Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 4 Leiter Messung mehrerer Widerstände


von Karlo (Gast)


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Hallo

Es gibt ja digitale Multimeter die eine 4 Leiter Messung unterstützen. 
Meine Frage ist: ist der Ausgangsstrom immer fix oder regelt der sich je 
nach Widerstand ein?

Ich frage desshalb da ich überlege ob es Sinn macht mehrere Widerstände 
in einer Daisy chain zu messen, ich stelle mir das wie folgt vor:

Alle Widerstände sind in Reihe geschaltet. Am Anfang und am Ende der 
Serie werden die Strom klemmen angeschlossen. Vor und nach jedem 
Widerstand werden die Probes für die Spannungsmessung angeschlossen.
Kann das so richtig und ohne Nachteile gegenüber der 4 Leiter messung 
von einzel Widerstände funktionieren?

Falls der Strom fix ist dann sage ich definitiv ja, es sei denn dass die 
Widerstandswerte unter sich zu viel variieren und sich somit ein Fehler 
einschleicht.

Gespannt auf eure Gedanken

Danke

von Jörg R. (solar77)


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Karlo schrieb:
> Alle Widerstände sind in Reihe geschaltet.

In welcher Größenordnung bewegen sich die Widerstände? Eine 
4-Leiter-Messung macht nur bei kleinen Widerständen Sinn.


Karlo schrieb:
> Alle Widerstände sind in Reihe geschaltet.

Und wie passt das zu Daisy Chain?

Zeige doch mal das Schaltbild...eine Bitte zum x-ten mal;-(


Karlo schrieb:
> Es gibt ja digitale Multimeter die eine 4 Leiter Messung unterstützen.

Kenne ich nur bei Tischmultimetern. Oder halt ein eigenständiges 
Milliohmmeter. Handmultimeter die das können kenne ich nicht, auch keine 
hochpreisigen.


Karlo schrieb:
> Am Anfang und am Ende der
> Serie werden die Strom klemmen angeschlossen. Vor und nach jedem
> Widerstand werden die Probes für die Spannungsmessung angeschlossen.
> Kann das so richtig und ohne Nachteile gegenüber der 4 Leiter messung
> von einzel Widerstände funktionieren?

Das geht auch mit einer KSQ und einem „normalen“ DMM.

Im Grunde reicht zu wissen welcher Strom fließt...und URI.

: Bearbeitet durch User
von Horst S. (petawatt)


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Verstehe die Frage nicht. Bei einem mir bekannten älteren Mikroohmmeter 
für die Widerstandsmessung an Hochspannungsschaltgeräten wird ein 
geeigneter Strom von z.B. 100A eingestellt, und anschließend werden die 
Spannungsfälle an den einzelnen Abschnitten im Stromkreis gemessen. 
Warum sollte sich dabei der Messstrom ändern? Natürlich müssen die hier 
genannten 100A für jedes Schaltgerät neu eingeregelt werden. Das ist 
aber doch kein Problem. Sicherlich gibt es auch Geräte die den Strom 
automatisch konstant halten.
Grüße von petawatt

von Egon D. (Gast)


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Horst S. schrieb:

> Verstehe die Frage nicht.

Nun ja... nicht alle (Mess-)Geräte arbeiten zwingend
mit Konstantstrom.

von Egon D. (Gast)


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Karlo schrieb:

> Es gibt ja digitale Multimeter die eine 4 Leiter
> Messung unterstützen. Meine Frage ist: ist der
> Ausgangsstrom immer fix oder regelt der sich je
> nach Widerstand ein?

Blind darauf verlassen würde ich mich nicht.

Handmultimeter messen oft ratiometrisch, da muss der
Strom also nicht konstant sein. (Allerdings kenne ich
kein Handmultimeter mit Vier-Leiter-Messung.)

Bei stationären RLC-Metern gibt es m.W. auch welche,
die mit Konstantspannung messen; dazu sollte sich
was im Handbuch finden lassen.

Hintergrund dessen ist, dass bei bestimmten Anwendungen
die DK von der Spannung (Feldstärke) abhängt. Wenn man
hier mit Konstantstrom misst, misst man Fahrkarten,
weil man die Feldstärke nicht kennt, die sich einstellt.


> Alle Widerstände sind in Reihe geschaltet. Am Anfang
> und am Ende der Serie werden die Strom klemmen
> angeschlossen. Vor und nach jedem Widerstand werden
> die Probes für die Spannungsmessung angeschlossen.

