Announcement: there is an English version of this forum on Hallo, wie kann so etwas funktionieren? https://katalog.elbro.com/wp-content/Import/ELBRO%20Media/DM8000.pdf Es werden dabei 10% Messgenauigkeit angegeben.
Andreas B. schrieb: > Es werden dabei 10% Messgenauigkeit angegeben. Also 90% Ungenauigkeit. SCNR ;-) > Es werden dabei 10% Messgenauigkeit angegeben. Kurioserweise aber kein Offset wie bei den anderen Messbereichen. Andreas B. schrieb: > wie kann so etwas funktionieren? Es sind mehrere Magnetfeldsensoren verbaut, die miteinander verrechnet werden. Wir hatten das schon mal im diskutiert: - Beitrag "Re: Zangenamperemeter - welches bzw. wie messen" - Beitrag "Berührungslose Strommessung von Dreiphasigem Strom"
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Lothar M. schrieb: > Es sind mehrere Magnetfeldsensoren verbaut, die miteinander verrechnet > werden. Genau diese Verechnung würde mich mal interessieren. Man hat ja auch noch einen unbekannten Abstand zum Leiter. Selbst wenn man es also schafft, die Ader zu den Sensoren hin zu drehen, sind 10% Abweichung für mich noch sehr wenig angesetzt. Neben den unbekannten Abstand sind die Leiter in der Gegenrichtung in einem ebenfalls unbekannten Abstand ja auch noch da. Ich habe ja keine geschlossene Schleife wie in einem normalen Zangenamperemeter. Da muß es also noch irgendwelche Tricks geben.
Ohne Ahnung zu haben wie es wirklich gemacht wird: Evtl geht das mit einer Art Triangulation. Die relative Position der Sensoren zueinander ist bekannt. Also müsste in den Differenzen der Werte die Position des Leiters zu finden seien. Falls nicht klar sein sollte, was ich meine, kann ich heut abend mal ne Skizze machen.
Andreas B. schrieb: > Man hat ja auch noch einen unbekannten Abstand zum Leiter. Lies den letzten Post im unteren Link meines vorigen Posts. > Da muß es also noch irgendwelche Tricks geben. Bei dem dortigen BEHA Duplex 93486 musstest du das Strommaximum selber suchen. Leider findet sich für das DM8000 keine Bedienungsanleitung, das Gerät an sich sieht aber verdächtig gleich aus wie das BEHA 93486... ;-) - https://archiv.ew.tf.fau.de/leihgeraete/datasheet/Q443_D.pdf
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Lothar M. schrieb: > Andreas B. schrieb: >> Man hat ja auch noch einen unbekannten Abstand zum Leiter. > Lies den letzten Post im unteren Link meines vorigen Posts. Na, ja. Da sucht man das Anzeigemaximum. Für eine Relativmessung mag das ja nett sein, aber was das mit den tatsächlich fließenden Strom zu tun hat...
Ein interessantes Ding! Andreas B. schrieb: > Genau diese Verrechnung würde mich mal interessieren. Man hat ja auch > noch einen unbekannten Abstand zum Leiter. Ich kann mir schon sehr gut vorstellen, wie das geht: Es gibt 3 Stromsensoren, wahrscheinlich Hall-Sensoren, verteilt links, rechts und in der Mitte des 180°-"Messbogens". Vorausgesetzt, es gibt nur einen Leiter und der läuft exakt rechtwinklig im Messbogen, ergeben sich 3 unterschiedliche Messwerte, die alle proportional zum Strom sind. Die Verhältnisse der Messwerte untereinander hängen von der Position ab. Umgekehrt gilt: Für jede Tripel von Messwerten gibt es genau eine Position der Leitung und für diese Position auch genau einen Empfindlichkeitsfaktor, mit dem z. B. die Summe der 3 Messwerte multipliziert werden kann. Die Position lässt sich wahrscheinlich am Besten anhand einer vorher ermittelten 2-dimensionalen Tabelle bestimmen, denn für die theoretisch mögliche rein rechnerische Bestimmung wären sehr viele Faktoren zu berücksichtigen, aber auch vielleicht auch ein paar unbekannte, wie die Störung des Magnetfeldes durch Metallteile im Messgerät. > Neben den unbekannten Abstand sind die > Leiter in der Gegenrichtung in einem ebenfalls unbekannten Abstand ja > auch noch da. Das stimmt natürlich. Da darf nichts in der Nähe sein, was das reine Magnetfeld der Leitung nennenswert verfälscht. Das Erdmagnetfeld vielleicht? Das könnte man, wie bei einer Waage, vorher zur Kompensation bestimmen. Dann darf man das Gerät aber nicht mehr (nennenswert) bewegen bzw. anders ausrichten.
