Hallo, ich habe eine Datenerfassungskarte von National Instruments, die analoge Spannungen +/-10 Volt messen kann. Ich brauche jedoch einen größeren Meßbereich (+/- 250 Volt, eventuell +/- 500 Volt) und überlege nun, wie ich das am besten mache. Variante a: nur einen Vorwiederstand Variante b: Spannungsteiler aus 2 Widerständen und messen des Spannungsabfalls über den Widerständen Die Karte hat lt. Datenblatt eine Eingangsimpedanz von 100 Gigaohm und eine Eingangskapazität von 100 picofarad. Welche Variante scheint euch sinnvoller (und warum)? Oder würdet ihr das Ganze ganz anders machen? Die Karte kann maximal 500kS/sek! Grüße
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wenn du nur nen vorwiderstand benutzen willst, baust du damit einen spannungsteiler bei dem der eine widerstand der 1GigaOhm widerstand ist. du kannst ja mal ausrechnen wie groß dann der "vorwiderstand sein müsste. dann wäre aber immernoch die frage der GALVANISCHEN TRENNUNG!!! bevor du dir nicht sicher bist das die karte auch ohne trennung betrieben werden kann: FINGER WEG VON SOLCHEN BASTELEIEN!!!!! das bild sollte alle fragen klären. falls nicht: FINGER WEG VON SOLCHEN SPANNUNGEN!!!!! ICH ÜBERNEHME KEINERLEI VERANTWORTUNG FÜR DAS VON MIR GESCHRIEBENE UND WEISE NOCHEINMAL AUF DIE LEBENSGEFAHR, DIE VON SOLCHEN SPANNUNGEN AUSGEHT, HIN!
Falls die hohe Eingangsimpedanz nicht benoetigt wird : Einen Spannungsteiler aus 10M & 200k fuer den 500V Bereich.
Finger weg davon. Lebensgefahr, auch für andere, die darum herum sind !!!!!!!!!!!!!!
@Walter: Erkläre mal kurz was du messen möchtest, dann kann man dir genauere Hilfestellungen geben. Bei deinem Kenntnisstand würde ich dir abraten mit Spannungen über SELV zu hantieren. Das Bild von willi ist zwar theoretisch korrekt, praktisch aber fehlerhaft. Mit normalen Widerständen wird es da Überschläge geben.
wer mit solchen spannungen hantiert sollte schon wissen, dass die bauteile dafür ausgelegt sein müssen. wobei walters text eher so aussieht als wenn er nicht weiß was er tut und das ganze unter umständen sehr sehr unangenehm für die angehörigen enden könnte
Hi willi, dass dir das klar ist, war mir klar :) Nur dem Fragesteller dürfte es nicht klar sein. Zahlt die Lebensversicherung in so einem Fall?
>Zahlt die Lebensversicherung in so einem Fall?
gute frage, aber es besteht ja die möglichkeit den darwin-award zu
bekommen wenn man sich gut anstellt
Spannungsteiler für die (schnelle) Messung von Signalen müssen für
Gleichspannung und für hohe Frequzenzen das gleiche Teilerverhältnis
haben.
Das Gleichspannungs-Teilerverhältnis wird durchdie ohmschen Wiederstände
bestimmt.
Das HF-Teilerverhältnis durch die Kapazitäten.
Bei 100 : 1 können die Wiederstände als 9.9 MOhm zu 100 kOhm gewählt
werden (oder 10MOhm zu 101.0101 kOhm) (oder 1MOhm zu 10 kOhm)
und die Kondensatoren als 5 pF zu 495 pF. Davon sind bereits 100 pF in
dem Eingang, weshalb Du dann nur noch 395 pF brauchst.
Und in dem 10 MOhm-Wiederstand sind schon 1.364 pF als Kapazität
vorhanden, und in den, deswegen brauchst Du anstatt 5.000 pF nur noch
3.626 pF.
