Hallo,
seit ein paar Tagen beschäftige ich mich mit der Spannungsüberwachung
von Akkus. Bei 4.8V (4xNiMh) passt die IC-interne Referenz von 1.27V,
ich sehe aber, dass bei 100V oder darüber intern immer noch eine
Referenz von 1.27V verbaut ist und man 100:1 Spannungsteiler verwendet.
Verstehe ich nicht wirklich, verliert man dadurch nicht Auflösung und
dadurch Genauigkeit? Ich würde bei einer höheren Spannung lieber einer
Referenz von 12, 24 oder 48V einsetzen wollen. Geht das nicht, oder
mache ich einen Denkfehler?
Armin
Armin E. schrieb:> Bei 4.8V (4xNiMh) passt die IC-interne Referenz von 1.27V
Nein. Warum?
Armin E. schrieb:> bei einer höheren Spannung lieber einer Referenz von 12, 24 oder 48V> einsetzen
Nein. Warum?
Gruss Chregu
Wirklich "Referenzfähig" sind nur Bandgapreferenzen oder
thermostatisierte Zenerdioden mit einer TK um 0. Und die liege alle bei
nur ein paar Volt.
Für höhere Spannungen gibt es nur Glimmstabilisatorröhren (82V, 150 V),
aber die sind nicht so präzise wie eine Halbleiterreferenz mit genauem
Verstärker.
Armin E. schrieb:> Referenz von 12, 24 oder 48V einsetzen wollen
Aua, finde erstmal einen ADC der diese Spannungen überlebt. Die in den
µC integrierten überleben das in der Regel nicht mal ansatzweise.
Werner H. schrieb:> Wirklich "Referenzfähig" sind nur Bandgapreferenzen oder> thermostatisierte Zenerdioden mit einer TK um 0.> Und die liege alle bei nur ein paar Volt.
Dann gibt es wohl technologische Gründe, weshalb in den ICs Referenzen
mit 1.27V verwendet werden. Ich finde halt Spannungsteiler mit 100:1
etwas seltsam. Weil 1mV an der Vergleichsstelle 0.1V an der zu messenden
Spannung entsprechen.
Wäre es nicht besser, den Ausgang eines 24V Spannungsreglers als
Referenz zu wählen, wenn man eine Spannung von 50V rel. genau überwachen
will? Oder wird das am Ende ungenauer, als eine Referenz mit 1.27V?
Armin E. schrieb:> Referenz von 12, 24 oder 48V einsetzen wollen. Geht das nicht, oder> mache ich einen Denkfehler?
Macht es nicht Sinn, statt dem Ergebnis Deiner Überlegungen erstmal die
Aufgabe und die Ausgangslage und Deinen Gedankengang zu erzählen?
Jedenfalls verstehe ich nur Bahnhof, was Du da machen willst ...
Armin E. schrieb:> Wäre es nicht besser, den Ausgang eines 24V Spannungsreglers als> Referenz zu wählen, wenn man eine Spannung von 50V rel. genau überwachen> will?
Wenn Du gern Pi mal Daumen messen willst, kannst Du das tun.
Schau doch mal in das Datenblatt eines 24V Spannungsreglers,
welche Toleranzen da für die Ausgangsspannung angegeben wird.
Armin E. schrieb:> Wäre es nicht besser, den Ausgang eines 24V Spannungsreglers als> Referenz zu wählen, wenn man eine Spannung von 50V rel. genau überwachen> will? Oder wird das am Ende ungenauer, als eine Referenz mit 1.27V?
Rate mal, was der intern für eine Referenz verwendet...
Mark S. schrieb:> Rate mal, was der intern für eine Referenz verwendet...
Stimmt überhaupt ....
Schau Dir mal den LM317 an oder noch besser den LR8 von Microchip.
Gruß
Jobst
Mark S. schrieb:> Rate mal, was der intern für eine Referenz verwendet...
OK, jetzt wird es klar. 1.27V ist die eigentliche Referenz, alles andere
baut darauf auf. So wie alle ganzen Zahlen ein vielfaches von 1 sind.
Armin E. schrieb:> Ich finde halt Spannungsteiler mit 100:1> etwas seltsam.
Wieso? Jedes Multimeter hat solche Spannungsteiler und noch größere.
Schon bei nur 5 Messbereichen hast du einen Teiler bis 10000:1 Oder
glaubst du da sind verschiedene Referenzen drin?
