung über mehr Wandlungen. Ein klassischer Multislope wandler ist da eher einfacher. Die Einteilung ist sowieso nicht so einfach / eindeutig: Das oben genannte Solartron 7071 würde ich nicht als Dual-slope bezeichnen. Das geht mehr in Richtung Sigma-Delta, ähnlich wie einige modernere DMMs.
udok schrieb: > Und was machst du mit 8.5 Stellen? Ist doch für 99.9999995 % > sinnlos. Schön gewählt die Zahl. Du schätzt den Bedarf bei der aktuellen Bevölkerung von 7,6 Megamenschen (lt. Wikipedia) also auf knapp unter 40 Anwender ein? Kleiner Spaß :)
Angehängte Dateien:
-
wandler.png
32 KB
Lurchi schrieb: > Es gibt > das Datron1060 (und Abkömmlige) mit 6,5 Stellen Das Datron 1060 kenne ich nicht und habe dazu auf die schnelle auch kein Manual gefunden. Ein Datron 1071 habe ich vor einigen Jahren mal repariert. Das nutzt Mutlislope (siehe Bild). Ein 1061 habe ich auch noch auf dem Stapel der Geräte die gerne repariert werden wollen. Ich meine das es sich aber im Prinzip kaum vom 1071 unterscheidet. Das Beispiel mit dem Solartron 7081/71 war nur bezogen auf die Messdauer. Das 7081/7071 rauscht zudem noch sehr stark. Edit: Gerade mal nachgesehen, der AD im 1061 arbeitet genauso wie im 1071. Gab es denn auch mal ein 1060?
:
Bearbeitet durch User
ths schrieb: > Ein Präzisions-Multimeter, das ein paar zehn Sekunden lang misst (und > intern Mittelwerte bildet) ist die eine Sache. > > Die andere Sache ist die, dass das Messobjekt ensprechend stabil und > rauscharm steht. Das ist höchst selten der Fall, damit macht auch hier > die Mittelwertbildung Sinn. 8,5 Stellen in zwei Sekunden gibt's also > schon wegen dem Messobjekt nicht wirklich. Das ist schon richtig. Bei Kalibrierungen kann man da auch noch einiges machen. Wenn ich normale Prüfungen mache ist das dann nicht mehr so einfach. Denkt mal eine Messreihe bei einer zerstörenden Prüfung. Klar hier reichen dann auch Unsicherheiten, die sich in Prozent sinnvoll angeben lassen. Also sehr weit von 8,5 stellen weg. Aber auch hier, wenn ich z. B. eine Erwärmung oder andere relativ langsame Ladekurven, Drifts etc. ermitteln möchte bin ich froh, wenn der ADC in möglichst kurzer Zeit eine ausreichend hohe Auflösung schafft. Besonders, wenn dann noch jemand auf die Idee kommt, mann müsse die Temperatur an 100 oder sonstwiviel Punkten kennen. Da macht es sich schon bemerkbar ob ein ADC 5 oder 10 mal schneller ist als ein anderer (für vergleichbare Auflösung). Grüße Martin
ths schrieb: > Eigentlich eine Trivialität, dass Messobjekt, Messmittel und Rechnung > zueinander passen müssen. Mit Kanonen stumpf auf Spatzen macht keinen > Sinn. > > Ein Beispiel für die Rechnung findet man hier: > > https://www.dakks.de/sites/default/files/dokumente/ea-4-02_m_2013_uebersetzung_angabe_messunsicherheit_k-laboratorien_20181106_v1.0.pdf > > Es ist jetzt nicht so, dass die DAkkS diese Dokumente plump dem > Verständnis anderer aussetzt :-) Ja. Das Dokument ist ganz Hilfreich. Wer noch ein bisschen tiefer einsteigen möchte kann sich den kompletten GUM mal ansehen. https://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf Dazu gibt es noch ein paar weitere Dokumente. Die Einführung dazu gibt es auch von der DAkkS in deutscher Übersetzung. Der Knackpunkt ist eigentlich meistens die Einflussparameter zu identifizieren und zu bewerten. Grüße Martin
Philipp C. schrieb: > Lurchi schrieb: >> Es gibt >> das Datron1060 (und Abkömmlige) mit 6,5 Stellen > > Das Datron 1060 kenne ich nicht und habe dazu auf die schnelle auch kein > Manual gefunden. Ich meinte das Datron 1061/1062. Bei der Frage Dual-slope/ multi-slope ist halt die Frage der Definition: Es sind 2 Schritte vom einfachen Dual Slope Wandler zum klassischen Multislope Wandler: einmal mehr Referenzstufen für das Entladen zurück zur Null. Davon unabhängig das Überlappen von Signalintegration und Feedback durch die grobe Referenz. Die feine Stufe beim entladen hilft für mehr Auflösung. Das Feedback schon beim Integrieren hilft gegen den Fehler durch dielektrische Absorption und reduziert das Rauschen und reduziert die verlorene Zeit. Daneben gibt es dann die kontinuierlichen Wandler wie das Solartron als altes Beispiel und das HP34401 als modernere Fälle. Diese kann man ggf. auch als SD Wandler interpretieren.