Ja -- rein technisch funktioniert das. Voraussetzung
ist natürlich -- wie Du schon richtig erkannt hast --
Konstantstrombetrieb.

von Lurchi (Gast)


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Viele moderne Tischmultimeter arbeiten mit konstantem Strom, aber nicht 
alle. Die schon älteren Keithley 19x nutzen einen internen ref. 
Widerstand in Reihe und der Strom ändert sich je nach Widerstand.

Oft ist die maximal erlaubte Spannung zwischen dem drive und sense 
Buchsen begrenzt. Teils dürfen es nicht mehr als etwa 0.5 V werden ohne 
dass die Genauigkeit leidet. Für kleine Widerstände mag es damit in 
Reihe noch gehen, bei großen eher nicht mehr.

von Horst S. (petawatt)


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Egon D. schrieb:
> Nun ja... nicht alle (Mess-)Geräte arbeiten zwingend
> mit Konstantstrom.

Wenn der Strom nicht konstant ist, dann muss halt zu jeder 
Spannungsmessung auch der Strom gemessen werden. URI ist ja bekannt.
Hier der Link zu dem von mir angesprochenen Messgerät:
http://userequip.com/files/specs/6744/MOM200A_DS_EN_V01.pdf
Wenn der TO sein Problem nicht genau schildert, dann kann ihm hier 
keiner helfen.
Grüße von petawatt

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Karlo,

Karlo schrieb:
> Hallo
>
> Es gibt ja digitale Multimeter die eine 4 Leiter Messung unterstützen.
> Meine Frage ist: ist der Ausgangsstrom immer fix oder regelt der sich je
> nach Widerstand ein?

Bei Multimetern, die auch 4-Leiter-Messungen unterstützen findest Du die 
Information im herunterladbaren Handbuch. Beim 34401A wird z.B. mit 
Konstantstrom gemessen.

>
> Ich frage desshalb da ich überlege ob es Sinn macht mehrere Widerstände
> in einer Daisy chain zu messen, ich stelle mir das wie folgt vor:
>
> Alle Widerstände sind in Reihe geschaltet. Am Anfang und am Ende der
> Serie werden die Strom klemmen angeschlossen. Vor und nach jedem
> Widerstand werden die Probes für die Spannungsmessung angeschlossen.
> Kann das so richtig und ohne Nachteile gegenüber der 4 Leiter messung
> von einzel Widerstände funktionieren?
>
> Falls der Strom fix ist dann sage ich definitiv ja, es sei denn dass die
> Widerstandswerte unter sich zu viel variieren und sich somit ein Fehler
> einschleicht.

Wer Widerstände in Vierleitermesstechnik misst, erwartet typischerweise 
eine dadurch reduzierte Messunsicherheit.
Bei manueller Bereichswahl bestimmt der größte Widerstand in der Kette 
den Messbereich. Bei 100kOhm und 100 Ohm in Reihe wächst dann die 
Messunsicherheit für 100 Ohm um den Faktor 1000.

von Udo S. (urschmitt)


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Karlo schrieb:
> Ich frage desshalb da ich überlege ob es Sinn macht mehrere Widerstände
> in einer Daisy chain zu messen

Was sparst du da gegenüber der Einzelmessung?

Um welches konkrete Problem geht es und welches konkrete Messgerät 
willst du benutzen?

Wenn du belastbare Aussagen willst, musst du erst Fakten liefern.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Prinzip der 4-Draht Messung wurde aber verstanden ?

Es geht darum einen (1)Stromkreis zu haben, mit unbekanntem 
Spannungsabfall an den stromfuehrenden Kabeln. Die Spannung ueber dem 
Widerstand wird aber stromlos gemessen.
Bedeutet du kannst 100 Widerstaende in Serie haben, solange du jeden 
einzeln stromlos messen kannst... zB mit analogschaltern, genuegt dir 
ein einzelner Referenzwiderstand.

: Bearbeitet durch User
von Egon D. (Gast)


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Joggel E. schrieb:

> Das Prinzip der 4-Draht Messung wurde aber verstanden ?
>
> Es geht darum einen (1)Stromkreis zu haben, mit
> unbekanntem Spannungsabfall an den stromfuehrenden
> Kabeln. Die Spannung ueber dem Widerstand wird aber
> stromlos gemessen.

Und?!

Der zu messende Widerstand kann problemlos aus mehreren
Teilwiderständen bestehen, die in Reihe geschaltet sind.
Das ändert nichts am Prinzip.

von Karlo (Gast)


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Danke für die bisherigen Antworten.
Es geht um sagen wir grob überschlagen 20 Widerstände zwischen 5 und 5k 
Ohm.