Hannes J. schrieb:> Jedes Multimeter hat solche Spannungsteiler und noch größere.
Ok, da geht es nicht anders. Ich habe aber 50V fix und eben keine 5
Messbereiche. Aber ich habe es kapiert, ob ich 5V oder 5000V überwache,
es kommt immer eine 1.27V Referenz zum Einsatz.
Nebenbei: Widerstände haben einen TK von Null?
Armin E. schrieb:> Aber ich habe es kapiert, ob ich 5V oder 5000V überwache,> es kommt immer eine 1.27V Referenz zum Einsatz.
Nun, es gibt auch Z-Dioden-Referenzen mit ca. 7V, aber bei
allen grösseren Spannungen arbeitet man m.W. mit Verstärkern.
Armin E. schrieb:> Ich würde bei einer höheren Spannung lieber einer> Referenz von 12, 24 oder 48V einsetzen wollen. Geht das nicht, oder> mache ich einen Denkfehler?
Abgesehen vom Temperaturkoeffizienten, bei kleiner Referenz hat
man einen großen Regel(Spiel)- Raum, damit ist das jeweilige IC dann
von/bis einsetzbar, und nicht schon limitiert durch eine höhere
Betriebsspannung...
Ein Hersteller würde so etwas nicht machen...
Eine einfache Diode an das Multimeter auf Diodenmessung, Spannung
beobachten und die Diode erwärmen oder abkühlen, dann wird auch vieles
verständlicher...
Hallo Werner,
Werner H. schrieb:> Wirklich "Referenzfähig" sind nur Bandgapreferenzen oder> thermostatisierte Zenerdioden mit einer TK um 0. Und die liege alle bei> nur ein paar Volt.
ein TK um 0 bei 23 Grad ist vielleicht für eine Anwendung ausreichend.
Für andere Anwendungen mit einem größeren Temperaturbereich möchte man
aber einen noch gleichen/geringeren TK ausgesetzt sein.
Die in den Spannungsreferenzen dafür verwendeten Zenerdioden haben aber
keinen TK von 0.
Schau Dir einfach mal die Spannungsreferenzen von Spannungsnormalen und
hochwertigen Multimetern an!
Hallo Armin E.,
Armin E. schrieb:> Nebenbei: Widerstände haben einen TK von Null?
Nein, fast nie und wenn doch sind sie meist teuer.
Für Deinen Anwendungsfall ist nur Ratiostabilität erforderlich.
Gleiche TKs bei Widerständen heben sich in der Wirkung auf das
Teilerverhältnis auf.
Hallo
wo kann man den theoretischen Hintergrund, anfangend von fast Null bis
zu den Physikalischen Details auf Deutsch und auf verzicht von höherer
Mathematik (zur Not wenn unabdingbar aber dann Schritt für Schritt -
maximal beherschung der Mathematik der 8 Klasse Realschule -zumindest
auf den Niveau wie sie in den frühen 90ern war, vorgerechnet) nachlesen
- natürlich meine ich Online und auf einen einigermaßen aktuellen Stand?
Und nochmal weil ich die manche Reaktionen schon voraussehen kann (man
kennt es ja das Forum):
Auf Deutsch, Online, verständlich für interessierte Laien mit
beschränkten aber vorhandenen Vorwissen - kein Englisch, keine
Hochschulvorlesungen, keine Voraussetzung das man Mathematik auf
Abiturniveau beherrscht.
Jemand
Armin E. schrieb:> Verstehe ich nicht wirklich, verliert man dadurch nicht Auflösung und> dadurch Genauigkeit? Ich würde bei einer höheren Spannung lieber einer> Referenz von 12, 24 oder 48V einsetzen wollen. Geht das nicht, oder> mache ich einen Denkfehler?
Der Denkfehler passiert an einer anderen Stelle. Eigentlich braucht man
bei 48V die gleiche Auflösung wie bei 4xNiMh. Man will ja abschalten
bevor die schwächste Zelle tiefentladen wird. Da geht es in beiden
Fällen um 0.1 Volt hin oder her, die Anforderungen an Referenz und
Spannungsteiler sind bei 48V also 10x so hoch.
Insofern sind die Überlegungen zum TK von Widerständen durchaus richtig.
