Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Seltsame A/D-Wandlung


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von Hans H. (wen_h)


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Hallo,

ein Energiemessgerät hat 4 Stellen und laut techn. Daten einen 
Anzeigeumfang von 0-9999 und eine max. Belastbarkeit von 3680 Watt.

Um 9999 anzuzeigen, erfordert es einen 14-Bit Wandler, um nur die 
Belastbarkeit von 3680 Watt anzuzeigen, würde ein 12-Bit Wandler 
reichen.

Seltsamerweise zeigt das Gerät nicht alle Werte an. Habe mal die 
Leistung analog erhöht, ich sehe reproduzierbar folgende Werte:

107,4
108,8
110,2
111,7
113,1
114,5
116,0
117,4
118,8

Ich blicke es jetzt nicht richtig, denn ein anderes Energiemessgerät 
zeigt in dem Leistungsbereich alle Werte an.

Hans

von Ulf P. (bastler2004)


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Wie ist deine Frage?

von Michael B. (laberkopp)


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Hans H. schrieb:
> um nur die Belastbarkeit von 3680 Watt anzuzeigen, würde ein 12-Bit
> Wandler reichen.

Unsinn.

Es gibt keine Energiemessung.

Es gibt nur eine Spannungs und eine Strommessung und die Energie ergibt 
sich daraus.

Wenn Spannung und Strom sagen wir nur mit 8 bit "bis 255V, bis 25.5A" 
erfasst werden, bekommt das Multiplikationsergebnis trotzdem 16 bit "bis 
6502.5W".

Ändert sich bei 230V 12.7A = 2921W die Spannung um 1V auf 231V, springt 
der Wert gleich auf 2933.7W.

Daher kommen deine Sprünge.

Um im Multiplikationsergebnis bis 65536.5W auf 0.1W genau zu sein, 
müsste man Strom und Spannung auf 16 bit erfassen und vom 32 bit 
Multiplikationsergebnis die letzten 16 bit wegwerfen.

von Björn W. (bwieck)


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Hans H. schrieb:
> Ich blicke es jetzt nicht richtig, denn ein anderes Energiemessgerät
> zeigt in dem Leistungsbereich alle Werte an.

Was ist denn die Last?

von Rainer W. (rawi)


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Hans H. schrieb:
> Ich blicke es jetzt nicht richtig, denn ein anderes Energiemessgerät
> zeigt in dem Leistungsbereich alle Werte an.

Dann wird das andere Energiemessgerät vielleicht anders messen oder die 
Messwerte anders verarbeiten, bevor es die zur Anzeige bringt.

Aus deinen Quantisierungsstufen von etwa 1.4W kannst du dir das 
Auflösungsvermögen beim Strom ausrechnen.
Wie kommst du von dem Wertebereich der angezeigten Leistung auf das 
Auflösungsvermögen des Wandlers?

: Bearbeitet durch User
von Hans H. (wen_h)


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Michael B. schrieb:
> Unsinn. Es gibt keine Energiemessung.

OK, Denkfehler, denn ich sehe das Ergebnis einer Multiplikation.

Michael B. schrieb:
> Um im Multiplikationsergebnis bis 65536.5W auf 0.1W genau zu sein,
> müsste man Strom und Spannung auf 16 bit erfassen und vom 32 bit
> Multiplikationsergebnis die letzten 16 bit wegwerfen.

Das leuchtet ein. Da so ein Energiemessgerät heute nichts kosten darf, 
würden mich bei dem Gerät mit den Sprüngen die Wandler bzw. deren Tiefe 
interessieren. Denn das Gerät, das 0,1 Watt anzeigen kann (gleiche 
Leistungsklasse), war um einiges teurer und ist leider nicht mehr 
lieferbar.

von Rainer W. (rawi)


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Hans H. schrieb:
> Das leuchtet ein. Da so ein Energiemessgerät heute nichts kosten darf,
> würden mich bei dem Gerät mit den Sprüngen die Wandler bzw. deren Tiefe
> interessieren.

Was hat die Auflösung der Anzeige mit dem Wandler zu tun. Zwischen 
Wandler und Anzeige sitzt gewöhnlich ein Mikrocontroller, der die 
Messdaten verarbeitet und erst daraus den anzuzeigenden Wert ableitet.

von Harald K. (kirnbichler)


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Hans H. schrieb:
> Da so ein Energiemessgerät heute nichts kosten darf,
> würden mich bei dem Gerät mit den Sprüngen die Wandler bzw. deren Tiefe
> interessieren.