Andreas B. schrieb: > Für eine Relativmessung mag das ja nett sein, aber was das mit den > tatsächlich fließenden Strom zu tun hat... Ich habe das Prinzip mal vor gut zehn Jahren ausprobiert, siehe Beitrag "Re: Strommessung am Kabel". Es wird wohl auch bei den Meßgeräten eine Annahme über die Distanz des durchflossenen Leiters vom Sensor getroffen sein. LG, Sebastian
Ich sehe gerade, dass meine ganze schöne Theorie Unsinn ist, denn es wird der Strom innerhalb eines mehradrigen Kabels mit Hin- und Rückleitern gemessen. Das hatte ich übersehen. Ich vermute jetzt, dass mit mehreren Paaren aus je 2 90° zueinander gedrehten Stromsensoren sich die Positionen und die Abstände zwischen den Sensoren und den beiden Leitern bestimmen lassen. Dann ließe sich daraus auch wieder der Empfindlichkeitsfaktor und so der Strom bestimmen. Mathematisch müsste das so gehen: Zu bestimmen sind die X- und die Y-Postion des Hinleiters und die X- und die Y-Postion des Rückleiters, sowie der Strom. Das sind 5 Unbekannte, die sich durch 5 unabhängige Messwerte errechnen lassen. Danach würden 5 Messaufnehmer benötigt, die so positioniert sind, dass ihre Messwerte maximal unabhängig voneinander sind (z. B. 2 davon 90° gedreht). Und nix mit Erdmagnetfeld - das Gerät misst nur Wechselstrom.
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Uwe B. schrieb: > Zu bestimmen sind die X- und die Y-Postion des Hinleiters und die X- und > die Y-Postion des Rückleiters, sowie der Strom. Das sind 5 Unbekannte, > die sich durch 5 unabhängige Messwerte errechnen lassen. Und wenn dann noch Drehstrom mit 4 statt 2 Leitern gemessen werden kann, hört der Spaß rein mathematisch langsam auf...
Sebastian W. schrieb: > Es wird wohl auch bei den Meßgeräten eine Annahme über die Distanz des > durchflossenen Leiters vom Sensor getroffen sein. Das müßte dann für das o.a. Gerät schon mal unter 10% Abweichung erfolgen. Uwe B. schrieb: > Mathematisch müsste das so gehen: > Zu bestimmen sind die X- und die Y-Postion des Hinleiters und die X- und > die Y-Postion des Rückleiters, sowie der Strom. Das sind 5 Unbekannte, > die sich durch 5 unabhängige Messwerte errechnen lassen. Danach würden 5 > Messaufnehmer benötigt, die so positioniert sind, dass ihre Messwerte > maximal unabhängig voneinander sind (z. B. 2 davon 90° gedreht). Das würde Sinn machen, ja. Blöderweise sind die Messwerte nicht unabhängig von den anderen Leitern. Uwe B. schrieb: > Und wenn dann noch Drehstrom mit 4 statt 2 Leitern gemessen werden kann, > hört der Spaß rein mathematisch langsam auf... Laut Prospekt oben ist das immer noch spaßig. ;-) Daher ja die Frage nach den großen Trick dabei.