Der vorteil wäre dass ich mir jede menge (Strom)-leitungen sparen würde.
Hintergrund ist dass diese Widerstände in einer geschlossenen heißen 
Umgebung betrieben werden. Da die Kabel von außen und in diese 
geschlossene Umgebung einen Temperaturgradienten erfahren, bin ich der 
Meinung dass eine vier Leiter Messung besser geeignet ist.

Ich wollte einen Tischmultimeter einsetzen.

von Egon D. (Gast)


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Karlo schrieb:

> Danke für die bisherigen Antworten.
> Es geht um sagen wir grob überschlagen 20 Widerstände
> zwischen 5 und 5k Ohm.
> [...]
> Ich wollte einen Tischmultimeter einsetzen.

Das wird mit EINER langen Kette an EINEM Multimeter
wohl nicht funktionieren.

Nimm einfach ZWEI Multimeter, miss Strom und Spannung
separat, und dividiere erst bei der Auswertung.

von Karlo (Gast)


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Warum genau? Wird der Fehler zu groß weil es sein kann dass der Tisch 
Multimeter den Strom variiert?

Du meinst wohl dann die Kette mit einer externen Quelle zu betreiben?

von Teo D. (teoderix)


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Karlo schrieb:
> Danke für die bisherigen Antworten.
> Es geht um sagen wir grob überschlagen 20 Widerstände zwischen 5 und 5k
> Ohm.
>
> Der vorteil wäre dass ich mir jede menge (Strom)-leitungen sparen würde.
> Hintergrund ist dass diese Widerstände in einer geschlossenen heißen
> Umgebung betrieben werden. Da die Kabel von außen und in diese
> geschlossene Umgebung einen Temperaturgradienten erfahren, bin ich der
> Meinung dass eine vier Leiter Messung besser geeignet ist.

Das ist nichts als gequirlte Scheiße! Geh und verarsche andere!

von Egon D. (Gast)


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Karlo schrieb:

> Warum genau?

Naja, fertige RLC-Meter sind i.d.R. nicht darauf
eingerichtet, dass die "Zuleitung" einen Widerstand
von mehreren Kiloohm hat.


> Wird der Fehler zu groß weil es sein kann dass
> der Tisch Multimeter den Strom variiert?

Die im Multimeter eingebaute Stromquelle kann halt
nur eine bestimmte Maximalspannung liefern. Was
passiert, wenn diese überschritten wird, weil die
"Zuleitungswiderstände" so riesig werden, kann ich
nicht vorhersagen.
Kaputtgehen wird das Gerät nicht -- entweder, es misst
gar nicht, oder es misst falsch, oder es misst ungenau :)


> Du meinst wohl dann die Kette mit einer externen Quelle
> zu betreiben?

Ja, genau: Externe Stomquelle (muss nicht sehr genau sein),
externe Strommessung, umschaltbare Messung der Spannungs-
abfälle. Berechnung des Widerstandes bei der Auswertung.

von Egon D. (Gast)


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Teo D. schrieb:

> Das ist nichts als gequirlte Scheiße! Geh
> und verarsche andere!

Nimm Deine Pillen.

von Lurchi (Gast)


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Mit so unterschiedlichen Widerständen wird es in reihe nicht gut gehen.

Man kann eine Leitung für mehr Widerstände teilen. Wenn man die 3 
anderen Umschaltet hat man noch eine 4 Leiter Messung. Mit der Kette in 
Reihen müsste man auch immerhin 2 Leitungen umschalten und hat dann 
Einschränkungen und zusätzliche Fehler durch Leckströme. Gerade bei 
hohen Temperaturen ist die Isolierung ggf. nicht mehr so perfekt wie man 
es von Raumtemperatur kennt.

von Engelbert S. (engelbert)


Angehängte Dateien:

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Karlo schrieb:
> Es gibt ja digitale Multimeter die eine 4 Leiter Messung unterstützen.

Jörg R. schrieb:
> Handmultimeter die das können kenne ich nicht, auch keine
> hochpreisigen.

Mein METRAHIT 30M kann das. Ist aber wahrscheinlich schon ein sehr 
spezielles (Hand)Multimeter

Gruß,
Engelbert

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Karlo schrieb:
> Meine Frage ist: ist der Ausgangsstrom immer fix oder regelt der sich je
> nach Widerstand ein?

ich wähle doch beim Messgerät den Messbereich und der gibt den Strom 
dann sinnvoll vor.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Egon D. schrieb:
> (Allerdings kenne ich
> kein Handmultimeter mit Vier-Leiter-Messung.)

https://www.gmc-instruments.de/produkte/metrahit-27m
https://www.gmc-instruments.de/produkte/metrahit-27i

Preise kannst du dir vermutlich vorstellen.