Allerdings ist der Fehler durch die vielen zusätzlichen Zellen so viel
höher, dass man bei mehr als (z.B.) 4 Zellen die ganze Messung vergessen
kann.
Peter M. schrieb:> Die in den Spannungsreferenzen dafür verwendeten Zenerdioden haben aber> keinen TK von 0.
Nun, der tk des guten alten µa723 kommt der 0 schon recht nahe.
Insbesondere, wenn man die übrige Schaltung dieses ICs dazu
benutzt, um damit einen Thermostat für die Z-Diode zu bauen.
Jemand schrieb:> Auf Deutsch, Online, verständlich für interessierte Laien mit> beschränkten aber vorhandenen Vorwissen - kein Englisch, keine> Hochschulvorlesungen, keine Voraussetzung das man Mathematik auf> Abiturniveau beherrscht.
Deine Anforderungen sind nicht realistisch;
Am ehesten kannst du hier anfangen: https://www.elektronik-kompendium.de
Empfehlen würde ich dir unter diesen Randbedingungen Schulbücher der
berufsbildenden Oberstufe, da dir die Standardwerke vermutlich zu viele
Grundkenntnisse abverlangen. Und nein, die gibt es nicht online, aber in
vielen Bibliotheken. Und gute Skripte von Hochschulvorlesungen sind
durchaus für Selbststudium mit Vorweissen auf Abiturneiveau geeignet,
nur oft eben auch nicht online.
Hallo Jemand,
Jemand schrieb:> wo kann man den theoretischen Hintergrund,
leider fehlt Deinem Beitrag der Bezug. Meinst Du Elektronik allgemein
oder speziell das Thema Spannungsreferenzen?
Armin E. schrieb:> Nebenbei: Widerstände haben einen TK von Null?
Wozu?
Bei einem Spannungsteiler spielt der Tk der Widerstände keine Rolle,
solange er gleich ist.
Hallo Harald,
Harald W. schrieb:> Nun, der tk des guten alten µa723 kommt der 0 schon recht nahe.> Insbesondere, wenn man die übrige Schaltung dieses ICs dazu> benutzt, um damit einen Thermostat für die Z-Diode zu bauen.
Spannungsregler-ICs wie der µa723 werden in Spannungsreferenzen
allenfalls im Bereich der Spannungsversorgung genutzt, nicht aber als
Referenzspannungsquelle.
Referenzspannungsquellen weisen typischerweise eine minimierten TK und
eine geringere Langzeitdrift auf. Dafür können diese aber andererseits
auch keinen großen Strom liefern.
Spannungsregler-ICs wie der µa723 sind nur leidlich
spannungsstabilisiert, können aber eben auch weitaus mehr Strom (150mA
beim µa723) liefern als Spannungsreferenz-ICs oder Komplettgeräte.
Wolfgang schrieb:> Wozu?> Bei einem Spannungsteiler spielt der Tk der Widerstände keine Rolle,> solange er gleich ist.
"Es ist alle schon gesagt, nur nicht von jedem!"
Beitrag "Re: Referenz zu gering?"
Jemand schrieb:> wo kann man den theoretischen Hintergrund, anfangend von fast Null bis> zu den Physikalischen Details auf Deutsch und auf verzicht von höherer> Mathematik (zur Not wenn unabdingbar aber dann Schritt für Schritt -> maximal beherschung der Mathematik der 8 Klasse Realschule -zumindest> auf den Niveau wie sie in den frühen 90ern war, vorgerechnet) nachlesen
Solche Kenntnisse erwirbt man am besten im Rahmen einer einschlägigen
Berufsausbildung. Und die dauert dann auch ein paar Jährchen.
> Auf Deutsch, verständlich für interessierte Laien mit> beschränkten aber vorhandenen Vorwissen - kein Englisch,
Ein Elektroniker, der keine Grundkenntnisse in Englich hat,
hat seinen Beruf verfehlt.
Peter M. schrieb:> Spannungsregler-ICs wie der µa723 werden in Spannungsreferenzen> allenfalls im Bereich der Spannungsversorgung genutzt, nicht aber als> Referenzspannungsquelle.>> Referenzspannungsquellen weisen typischerweise eine minimierten TK und> eine geringere Langzeitdrift auf. Dafür können diese aber andererseits> auch keinen großen Strom liefern.>> Spannungsregler-ICs wie der µa723 sind nur leidlich> spannungsstabilisiert, können aber eben auch weitaus mehr Strom (150mA> beim µa723) liefern als Spannungsreferenz-ICs oder Komplettgeräte.