Habe den Thread mit Interesse verfolgt und wieder einiges dazugelernt. Vielen Dank dafür! Wenn ich tatsächlich Mikrovolt mit einer relativen Genauigeit von ca 0,5% messen muß, greife ich auf ein altes Analoginstrument zurück - einen vorhandenen Kompensationsschreiber. Die waren früher an jedem Gaschromatografen und anderen Chemielaborgeräten als Ausgabegerät üblich. Kleinster Meßbereich 1 mV über die volle Papierbreite, 1 Skalenteil ist also 10 µV. Für die meisten Zwecke genügt das, ein Thermoelement kann z.B. direkt angeschlossen und ein Temperaturverlauf registriert werden. Praktisch ist es noch, wenn ein Skalenoffset eingestellt werden kann. Die kommerziellen Geräte waren immer überlastsicher. Ist heute "vergessene" Technik, gibt es manchmal bei ebay und ist aber trotz Alter schnell angeschlossen sehr praktisch. Gruß - Werner
Ich habe vor vielen Jahren einen alten Gaschromatografen aufgeschraubt, drin waren Wärmeleitungsdetektoren in Wheatstone-Schaltung und ein Differenzverstärker. Was mich zum Verstärker für Wheatstonebrücken bringt, hier sind 10 mV Messbereich nicht selten mit einer Auflösung von 200 000 Digit gepaart, das entspricht 50 nV pro Digit. Einiges Exemplare lösen noch höher auf. Das ist natürlich schwach - die ursprüngliche Anforderung hier waren 50 000 000 Digit.
ths schrieb: > Die ursprüngliche Anforderung hier waren 50 000 000 Digit. Nun, ein 24Bit Wandler schafft doch schon 16 000 000 Digit. Fehlen nur noch 2 Bit. Aber wie schon weiter oben gesagt: Es gibt einen Riesenunterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit.
Hallo ths und Harald W., Harald W. schrieb: > ths schrieb: > >> Die ursprüngliche Anforderung hier waren 50 000 000 Digit. > > Nun, ein 24Bit Wandler schafft doch schon 16 000 000 Digit. Fehlen > nur noch 2 Bit. Aber wie schon weiter oben gesagt: Es gibt einen > Riesenunterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit. bevor das Zitat sich weiter fortpflanzt: 2^24 = ca 16 Mio. Counts log10( 2^24) = log10(2) *24 = ~0,3 * 24 =7,2 Digits
:
Bearbeitet durch User
Peter M. schrieb: >>> Die ursprüngliche Anforderung hier waren 50 000 000 Digit. >> >> Nun, ein 24Bit Wandler schafft doch schon 16 000 000 Digit. Fehlen >> nur noch 2 Bit. Aber wie schon weiter oben gesagt: Es gibt einen >> Riesenunterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit. > > bevor das Zitat sich weiter fortpflanzt: > > 2^24 = ca 16 Mio. *Counts* > > log10( 2^24) = log10(2) *24 = ~0,3 * 24 =7,2 *Digits* Ich habe die ursprüngliche Anforderung des TEs nicht noch einmal angesehen, aber wenn man Digit gleich Anzeigestelle setzt, wäre das ein Meßinstrument mit 50000 Anzeigestellen. Sowas dürfte sich recht schwierig ablesen lassen und würde wohl nicht mehr auf einen üblichen Labortisch passen. :-)
Würde man in einem deutschen Forum einfach bei Deutsch bleiben, dann ergäbe sich diese Diskussion gar nicht erst ;) Stellen und Schritte ist doch recht eindeutig
:
Bearbeitet durch User
MaWin schrieb: > Welches ist dein Grund ? Immer noch keine Antwort von Jan wozu er denn nun so ein Messgerät angeblich braucht. Meine Schlussfolgerung: Er braucht es überhaupt nicht. Er meint nur es wäre schon ein 7-stelliges Messgerät für 20 EUR zu haben und versteht nicht wieso die sonst jenseits der 1000 EUR kosten. Soll er doch einen Zufallsgenerator bauen, hat er auch 7 Stellen und ist wirklich für 20 EUR aufbaubar.