> Ja -- rein technisch funktioniert das. Voraussetzung
> ist natürlich -- wie Du schon richtig erkannt hast --
> Konstantstrombetrieb.

Nein, dass ist keine Voraussetzung. Das Messgerät musst den Strom nur 
kennen. Bei einer Konstantstromquelle ist der Strom natürlich bekannt. 
Aber es geht genauso gut eine "schlabberige" Stromquelle, die nur so 
grob im benötigten Bereich liegt. In dem Fall muss das Messgerät halt 
neben der Spannung auch den Strom messen.

Umgekehrt genauso. Es geht, wenn sie im richtigen Bereich liegt, auch 
eine konstante Spannungsquelle oder eine "schlabberige" Spannungsquelle.

Der Rest ist in allen Fällen R = U/I.

Dass das Messgerät bei einer Bereichswahl (egal ob automatisch oder 
manuell) die Quelle (egal ob Spannungs- oder Stromquelle) notfalls 
umschalten muss um in einen optimalen Messbereich zu kommen versteht 
sich von selbst.

Da kommen wir zum eigentlichen Punkt. Was der Fragesteller da angeblich 
vor hat erscheint mir aufgrund der großen Unterschiede zwischen denen in 
Reihe geschalteten Widerständen um drei Größenordnungen sehr 
ungeschickt.

Wenn es schon so sein muss würde ich es mit einem DAQ-System, einer vom 
DAQ-System gesteuerten (schaltbaren) externen Quelle und entsprechender 
handgeklöppelter Software angehen. So, und wenn ich schon ein DAQ-System 
am Start hätte würde ich nicht viel Wert auf eine Konstantstromquelle 
legen. Den aktuellen Strom kann das DAQ-System dann auch noch messen.

von Karlo (Gast)


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Hm, eigentlich könnte ich ja auch die Widerstände regruppieren. Also 
Widerstände im Bereich von 10-100 Ohm in Reihe. Dann eine weitere Reihe 
von 100-500, eine Reihe von 500-1k etc..
Es geht ja nur um den Messbereich in der das Messinstrument seinen Strom 
an die Last anpasst.
Was denkt ihr dazu?

Auf jeden Fall vielen Dank für das ganze Input bis jetzt !!

von Jörg R. (solar77)


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Karlo schrieb:
> Auf jeden Fall vielen Dank für das ganze Input bis jetzt !!

Output von Dir wäre besser? Auf die Fragen eingehen ist auch nicht 
verboten.

Eine 4-Leiter-Messung benötigst Du nach meinem Verständnis nicht. Ich 
glaube auch dass du nicht weißt was das ist, bzw. wann man sie anwendet.

zeige mal die Schaltung um die es geht. Oder ist das wieder ein geheimes 
Projekt mit einer LED?

: Bearbeitet durch User
von Max (Gast)


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Karlo schrieb:
> Meine Frage ist: ist der Ausgangsstrom immer fix oder regelt der sich je
> nach Widerstand ein?


Der Strom ist konstant. Die Stromhöhe kann variieren, manchen 
kommerzielle Messgerät sind auch umschaltbar. Eine Konstantstromquelle 
wird aber immer eingesetzt.

Vielleicht hilft dir das Vid weiter, irgendwo ab der 8 Minute gibt es 
eine Erklärung, warum wieso weshalb das so ist

https://www.youtube.com/watch?v=LXzG2qk1J6Q

von Karlo (Gast)


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Mag sein dass ich vergessen habe auf eine Frage zu antworten, tut mir 
Leid. Schaltplan habe ich noch keinen, da ich das im Moment erst 
durchdenke und überlege wie ich es am besten löse.

Jörg R. schrieb:
> Eine 4-Leiter-Messung benötigst Du nach meinem Verständnis nicht. Ich
> glaube auch dass du nicht weißt was das ist, bzw. wann man sie anwendet.

Ich habe weiter oben geschrieben dass ich wegen den Kabeln mit 
Übergangswiderständen durch Stecker und große Temperatur unterschiede 
etwas besorgt bin dass dies meine Messung verfälschen könnte. Daher auch 
diese Diskussion.

von Jörg R. (solar77)


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Karlo schrieb:
> Ich habe weiter oben geschrieben dass ich wegen den Kabeln mit
> Übergangswiderständen durch Stecker und große Temperatur unterschiede
> etwas besorgt bin dass dies meine Messung verfälschen könnte.

