Hallo, ich möchte mich wiedermal mit der Widerstandsmessung befassen. Mein Ziel ist es 0Ohm bis 25kOhm zu messen und das zumindest im Bereich 0Ohm-1500Ohm recht genau (auf 0.1 Ohm), darüber reichen mir theoretisch 100Ohm Schritte. Der AD-Wandler hängt an einem Atmega128-16AU und der widerum an meinem LCD-Display. Da ich mein Konstrukt recht häufig nutzen werde soll es auch was abkönnen, also bei -20°C und bei +60°C(wenns mal im Auto liegen bleibt) funktionieren. Ja es gibt sicher ein fertiges Gerät, aber wo bleibt da die Herausforderung? :D Anbei die Schaltung die ich mir vorerst mal zurechtgelegt habe, der zu messende Widerstand ist an der Stelle R?. Hab die Messung in zwei Bereiche aufgeteilt, einmal den genauen und einmal den nicht so genauen, alle beschriebenen Widerstände haben +-0,01% Toleranz. Der Spannungsteiler ist so definiert das ich jeweils unter und über dem Messbereich 1V "Spiel" habe um Temperaturschwankungen kompensieren zu können (Kalibrierung mittels MC und definierten Widerständen deren Wert abgespeichert wird. Am schlimmsten zu kompensieren werden bei der Temperaturspanne wohl die Dioden werden die ich aber brauche, da ich für eine andere Funktion Spannung auf die Ausgangsklemmen geben will. Bevor ich die teilweise nicht günstigen Bauteile bestelle, hätte ich gerne euren "Senf" dazu, Tipps, Vorschläge, Kritik :) Lg und danke!
Paul A. schrieb: > alle beschriebenen Widerstände haben +-0,01% Toleranz. Paul A. schrieb: > 0Ohm-1500Ohm recht genau (auf 0.1 Ohm) Bei 1500 Ohm einen max. Fehler von 0,1 Ohm bedeutet einen max. relativen Fehler von 0,1 / 1500 = 0,0067%. Schon geloost. Und dabei sind andere Fehler sowie ein Temperaturbereich von Paul A. schrieb: > -20°C und bei +60°C noch gar nicht berücksichtigt. Beschäftige dich erst mal mit Fehlerrechnung. Dann mit den physikalischen Eigenschaften der von dir angedachten Bauteile (Temperaturkoeffizient)
Kann man kaufen: https://www.rohde-schwarz.com/at/produkt/hm8112-produkt-startseite_63493-44032.html
Paul A. schrieb: > Anbei die Schaltung Sieht so ziemlich vergurkt aus. Der direkte Weg, wie man die 24 bit Präzision des LTC2442 vernichten kann. Man braucht für Widerstandsmessung nicht mal eine genaue Referenz, sondern nur einen genauen Vergleichswiderstand in Reihe damit er von demselben Strom durchflossen wird. Man misst CH2-CH1 den Spannungsabfall über dem Widerstand und CH4-CH3 den Spannungsabfall über dem zu messenden Widerstand. Wenn du die Spannung abschalten können möchtest, benutzt man eben nicht gefulterte VCC, sondern was per geschaltetem Ausgang. Nimm man 1k5 als Referenz-Vorwiderstand, fliessen aus 5V eh nicht mehr als 3.3mA. Es täten auch billigere ADC.