Sebastian W. schrieb: > Es wird wohl auch bei den Meßgeräten eine Annahme über die Distanz des > durchflossenen Leiters vom Sensor getroffen sein. Zum einen sind es nur 2 cm, zum anderen wird der Adernaufbau per Schalter vorgegeben. Dazu ist es durchaus möglich, dass Drehstrom nur symmetrisch (0 Strom über N) sein darf und wie oben ausgerichtet werden muss. Da reichen dann 2 oder 3 Sensoren
Andreas B. schrieb: > Das würde Sinn machen, ja. Blöderweise sind die Messwerte nicht > unabhängig von den anderen Leitern. Ich glaube, da habe ich nicht den richtigen Terminus verwendet: Natürlich sind sie alle voneinander abhängig, aber keiner darf von keinem anderen linear abhängig sein (d. h., sich auf irgend eine Weise aus einem oder mehreren anderen berechnen lassen). Dann bekommt man 5 Messwerte, die sich mit 5 Gleichungen in 5 Ergebnisse, eins davon der Strom, umformen lassen. Bei Drehstrom müssten noch mehr Sensoren gebraucht werden: Es würden ja die Positionen der 4 (aktiven) Adern ermittelt werden müssen und dann daraus 3 Ströme (der vierte ist die Summe der 3 und damit linear abhängig von den 3 anderen). Damit komme ich auf ein Gleichungssystem mit 7 Unbekannten, für dessen Lösung 7 linear unabhängige Messwerte gebraucht würden. Oh ha. Dass das theoretisch geht, halte ich für ziemlich sicher. Wie weit bzw. wie genau das in der Praxis mit diesem Verfahren dann auch geht, kann ich natürlich nicht abschätzen. Aber 10% Fehler scheint mir nicht unplausibel. Bruno V. schrieb: > Zum einen sind es nur 2 cm, zum anderen wird der Adernaufbau per > Schalter vorgegeben. Warum das so ist, verstehe ich nicht. Vielleicht wird die Genauigkeit höher, wenn man weiß, dass es weniger (aktive) Adern sind? Generell müssten ja auch 3 (bzw. 4) Ströme in einem Drehstromsystem angezeigt werden können. Das erste Symbol sieht aus wie ein Koax-Kabel, aber natürlich ist eine Einzelader gemeint. Bei Koax-Kabel würde das System versagen, fällt mir dazu ein.
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Uwe B. schrieb: > Generell > müssten ja auch 3 (bzw. 4) Ströme in einem Drehstromsystem angezeigt > werden können. Behauptet das denn jemand? Ich glaube, dass es bei Drehstrom einfach den Strom der ausgesuchten Ader *3 nimmt.
Außen am Leiter ist das Drehfehld durchaus auch messbar. Es geht über mehrere Sensoren. Für eine sinnvolle Funktion ist es bei dem Gerät notwendig, dass es sich um dickere Kabel handelt, bei dem die internen Kabel nicht zu dicht zusammen sind und vor allem nicht verdrillt wurden.
Dieter D. schrieb: > Außen am Leiter ist das Drehfehld durchaus auch messbar. Es geht über > mehrere Sensoren. Für eine sinnvolle Funktion ist es bei dem Gerät > notwendig, dass es sich um dickere Kabel handelt, bei dem die internen > Kabel nicht zu dicht zusammen sind und vor allem nicht verdrillt wurden. Natürlich kann man so ein Gerät bauen. Vermutlich im Umfang einer Diplomarbeit, mit vielen H-Sensoren und pfiffigen Algorithmen. (Verdrillt halte ich da für kein Problem, solange es nicht im Zentimeter-Bereich ist.) Hier geht es um das vom TO verlinkte Gerät. Da scheint niemand zu behaupten, dass es mehrere Leiter individuell auswertet. Die Form des Sensors macht es auch sehr unwahrscheinlich.
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Bruno V. schrieb: > Hier geht es um das vom TO verlinkte Gerät. Bei dem Gerät wird ein Mehrleiterkabel mit offener Zange gemessen. Somit enthält das Teil zwei Sensoren. Über die zwei Sensoren wird das Drehfeld erfaßt. In dem Falle wäre das die Amplitude. Als Differenz aus den Sensoren werden im Minimum die Leiterabstände relativ zum Öffnungswinkel ermittelt. Daraus kann analog oder digital ein Stromfluss durch die Leiter ausgegeben werden.
Dieter D. schrieb: > Über die zwei Sensoren wird das Drehfeld erfaßt. Dieter, hat du so etwas schon einmal gebaut? Fände ich spannend ... LG, Sebastian
Sebastian W. schrieb: > Dieter, hat du so etwas schon einmal gebaut? Fände ich spannend ... Nee, das habe ich nicht. Es gab vor vielen Jahren so eine komische Aufgabe in der Elektrotechnik zu den Feldern um zwei Leiter, wo niemand wußte, wofür das gut sein soll.