Peter M. schrieb: > ... > log10( 2^24) = log10(2) *24 = ~0,3 * 24 =7,2 *Digits* Hey, Danke !!! Endlich mal genau statt Resthirnjogging mit Irrtümern...
MaWin schrieb: > MaWin schrieb: >> Welches ist dein Grund ? > > Immer noch keine Antwort von Jan wozu er denn nun so ein Messgerät > angeblich braucht. > > Meine Schlussfolgerung: Er braucht es überhaupt nicht. > > Er meint nur es wäre schon ein 7-stelliges Messgerät für 20 EUR zu haben > und versteht nicht wieso die sonst jenseits der 1000 EUR kosten. > > Soll er doch einen Zufallsgenerator bauen, hat er auch 7 Stellen und ist > wirklich für 20 EUR aufbaubar. Ich habe die letzte Meldung vom TO Jan so verstanden, dass für ihn der Thread beendet ist und er sich evtl Weihnachten wieder meldet, wenn er seinem Aufbau wenigstens auf 30ppm vertrauen kann. Wir andere diskutieren halt weiter und waren ja wirklich phänomenal nützliche Infos dabei. Aber mit Jan hat das nix mehr zu tun. Am Konversationsstil solltest du noch etwas feilen !! An den Haaren herbei gezogene Unterstellungen zum Blödhinstellen anderer ist nicht die feine Art.
Hallo Philipp C., Philipp C. schrieb: > Würde man in einem deutschen Forum einfach bei Deutsch bleiben, dann > ergäbe sich diese Diskussion gar nicht erst ;) > > Stellen und Schritte ist doch recht eindeutig Hast' Recht! Bin ja ein großer Freund der deutschen Sprache. 7,2 Stellen und 16 Mio. Schritte.
Falk B. schrieb: > Jan schrieb: > >> ich wollte mir ein platzsparendes Voltmeter bauen, welches am Eingang >> 50V DC verträgt. Die Auflösung sollte 1uV sein. Die Genauigkeit +-5uV. >> Dass sowas eine Herausforderung ist, ist mir natürlich bewusst. > > Sowas gibt es fertig für wenig Geld. Selber bauen wird deutlich teurer. > Der einzige SInn wäre der Spaß am Basteln. 0.1ppm Linearität heißt schon fast zwangsläufig HP 3458a, Fluke 8508a oder Keithley 2002 und selbst die haben nicht die geforderte Genauigkeit (Messunsicherheiten im Bereich einiger ppm pro Jahr, kurzzeitig auch deutlich weniger). Dazu noch ein paar 732b/c (ohne weiteres auch erst mal "nur" im Bereich von ppm pro Jahr, also eher ein Josephson-Spannungsnormal mit "etwas" Beiwerk in Form von einigen 732), ein KVD könnte auch ganz nützlich sein und ein temperiertes Labor mit div. Extras ebenso. Nette Definition von "fertig für wenig Geld" ;) Jan schrieb: > Ich habe deshalb meine Anforderungen runtergeschraubt auf: > > Messbereich 0-5V > Genauigkeit 5uV "Nur" noch 1 ppm Genauigkeit... über welchen Zeitraum, wäre nett zu wissen. Ansonsten: Siehe oben. > Auflösung 1uV Kein Problem. Um mal eine kleine Vorstellung von den Kosten zu bekommen: Die DMMs von oben liegen alle im Bereich >= 10 k€, Werkskalibrierung jährlich min 1 k€ (da wäre min. ein weiteres DMM für die Zwischenzeit ganz nett), dazu einige 732b/c für ~10 k€ pro Stück, wenn man die Werkskalibrierung inkl. Charakterisierung der 90 Tage Drift mit kauft (Kalibrierung, je nach Anforderungen >= 1 k€) Willi S. schrieb: > Der TO dürfte es also mit seinem Vorhaben schaffen, wenn er nochmal um > Faktor 5 zurück schraubt. Auflösung nur 5uV statt 1 uV. Auch mit > längerer Integration wird es nur stabiler, aber nicht genauer. Auflösung ist