Aufmachen, reingucken, ICs identifizieren, Datenblätter suchen und 
ansehen.

von Gustl B. (-gb-)


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Michael B. schrieb:
> Es gibt nur eine Spannungs und eine Strommessung und die Energie ergibt
> sich daraus.

Nein. Daraus ergibt sich die Leistung. Um die Energie zu messen muss 
zusätzlich noch die Zeit gemessen werden.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Hans H. schrieb:
> Das leuchtet ein. Da so ein Energiemessgerät heute nichts kosten darf,
> würden mich bei dem Gerät mit den Sprüngen die Wandler bzw. deren Tiefe
> interessieren.

Du hast
Michael B. schrieb:
> Daher kommen deine Sprünge.
verstanden, die Stabilität der Netzspannung ist nicht beliebig gut?

Zusätzlich sitzt vor Deinem Testaufbau noch ein Widerstand in Form der 
Stromkabel. Meine Küche ist recht nahe der Hauptverteilung, die knapp 
10A meines Wasserkochers lassen die Spannung um knapp 3 Volt einbrechen.

10 Meter 1,5qmm ergeben 0,25 Ohm.

> Denn das Gerät, das 0,1 Watt anzeigen kann (gleiche
> Leistungsklasse), war um einiges teurer und ist leider nicht mehr
> lieferbar.

0,1 Watt Anzeigeauflösung und Meßgenauigkeit sind verschiedene Dinge, 
für letzteres nimmst Du mindestens dreistellige Euro in die Hand.

von Andi (chefdesigner)


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Manfred P. schrieb:
> Meine Küche ist recht nahe der Hauptverteilung, die knapp
> 10A meines Wasserkochers lassen die Spannung um knapp 3 Volt einbrechen.

Kommt aber eher vom Kabel des Kochers. Wo ist das denn gemessen worden?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Andi schrieb:
> Kommt aber eher vom Kabel des Kochers.
10A an 3V sind 30W. Damit löten einige.

Und manchmal werden auch Steck-, Schraub- und Klemmverbindungen recht 
warm...

von Bruno V. (bruno_v)


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Ist der Typ schon verlinkt?

Einfache Geräte messen nur den Strom, gute auch Spannung, bessere auch 
cos(phi).

von Manfred P. (pruckelfred)


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Andi schrieb:
> Kommt aber eher vom Kabel des Kochers. Wo ist das denn gemessen worden?

Kannst Du Texte verstehen?

Manfred P. schrieb:
> 10 Meter 1,5qmm ergeben 0,25 Ohm.

Der Kocher wird kaum 10 Meter 1,5qmm Kabel haben, das ist an der 
Steckdose gemessen und hält einer Nachrechnung stand.

Lothar M. schrieb:
> 10A an 3V sind 30W. Damit löten einige.

Wenn die sich auf etliche Meter Installationsleitung verteilen, sind die 
unkritisch.

Bruno V. schrieb:
> Einfache Geräte messen nur den Strom, gute auch Spannung, bessere auch
> cos(phi).

Ich habe so ein Schrottding, wo Watt draufsteht, aber tatsächlich 
Scheinleitung angezeigt wird.

Ein anderes (Conrad EM3000 von 2007) zeigt cos(phi) samt Zusatzsymbol 
kapazitiv / induktiv an, dessen Werte scheinen realistisch. Es zeigt 
beide Werte, VA und Watt. Auch das ist aber bei kleinen Lasten und sehr 
kurzen Stromflußwinkeln ziemlich ungenau.

Dem Schwaiger STEM1080 (7,99€ von Penny) glaube ich auch, dass es 
Wirkleistung anzeigt. Das ist ein Minimalgerät mit schlechter Auflösung 
der summierten Leistung, aber seinen Preis wert.

Schaut man sich die Stromaufnahme von Schaltnetzteilen an, sieht man 
auch, wo es klemmen könnte. Die Geräte müssen mit einem Vielfachen der 
Netzfrequenz abtasten und integrieren, dazu habe ich noch in keinem 
(Waren)Test etwas gelesen. Bevor sie integrieren, müssen sie aber 
überhaupt erstmal den krummen Strom korrekt messen, woran schon viele 
Digitalmultimeter scheitern, Stichworte True-RMS und Crestfaktor.

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