Dieter D. schrieb: > Bei dem Gerät wird ein Mehrleiterkabel mit offener Zange gemessen. Somit > enthält das Teil zwei Sensoren. Wir sind uns ja ziemlich einig. Allerdings meine ich, dass für zwei Leiter (mit identischen, aber entgegengesetzten Strömen) theoretisch mindestens 5 Sensoren erforderlich sind, wenn die (X- und Y-)Positionen der beiden Leiter unbekannt sind. Beschrieben habe ich das weiter oben.
Uwe B. schrieb: > theoretisch mindestens 5 Sensoren erforderlich sind, wenn die (X- und Y-)Positionen der beiden Leiter unbekannt sind. Und hier möchte er sogar 4 Leiter parallel messen. Wenn man sowas bauen wollt, würde man vermutlich das Kabel umschließen und die Entfernung zu den Adern als gleichmäßig annehmen. So ein Gerät wäre ziemlich cool. Gäbe es eine Nachfrage danach? Oder reicht es, das Maximum zu suchen und Symmetrie zu unterstellen
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Ich kann's nicht lassen, ich habe mir noch einmal Gedanken über meine Theorie gemacht. Ich habe ja behauptet, dass bei 2 Leitern (mit Stromsumme 0) mind. 5 Sensoren erforderlich sind. Weil aus 5 Gleichungen die X- und Y-Positionen der Leiter und der Strom bestimmt werden muss. Dann habe ich geschrieben, dass bei 4 Leitern 7 Sensoren erforderlich wären, aber ich korrigiere mich, es wären 9: 4 X- und Y-Positionen und der Strom. Aber auch da bin ich mir unsicher. Es könnten auch 11 wegen 3 linear unabhängigen (= unterschiedlichen) Strömen sein. Nach der Theorie wären für nur einen Leiter 3 Sensoren bzw. Messwerte erforderlich. Das müsste noch übersichtlich sein. Beispiel in der Grafik: An Position A ist ein Kreuzsensor (2 Sensoren). Aus den Messwerten ergibt sich ganz leicht die Richtung (rote Linie), auf der der Leiter Liegen muss. Mit einem weiteren Kreuzsensor wäre die Postion einfach zu finden (Triangulation), aber ich behaupte, es genügt ein einfacher Sensor, Beispiel: Der 3. Sensor befindet sich an Position B. Sein Messwert ist 0. Also muss der Leiter "querab" vom Sensor liegen. Das ist offensichtlich und ein einfacher Sonderfall. Ist der 3. Sensor z. B. an Position C ist es nicht mehr ganz so offensichtlich. Aber mit Überlegen (mit Mathematik ginge es zweifellos auch) lässt sich erkennen: Es gibt nur eine Position für den Leiter auf der roten Linie, bei dem der Messwert zu den Messwerten des Kreuzsensors, also auch die Quantität aller 3 Messwerte, zueinander passen. Damit ist die Position des Leiters bekannt und aus den Abständen der Sensoren und deren Messwerten lässt sich der Strom bestimmen. 3 Messwerte führen über 3 Gleichungen mit 3 Unbekannten zu der Lösung. So - wenn ich nun einen zusätzlichen Rückleiter habe, habe ich 5 Unbekannte und bei 4 Leitern sind es 9 (oder 11?) Unbekannte, für die 5 bzw. 9 (oder 11?) Sensoren erforderlich wären. Wie gut das in der Praxis geht, wenn man die ganze Messeinrichtung optimiert, mag ich nicht beurteilen - darum geht es mir auch nicht. Dieter D. schrieb: > Nee, das habe ich nicht. Es gab vor vielen Jahren so eine komische > Aufgabe in der Elektrotechnik zu den Feldern um zwei Leiter, wo niemand > wußte, wofür das gut sein soll. Mir fällt außer diesem Messgerät z. B. ein, dass man das vielleicht zum Messen des Stroms in Hochspannungs-Drehstrom-Übertragungs-Leitungen anwenden kann - wenn in der Erde nichts das Magnetfeld verformt. Mit einem richtig präzisen Sensor könnte man nacheinander 9 (11?) Positionen unter der HDÜ-Leitung abfahren (solange die Ströme konstant sind). Anderseits sind die Positionen der Leitungen schon bekannt, also vielleicht reichen 3 Messungen. Oder so. Mein Gott, ich übersehe das auf die Schnelle auch nicht alles so genau.