nicht das Hauptproblem. Das geht's noch deutlich besser. > Bestenfalls sind vom 24-Bit LTC2400 nur 20-Bit stabil. C't tut so als > wenn sie es heraus gefunden hätten, dabei steht es schwarz auf weiß im > Datenblatt. Übrigens auch bei ähnlichen ADC von Analog Devices. Auflösung: LTC2508, AD7177, ADS1262/3, ADS1281/2/3/4, LTC244x und viele andere 24-Bit ADCs wie AD7190, AD7124, AD7172, ADS1248, MAX11254, ISL > Kopfzerbrechen macht mir Long Term Drift der Vref, bei Ansicht der > Angaben könnte einem übel werden. Allerdings nimmt diese Drift im Laufe > der Monate und Jahre ab. Ob man diese Zeit durch höhere Temperatur > verkürzen könnte, weiß ich nicht. Im schon erwähnten Forum (s.u.) suchen > Einen genaueren ADC würde ich mir noch > zutrauen, aber bei der Vref bin ich monentan ziemlich ratlos. Weil es bei den Referenzen seit der LM399 und der LTZ1000 in den letzten 30 Jahren nichts besseres gibt. Mit etwas Schaltung vor dem ADC reicht für die normale Messung auch etwas wie die rauscharme LTC6655 von oben und die LM/LTZ läuft nur nebenher zur Kalibrierung. > Voltmeter mit mehr als 6-1/2 Digit sind wirklich ein Wunder der Technik, > das ist mir jetzt durch Recherchen und Nachrechnen klar geworden. WIE es > Fluke und Co schaffen - ich habe keine Ahnung. Vom 3458a bspw. gibt's die Schaltpläne ;) Viel Wissen findet sich dazu ebenso im schon genannten Forum. > p.s. > Mich interessiert das Ganze nur rein theoretisch, ich weiß gar nicht > mehr, ob einer der Lötkolben überhaupt noch warm wird... http://eevblog.com/forum/metrology/ auch immer wieder gern genannt für den Anfang: Keitleys Low Level Measurements Handbook - 7th Edition https://download.tek.com/document/LowLevelHandbook_7Ed.pdf Willi S. schrieb: > Achja: > > ADS1262/1263: 32-Bit ADC !! > > Ich konnte aber auf den über 100 Seiten Daten-"Blatt" noch > nicht heraus finden, wieviele Bits vertrauenswürdig sind. Die Angaben zum Rauschen passen ziemlich gut (der Rest drumrum sollte aber auch entsprechend sein). Linearität wäre eine anderer Baustelle (nicht nur bei diesen ADCs), da sind andere wie die LTC240x, LTC244x oder LTC250x besser bzw. einfacher zu linearisieren. Test-/Korrekturverfahren der Linearität bzw. passende Paper finden sich im Thread Beitrag "ADC PRI 5610" > Ist dieses Ding in Gebrauch? Ja, hier ;) Falls wer diesen ADC nutzen will und keine (zusätzlichen) grauen Haare bei Verwendung des Single-Shot-Modus bekommen möchte: Es gibt einen Workaround http://e2e.ti.com/support/data-converters/f/73/t/531007 (nein, Errata gibt's bei TI für diese Bauteile nicht "Currently, TI only does Erratas for microcontrollers and processors") Willi S. schrieb: > Ich bin ja oft etwas schwer von Begriff, aber soweit ich das verstanden > habe, erreicht man damit nur eine höhere Geschwindigkeit. Auf die > Präzision hat es keinen Einfluss bzw nur Nachteile, denn die > Fehlerquellen werden durch die mehreren Bauteile (Analogschalter und > Widerstandsnetzwerke) natürlich nicht weniger. Mal bei Prema vorbeischauen/deren Patente ansehen (dürften z.T. auch schon ausgelaufen sein). Stichwort: PRI 5610, Link oben
:
Bearbeitet durch User