Was mich nicht ganz deutlich ist : * Warum 2 Identische Kreisen (Q3/R52/Q4/D20 parallel mit Q6/R55/Q7/D21) ? * D20(D21), Q4(Q7) und Q5(8) widerstand wird mit gemessen. Warum ? Die kann man besser auserhalb die spannungsmessung (CH0-CH1 resp CH2-CH3) lassen * Was heist "Temp. Kompensation in beide richtungen moeglich ? Du kannst hier nicht die Spannung "Umpolen" um seebeck spannungen mit zu messen, was meinst du dann mit Temp. Kompensation ? * Warum alle widerstaende 0.01% $$$$ ? Besser waehre meiner meinung einen (oder mehrere) referenzwiderstaende die mitgemessen werden * Schaltung viel zu Komplex mit verschiedene mess-errors, such mal nach beispiel-schaltungen * Sind die von dir angegeben genauigkeiten reeel ? (0.1 ohm/1500 wie angegeben von Use S) * Ist die von dir angegebene Messbereich (bis 0 ohm) reeel ? Dann musz man schon 4-draht messung machen Patrick aus die Niederlaende
MaWin schrieb: > Man braucht für Widerstandsmessung nicht mal eine genaue Referenz, > sondern nur einen genauen Vergleichswiderstand in Reihe damit er von > demselben Strom durchflossen wird. Z.B. der AD7793 hat alles schon intern für eine ratiometrische Messung, siehe Bild. Für kleine Werte ist auch eine Vierleitermessung leicht möglich. Ohne Vierleitermessung wirst Du keine 0,1Ω Genauigkeit erreichen.
Danke schon mal für all eure Kommentare :) Udo S. schrieb: > Bei 1500 Ohm einen max. Fehler von 0,1 Ohm bedeutet einen max. relativen > Fehler von 0,1 / 1500 = 0,0067%. > Schon geloost. Sollte das bei der recht hohen Auflösung nicht mit eine Kalibrierung über die Software behebbar sein? Der MC bekommt doch nur den 24bit Wert, wenn ich ne Routine schreibe die eine an die Klemmen angeschlossene Widerstandsdekade misst sollten sich die Bauteile ja ausgleichen lassen oder? Udo S. schrieb: > Dann mit den physikalischen Eigenschaften der von dir angedachten > Bauteile (Temperaturkoeffizient) Widerstände mit 10ppm/C, und ein großer Totbereich unter und über dem eigentlichen Messbereich um auch bei Temperaturschwankungen "gültige" Werte zu erhalten (ebenfalls um dann softwareseitig zu kompensieren, allerdings war in der zuerst geposteten Schaltung zugegebenerweise kein Widersand als Referenz der der Software die Verschiebung angibt) MaWin schrieb: > Nimm man 1k5 als > Referenz-Vorwiderstand, fliessen aus 5V eh nicht mehr als 3.3mA. 0,5mA max. ist eine der Vorgaben wie in der Schaltung ersichtlich Patrick C. schrieb: > * Warum 2 Identische Kreisen (Q3/R52/Q4/D20 parallel mit Q6/R55/Q7/D21) > ? > * D20(D21), Q4(Q7) und Q5(8) widerstand wird mit gemessen. Warum ? Die > kann man besser auserhalb die spannungsmessung (CH0-CH1 resp CH2-CH3) > lassen > * Was heist "Temp. Kompensation in beide richtungen moeglich ? Du kannst > hier nicht die Spannung "Umpolen" um seebeck spannungen mit zu messen, > was meinst du dann mit Temp. Kompensation ? > * Warum alle widerstaende 0.01% $$$$ ? Besser waehre meiner meinung > einen (oder mehrere) referenzwiderstaende die mitgemessen werden > * Schaltung viel zu Komplex mit verschiedene mess-errors, such mal nach > beispiel-schaltungen 1.* du hast absolut Recht, komplett sinnlos, hab ich abgeändert und den 100Ohm Widerstand mit der freigewordenen Messleitung gleich als Referenz genommen 2.* wenn nicht gemessen wird, kann es sein das für eine andere funktion bis zu 800V auf der "plus" Seite anliegen, der Wandler würde mir das glaube ich nicht auf der Messleitung verzeihen :/ 3.* Sofwareseitig, Der totbereich erlaub mir das der Wandler noch Werte ausgibt, der Referenzwiderstand gibt mir dann die Verschiebung an (einmalige Kalibrierung bei 20°C vorrausgesetzt) Beispielschaltungen habe ich gesucht aber nicht wirklich was passendes für meine Anwendung gefunden :/ Zum „neuen“ Plan Screen3: Q4 wird natürlich nicht von M1 geschalten, der würde einen eigenen Prozessorport bekommen.