Moin, Uwe B. schrieb: > Ich kann's nicht lassen, ich habe mir noch einmal Gedanken über meine > Theorie gemacht. Ich habe ja behauptet, dass bei 2 Leitern (mit > Stromsumme 0) mind. 5 Sensoren erforderlich sind. Weil aus 5 Gleichungen > die X- und Y-Positionen der Leiter und der Strom bestimmt werden muss. > .... Interessant, aber kann es nicht sein, dass die Sache viel einfacher ist? Angenommen 2 Adern, Summenstrom ist Null. Dann ist das Magnetfeld das selbe, als wenn durch zwei Adern Gleichstrom flösse, die beiden Adern sich aber mit 50 Umdrehungen pro Sekunde umeinander rotieren. Bei 3 Phasen das gleiche. Bei 4 Adern asymmetrisch ist das rotierende Magnetfeld halt nicht so schön rund, es humpelt etwas, aber es ist in Näherung immer noch das selbe Feld von zwei rotierenden Adern mit Gleichstrom nur das sie sich um einen anderen Mittelpunkt drehen. Bleiben als unbekannte nur der Abstand der beiden (eventuell virtuellen) Adern und der Strom. Wenn genauer sein soll, der gedachte Rotationsmittelpunkt. Letztlich ist es das selbe Feld wie das, eines rotierenden Stabmagneten mit unbekanntem Fluss und Länge (und eventuell Position der Rotationsachse). Also 2 bis 4 Unbekannt - da müssten doch 2 bis 4 Sensoren reichen? Gruß, Roland
Der Denkansatz mit den rotierenden DC-Leitungen gefällt mir gut. Aber es wird mit 2 Sensoren nicht klappen, dazu will ich folgendes Beispiel bringen: Du kannst bei zwei Sensoren nicht unterscheiden, ob ein kleiner Strom in der Nähe oder ein größerer in größerer Entfernung fließt. Bei zwei Sensoren gibt es immer eine Linie, auf der beide Sensoren dasselbe Signal empfangen, solange der Strom der Lage auf der Linie angepasst ist. In der Mitte zwischen den Sensoren ist die Linie eine Gerade (sofern die Sensoren symmetrisch zur Mittellinie ausgerichtet sind). Anders gesagt: Mit zwei Sensoren lässt sich nur die Linie bestimmen, auf dem die Leiter liegen. Mit einem 3. Sensor bekomme ich 3 Linien, die sich kreuzen - im Idealfall alle 3 in einem Punkt. Damit lässt sich dann auch der Strom berechnen. Und das gilt auch nur für nur einen Leiter. Bei zwei Leitern spielt jetzt noch der Abstand eine Rolle. Geringer Abstand in kleiner, oder größerer Abstand bei größerer Entfernung. Es bleiben 5 Gleichungen mit 5 Unbekannten, wenn Hin- und Rückstrom gleich sind. Gruß zurück Uwe Nachtrag: Es gibt noch einen wesentlichen Unterschied bei dem Denkansatz mit den rotierenden DC-Leitungen: Die erzeugen ein konstantes, sich drehendes Feld. Die Wechselstromleitungen erzeugen ein Feld mit stabiler Lage, aber wechselnder Stärke. Ein sich drehendes Feld wäre natürlich gut zur Positionsbestimmung zu verwenden.
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Ob das alles stimmt oder Werbung ist? Mir reicht Stück Verlängerungskabel mit 3 od. 5 Drähten, die man einzeln in der Zange messen kann. :-)
Andreas B. schrieb: > Wem es noch interessiert: > https://www.mdpi.com/2079-9292/12/6/1443 Allerdings fehlt dem eingangs erwähnten Messgerät eine Hälfte des Kreises, weil der Sensor nur ein U formt, in das das Kabel eingelegt wird. Statt der in der verlinkten Arbeit dargestellten 4 Sensoren kann es in dem Messgerät also bestenfalls 3 geben: - https://www.mdpi.com/electronics/electronics-12-01443/article_deploy/html/images/electronics-12-01443-g013.png
Lothar M. schrieb: > Statt der in der verlinkten Arbeit dargestellten 4 Sensoren kann es in > dem Messgerät also bestenfalls 3 geben 4 Sensoren sind ja auch noch ok, da man bei den 3 Sensoren ja wohl noch manuell ein Strommaximum finden muß. Es ist auch so schon eine heftige Rechnerei.
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