Wenn es um Multislope ADCs geht, ist sicherlich auch ein Blick auf diesen aktuellen Thread interessant: http://www.eevblog.com/forum/projects/multislope-design/ -branadic-
Angehängte Dateien:
-
IMG_4362.JPG
220 KB
Jan schrieb: > Von der Grösse her: Ich dachte an winzig. Also 8x10cm Seitenlänge mit 2 > Euro OLED von Aliexpress und LiFePo Stromversorgung. Alternativ 9V Block > mit LDO. Ahja, das erinnert mich an mein Bastelobjekt von 1974: Akkutester für Varta DEAC-Zellen (Modellflugzeuge). Foto nur so zur praktischen Einschätzung der Baugröße. Dem "Batterie"-Betrieb entehme ich, dass das Voltmeter nicht nur bei 23-24°C messen soll und auch nicht 7/24 eingeschaltet sein wird. Ahja...
Philipp C. schrieb: > Anja schrieb: >> Ist das eine Referenz nach TIN oder nach Dr. Frank? Nach etwas Netzsuche habe ich die beiden Namensgeber gefunden. > Die Referenz orientiert sich an Deiner Schaltung. War das von einem der beiden oben genannten? Oder ist das was anderes? Ich frage deshalb, weil ich mir fürs neue Multimeter auch gerne interessehalber eine selbstgebaute Referenz auf LTZ1000-Basis ins Regal stellen würde. Philipp hat mich ja bei der Multimetersuche betreut, Danke nochmal. Ist auf ein paar Umwegen dann doch ein 34470A geworden. Die Baugruppe für die das Multimeter angeschafft wurde steht mittlerweile hier. Genaue Daten ergeben sich noch im Laufe der Firmwareentwicklung/Inbetriebnahme, aber zumindest vom Rauschteppich her sind sich Multimeter und ADC im Bereich um die 5V einig.
Marcus H. schrieb: >> Die Referenz orientiert sich an Deiner Schaltung. > > War das von einem der beiden oben genannten? Oder ist das was anderes? Mit "Deiner" war Anja gemeint. Das geht dann eher in Richtung von Dr. Frank. Zur LTZ1000 gibt es auch sehr viel im EEVBlog zu lesen. Marcus H. schrieb: > Ist auf ein paar Umwegen dann doch ein 34470A geworden. Für das 34470A gibt es übrigens neue Firmware, welche die DIG Option freischaltet, falls Du das nicht schon hast. Ich hab Deine Anwendung leider momentan nicht mehr vor Augen.
Philipp C. schrieb: > Marcus H. schrieb: >>> Die Referenz orientiert sich an Deiner Schaltung. >> >> War das von einem der beiden oben genannten? Oder ist das was anderes? > > Mit "Deiner" war Anja gemeint. Das geht dann eher in Richtung von Dr. > Frank. Zur LTZ1000 gibt es auch sehr viel im EEVBlog zu lesen. Danke! Das ist der Hammer, was sich da im Netz tut. > Marcus H. schrieb: >> Ist auf ein paar Umwegen dann doch ein 34470A geworden. ... > Ich hab Deine Anwendung leider momentan nicht mehr vor Augen. Mehr als "Strom und Spannungsmessung" kann ich im Moment leider noch nicht sagen. Nach Zulassung und Markteinführung hat der Kunde sicher nichts gegen weitere Info, die ich dann auch auf meine Website stellen werde. >Für das 34470A gibt es übrigens neue Firmware, welche die DIG Option >freischaltet, falls Du das nicht schon hast. Wow, Spitzentipp! Der Verkäufer hatte was angedeutet, aber dass das so schnell geht. https://www.keysight.com/main/software.jspx?ckey=2367633&id=2367633&nid=-11143.0.00&lc=ger&cc=DE
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte 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
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.