Ich habe den µA723 früher auch unterschätzt. Die verwendete Referenz
kann sich durchaus mit "modernen" Bandgap-Referenzen messen. Man ver-
wendet dann natürlich nicht die Standard-Spannungsreglerschaltungen.
Und man muss die eingebaute Z-Diode mit einer kalibrierten Referenz
oder Meßgerät nachmessen, da es Streuungen von Exemplar zu Exemplar
gibt. Hat man diese Messung aber durchgeführt, bleibt die Spannung
erstaunlich stabil. Vielleicht solltest Du mal einen µA723 ab und zu
an Dein HP 3458A anschliessen. Ähnlich genaue Messgeräte stehen mir
leider nicht zur Verfügung.
Hallo Harald W.,
Harald W. schrieb:> Vielleicht solltest Du mal einen µA723 ab und zu> an Dein HP 3458A anschliessen. Ähnlich genaue Messgeräte stehen mir> leider nicht zur Verfügung.
mir steht kein HP 3458A zur Verfügung.
Das 3458A ist einfach nur ein Lineal, bei dem die Abstände zwischen den
mm-Strichen sehr genau sind. Und das gilt aber auch nur noch für einen
Teil der 3458A-Geräte. Darüber hinaus ist die 30cm-Marke doch ohne
Kalibrierung recht ungenau - aus Voltnut-Sicht.
Die ganze Wahrheit auf dem Bild
https://www.mikrocontroller.net/attachment/341629/LM399-basierte_10V-Referenz_mit_Metallfilmwiderstaenden_klein.jpg
sieht man erst, wenn man in den mitgeführten Kalibrierschein vom Vortag
guckt, die Umgebungstemperatur misst und mit der Umgebungstemperatur der
letzten Selbstkalibrierung vergleicht.
Harald W. schrieb:> Und man muss die eingebaute Z-Diode mit einer kalibrierten Referenz> oder Meßgerät nachmessen,
Das geht nicht, ohne den Chip zu zerstören. Du misst Vref gegen Masse.
Und auf dieser Strecke findest Du links nebem dem 30k-Widerstand einen
npn-Transistor. Die be-Strecke des Transistor liegt auf dem Weg zur
Masse.
Nach meinem laienhaften Verständnis ist das ein Referenzverstärker und
dieser Transistor ist die wichtigste Komponente der
Temperaturstabilisierung, da sein negativer TK auf der be-Strecke den
positiven TK der Zenerdiode annähernd kompensiert.
Ein zusätzliches Thermostatgehäuse wäre nur noch das Sähnehäubchen auf
dem Kuchen.
Wer sich vor Jahren günstig mit LM399-Referenzen für USD 5,- eingedeckt
hat, hatte die Thermostatierung gleich inklusive.
Ein Thermostat kann trotzdem sinnvoll sein, aber warum? :)
> da es Streuungen von Exemplar zu Exemplar> gibt. Hat man diese Messung aber durchgeführt, bleibt die Spannung> erstaunlich stabil.
... weil man eben nicht nur die Zenerdiode misst.
Stichwort "Referenzverstärker".
Das Buch "Current Sources And Voltage References" ist in meinen Augen
ein nettes Nachschlagewerk, aber auch nicht mehr, weil es nicht auf den
Kern moderner Spannungsreferenzen eingeht, nämlich den
Referenzverstärker.
Das Buch endet in der Grundlagenerklärung bei der kompensierten
Zenerdiode.
Der Begriff "reference amplifier" taucht nur zweimal im ganzen Buch auf,
aber nur im Beschreibungstext von Industrieprodukten.
Sowohl Edelmultimeter und Edelreferenzen enthalten Referenzverstärker.
Der ganze Witz dieser Produkte steckt in meinen Augen da drin.
Peter M. schrieb:> Stichwort "Referenzverstärker".>> Sowohl Edelmultimeter und Edelreferenzen enthalten Referenzverstärker.> Der ganze Witz dieser Produkte steckt in meinen Augen da drin.
Kannst Du hierzu eine Quelle nennen?
Den Ausdruck "Referenzverstärker" kenne ich nur aus der Audio-Technik -
also weit ab von der Fragestellung dieses Fadens.