Wenn sich deine Kabel und vorhandene Übergangswiderstände nicht im 
Milliohmbereich bewegen hast Du ein anderes Problem. Wenn deine Kabel 
und Steckverbindungen nicht mit höheren Temperaturen (was verstehst du 
darunter?) klarkommen hast du ebenfalls ein anderes Problem.

Werde Dir erstmal im klaren was Du eigentlich willst und liefere dann 
Informationen dazu. Hier irgendwelche Mutmaßungen und nicht bekannte 
Widerstandswerte zu nennen hilft in keinster Weise weiter.


Karlo schrieb:
> Schaltplan habe ich noch keinen, da ich das im Moment erst
> durchdenke und überlege wie ich es am besten löse.

Was möchtest Du lösen? Versuche doch mal dein Schaltungsproblem 
verständlich zu erklären, am besten zumindest auch mit einer Skizze.

Du erzählst von Problemen die vielleicht keine sind.


Max schrieb:
> Der Strom ist konstant. Die Stromhöhe kann variieren

Was? Die Stromhöhe kann variieren, ist aber konstant??

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Der Normalfall ist eine Konstantstromquelle, die je nach Bereich ggf. 
Umgeschaltete wird. Es muss aber nicht so sein, es geht auch mit nur 
Reihenwiderstand und interner Messung des Stromes.

Für größere Widerstände als etwa 200 Ohm wird ggf. der Spannungsabfall 
vermutlich zu groß um den zwischen den Treiber und Sense- Leitungen zu 
tolerieren. Unter etwa 100 Ohms könnte es mit 2 oder 3 Widerständen in 
Reihe gehen. Bei mehr Widerstand geht es eher nicht mehr.

von Jörg R. (solar77)


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Karlo schrieb:
> Daher auch diese Diskussion.

Das ist keine Diskussion, dazu fehlt die Grundlage. Nur weil Du hier die 
4-Leiter-Messung als das Mittel der Wahl favorisierst muss es nicht das 
Richtige sein.
Diskutieren könnte man wenn wenn konkrete Widerstandswerte vorliegen.
5 Ohm messe ich mit meinem DMM ohne 4-Leiter-Messung. Du gibst auch 
nicht an wie genau gemessen werden soll.


Lurchi schrieb:
> Unter etwa 100 Ohms könnte es mit 2 oder 3 Widerständen in
> Reihe gehen. Bei mehr Widerstand geht es eher nicht mehr.

10 Widerstände a‘ 10 Ohm geht auch nicht?

von MAHWE (Gast)


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von Teo D. (teoderix)


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MAHWE schrieb:
> Doch gibt Handmultimeter für 4 Leiter von Gossen

https://www.youtube.com/watch?v=e-iD-u9uhgU

von MAHWE (Gast)


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Teo D. schrieb:
> MAHWE schrieb:
>> Doch gibt Handmultimeter für 4 Leiter von Gossen
>
> Youtube-Video "Nein! Doch! Ohh! - Louis de Funes - Hasch mich! Ich bin
> der Mörder!"

 ohh nein jaaa doch hhhhhhhhh ;-)

von Max (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Max schrieb:
>> Der Strom ist konstant. Die Stromhöhe kann variieren
>
> Was? Die Stromhöhe kann variieren, ist aber konstant??


Nachdenken war wohl zuviel verlangt.
Hättest du zumindest das Video geguckt, wüsstet du auch wo es langt 
geht, da sind Messungen mit 2 unterschiedlich hohen Messströmen drinne.
Der eine misst mit 200mA Konstantstrom, der andere mit 1 Ampere und der 
übernächste mit 10 Ampere. Das sind dann unterschiedliche Stromhöhen, 
die Stromhöhe selbst ist völlig unabhängig von ihrem Wert aber IMMER 
konstant.

von Jörg R. (solar77)


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Max schrieb:
> Nachdenken war wohl zuviel verlangt.

Dito!

> Hättest du zumindest das Video geguckt, wüsstet du auch wo es langt
> geht, da sind Messungen mit 2 unterschiedlich hohen Messströmen drinne.
> Der eine misst mit 200mA Konstantstrom, der andere mit 1 Ampere und der
> übernächste mit 10 Ampere.

Wozu soll ich mir ein Video ansehen? Das hättest Du auch in einem! 
einzigen Satz kurz und bündig erläutern können. Dann wundere dich nicht 
wenn jemand deinen Kommentar so kommentiert wie ich es gemacht habe.


Max schrieb:
> Das sind dann unterschiedliche Stromhöhen,
> die Stromhöhe selbst ist völlig unabhängig von ihrem Wert aber IMMER
> konstant.

Was für ein Kauderwelsch?

: Bearbeitet durch User
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