Paul A. schrieb: > 0,5mA max. ist eine der Vorgaben wie in der Schaltung ersichtlich Dann nimmt man entweder 10k als Referenzwiderstand, oder 0.75V als Spannung.
MaWin schrieb: > Dann nimmt man entweder 10k als Referenzwiderstand, oder 0.75V als > Spannung. Würde für die zuletzt gepostete Schaltung bedeuten R53 entfernen und an die Stelle R52 nen 10K?
Paul A. schrieb: > alle beschriebenen Widerstände haben +-0,01% Toleranz. Für so'n Widerstand z.B. Vishay MR102, ruft Digikey 6,50€ auf (https://www.digikey.de/en/products/detail/vishay-dale/MR102100R00TAE66/957467) Tja, es war schon immer etwas teurer, einen besonderen Vogel zu haben ...
Paul A. schrieb: > Würde für die zuletzt gepostete Schaltung bedeuten R53 entfernen und an > die Stelle R52 nen 10K? Würde in der zuletzt von dir geposteten Schaltung bedeuten: alles ausser R53 entfernen.
Paul A. schrieb: > Ja es gibt sicher ein fertiges Gerät, aber wo bleibt da die > Herausforderung? :D Dir sollte bei dieser "Herausforderung" schon auch vollkommen klar sein, dass in solchen fertigen Geräten mit dieser Genauigkeit einige Ingenierusmannjahre stecken. Fang also einfach mal irgendwie an. Paul A. schrieb: > Der MC bekommt doch nur den 24bit Wert Davon kann der MC dann locker mal 8 Bit wegschmeißen (wenn nicht noch mehr). Paul A. schrieb: > Q4 wird natürlich nicht von M1 geschalten Nein, der wird geschaltet. > der würde einen eigenen Prozessorport bekommen. Mit welchen Potentialen willst du denn da die Mosfets schalten? Denn wenn an CH1 und CH3 schon bis zu 4V anliegen können, dann sollten die Gates der Q5 und Q8 locker 6,5V haben, um anständig durchzuschalten. Der Q4 braucht dann selbstredend eine noch höhere Spannung am Gate. Paul A. schrieb: > für eine andere Funktion Spannung auf die Ausgangsklemmen geben will. Dir sollte klar sein, dass diese Mosfets unheimlich sensibel sind und max. +-8V Ugs aushalten. Da solltest du also gut aufpassen, was du da extern anlegst. Und die SK34 hat als Schottky-Leistungsdiode einen vernehmlichen Rückwärtsstrom.
Paul A. schrieb: > Udo S. schrieb: >> Bei 1500 Ohm einen max. Fehler von 0,1 Ohm bedeutet einen max. relativen >> Fehler von 0,1 / 1500 = 0,0067%. >> Schon geloost. > Sollte das bei der recht hohen Auflösung nicht mit eine Kalibrierung > über die Software behebbar sein? Beschäftige dich erst mal mit Fehlerrechnung!
Paul A. schrieb: > Sollte das bei der recht hohen Auflösung nicht mit eine Kalibrierung > über die Software behebbar sein? Nein, eine Kalibrierung ändert gar nichts. Die Kalibrierung ist ein Verfahren zur Feststellung der Abweichung (nur gucken, nicht anfassen!). Was Du meinst ist eine Justage. Gruß Jobst
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Dann setz ich noch einen großen klug..s auf deinen Haufen drauf: Es ging oben im Post um "Kalibrierung in der Software" Und das ist ein durchaus üblicher Ausdruck, das was du als Justage bezeichnest durchzuführen. Nur für den Fall das du dein Wissen aktiv erweitern willst.
Andrew T. schrieb: > Und das ist ein durchaus üblicher Ausdruck, das was du als Justage > bezeichnest durchzuführen. Ja, ich weiß, dass es durchaus üblich ist, dass er falsch benutzt wird. > Nur für den Fall das du dein Wissen aktiv erweitern willst. Wie gesagt, wusste ich schon. ;-) Gruß Jobst
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