Spannung und Strom beim Standby messen

[Nico W. (nico_w)]

Hallo zusammen,

ich möchte von einem Gerät den Standby-Strom und die Spannung über die 
Laufzeit aufnehmen (Batterie-Anwendung). Die Spannung liegt dabei ca. 
bei 10V und der Strom <200µA.

Dazu habe ich ein PicoLog[1] und einen µCurrent Gold[2,3].

Wie messe ich jetzt nur geschickt ohne die Batterie zusätzlich zu 
belasten?
Meinen jetzigen Aufbau habe ich wie im Bild angeschlossen.

Zwischen M1 und M2 habe ich ein DMM (Brymen BM869s) angeschlossen um den 
Strom zu messen, den meine Spannungsmessung benötigt. Hier lese ich ca. 
780µA. Die Strommessung über den µCurrent ergibt ca. 120µA. Die 
Belastung durch die Spannungsmessung hat also einen erheblichen Einfluss 
auf die Laufzeit.

Ziel ist es, ohne die Batterie stark zu belasten, den Strom und die 
Spannung zu messen. Wobei maximal 5% Abweichung erträglich wären (je 
nach Aufwand).

[1] 
https://www.picotech.com/data-logger/adc-20-adc-24/precision-data-acquisition
[2] https://www.eevblog.com/projects/ucurrent/
[3] http://www.eevblog.com/files/uCurrentRev5schematic.pdf

PS: Sorry für das kleine Bild. Update dazu kommt gleich.
PPS: So nun auch mit größerem Bild.

[HildeK (Gast)]

Nico W. schrieb:
> Zwischen M1 und M2 habe ich ein DMM (Brymen BM869s) angeschlossen um den
> Strom zu messen, den meine Spannungsmessung benötigt. Hier lese ich ca.
> 780µA. Die Strommessung über den µCurrent ergibt ca. 120µA. Die
> Belastung durch die Spannungsmessung hat also einen erheblichen Einfluss
> auf die Laufzeit.

Der Strom fließt durch die beiden Widerstände 2k7 und 10k8. Passt gut zu 
den 10V der Batterie.
Wozu brauchst du die denn? Dein PicoLog hat offenbar einen 
Eingangswiderstand von 1MΩ und kann 2.5V messen. Mit dem Spannungsteiler 
bietest du ihm bei 10V jedoch schon mal 8V an. Ist eh zu viel. Wenn du 
auf 2V teilen willst, dann müssten die Widerstände vertauscht sein.
Du kannst auch einen Spannungsteiler mit dem spezifizierten 
Innenwiderstand des PicoLog-Eingangs machen: Einfach 4.0MegΩ statt den 
2k7 nehmen und den 10k8 natürlich weglassen. Schon beträgt der 
Eingangsstrom nur noch 2µA. Das macht jedes Multimeter so.
Wenn das noch immer zu viel ist: dann muss ein OPA als Spannungsfolger 
geschaltet, her. An dessen Ausgang kannst du dann auch mit kleinen 
Widerstandswerten den Teiler aufbauen. Mit dem richtigen OPA bist du 
dann im nA-Bereich als Laststrom.

[Nico W. (nico_w)]

HildeK schrieb:
> Wenn du
> auf 2V teilen willst, dann müssten die Widerstände vertauscht sein.

Facepalm Ja klar. Ist auch aktuell so verbaut.

HildeK schrieb:
> Einfach 4.0MegΩ statt den
> 2k7 nehmen und den 10k8 natürlich weglassen. Schon beträgt der
> Eingangsstrom nur noch 2µA. Das macht jedes Multimeter so.

Auf die Idee bin ich zwischendurch auch gekommen. Ist das kein Problem 
da so hochohmig ranzugehen? Mit 2µA könnte ich in der tat leben. Ist vor 
allem mit meinen jetzigen Hausmitteln machbar. Das mit dem OPA muss ich 
mir mal später genauer ansehen.

[HildeK (Gast)]

Nico W. schrieb:
> Ist das kein Problem da so hochohmig ranzugehen?
Das ist von Weitem nicht zu sagen, ich mag das eigentlich auch nicht so 
gerne.
Man könnte aber am Messgeräteeingang auch einen Kondensator verwenden, 
der Einstreuungen reduziert und natürlich den Vorwiderstand ganz nahe am 
Messgerät anbringen.
Die Variante funktioniert nur brauchbar, wenn die spezifizierten 1MΩ am 
PicoLog auch stabil und ausreichend genau sind.

[Nico W. (nico_w)]

HildeK schrieb:
> Die Variante funktioniert nur brauchbar, wenn die spezifizierten 1MΩ am
> PicoLog auch stabil und ausreichend genau sind.

Jetzt noch kurz meine Erkenntnisse. Die 1MOhm sind relativ stabil. Diese 
ändern sich allerdings um ein paar 10k bis 100k je nachdem wie viele 
Eingänge aktiv sind.

Ist aber relativ unkritisch in meinem Falle. Ich habe das einmal mit 
einem Multi abgeglichen. Ist bei mir jetzt auch keine Raketenforschung 
wo es auf 0,01% drauf ankommt. Hab jetzt bei mir 3,9MOhm und 220nF 
angeschlossen. Bei zwei Kanälen aktiv habe ich einen Faktor for ~5,3. 
Nach zwei Tagen messen liegt die Spannung jetzt bei 8,9V am Picolog 
(Faktor 5.3) und 9V am DMM.

Besten Dank.

[Harald W. (wilhelms)]

Nico W. schrieb:

> ich möchte von einem Gerät den Standby-Strom und die Spannung über die
> Laufzeit aufnehmen (Batterie-Anwendung). Die Spannung liegt dabei ca.
> bei 10V und der Strom <200µA.

Eigentlich reichen da zwei Multimeter, eines für die Spannung
un eines für den Strom. Hat man MMs mit Datenausgang, kann man
den Verlauf von beiden über die Zeit aufnehmen und später ver-
knüpfen. Die Verwendung eines µCurrent ist m.E. bei Ub=10V
übertrieben.

[Nico W. (nico_w)]

Und wenn du über mehrere Tage Loggen willst, weshalb ich das hier nutze?

Ein DMM mit Datenausgang habe ich. Habe aber keine Idee ob davon zwei 
parallel am Rechner laufen.

[Harald W. (wilhelms)]

Nico W. schrieb:

> Ein DMM mit Datenausgang habe ich. Habe aber keine Idee ob davon zwei
> parallel am Rechner laufen.

Dann schau doch mal in die Bedienungsanleitung.

[Nico W. (nico_w)]

Wozu? Ich habe nur ein DMM mit der Möglichkeit diese mit einem PC zu 
verbinden und außerdem läuft meine Aufzeichnung schon seit ein paar 
Tagen.


Zudem benötige ich mein DMM auch zwischendurch für andere Sachen und 
kann es nicht für mehrere Wochen für solche Auszeichnungen entbehren.