Am besten nimmst du dann einen Drehkondensator und stellst ihn so ein,
dass ein Rechteck auch als Rechteck angezeigt wird. Das wird in jedem
10:1 Tastkopf genauso gemacht. Der Trimmer ist der kleine Schlitz in dem
Loch.
+--[ 5 MOhm ]--+
)-+ +---------+----+---------->
+--[ 5 pF ]--+ + +
^ ^
395 100
pF kOhm
| |
0V )------------------------+----+----------->
Die Hinweise darauf, dass Spannung gefährlich ist, will ich hier nicht
wiederholen. Der Fragesteller hat diesbezüglich schon seine Erfahrungen
gesammelt. Er hat hier nur gefragt, wie der Spannungsteiler aussehen
soll.
Hallo, schonmal danke für die sachdienlichen (und auch für die gutgemeinten) Hinweise! Ersteinmal: doch, ich weiß was ich tue! Ich weiß um die Gefahren hoher Spannungen (bzw. resultierender Ströme)! Ich kenne auch die Theorien des Spannungsteilers oder von Vorwiderständen (habe diesbezüglich im Studium mehr gemacht als mir manchmal lieb war)! Ich kann das Ganze auch komplex berechnen.....was mir aber fehlt ist die PRAKTISCHE ERFAHRUNG an dieser Stelle im Zusammenhang mit Datenerfassungskarten für den PC! Der Hinweis, das mit hohen Spannungen Gefahren einhergehen ist in Ordnung, allerdings hätte 3-mal mir persönlich dann gereicht! Warum ich dann überhaupt Frage? - naja, die Erfahrungen von jemand, der soetwas schon einmal praktisch umgesetzt hat ist immer interessant! Ich kann den Spannungsteiler (ohmscher als auch kapazitiver) berechnen - kein Problem! Aber wie hoch sollte man den Gesamtwiderstand ansetzen? Was sind realisticher, in der Praxis sinnvolle Größenordnungen? - Klar, hängt vom konkreten Anwendungsfall ab....bei mir sind die Spannungen zeitweise (Peaks bei Entladen von Kondensatoren, im Prinzip eine Schwingkreisanordnung mit einer Arbeitsspannung von 11 Volt) hoch, die Messung auf dem Oszi ergab einen Peak von 210 Volt! Daher meine Messbereiche wie im ersten Posting angegeben (mit Luft nach oben)! Die Eingänge der Karte sind galvanich getrennt - der Messbereich der Karte ist nunmal nur +/-10 Volt - daher das Interesse an einer Erweiterung des Messbereichs. Alternative wäre "ordentliche" Signalkonditionierung mit professioneller Hardware - die leider derzeit nicht vorhanden ist! Ich hoffe die Diskussion über die Gefahren und meine mir unterstellte Unfähigkeit hiermit beenden zu können...wer jedoch noch sinnvolle Tipps hat kann diese gerne schreiben! Ich messe jetzt erstmal weiter mit dem Oszi (und Eigenbau 1:500 Teiler) am Veruchsaufbau rum! ;) walter s.
> Aber wie hoch sollte man den Gesamtwiderstand ansetzen?
Wenn 1 % Genauigkeit erreicht werden soll, dann 1/100 der
Eingangsimpedanz des Messgerätes, oder niedriger.
Und nicht hochohmiger als Du Wiederstände mit 1 % Toleranz auftreiben
kannst. (100 MOhm gibt es billig nur mit 20%, 1 MOhm noch mit 1%)
Aber nicht so niederohmig, dass echt Leistung verbraten wird, oder der
Effekt (Spannungspitze) gedämpft wird.
Hinweis: Nimm nicht jede Textnachricht ernst. Hier wird halt gerne
Moorhuhn gespielt: Sobald eine Frage auftaucht, erstmal draufballern.
Auch wenn ich keine Antwort weiß. Das bringt Punkte.
Ignoriers einfach. Du bist nicht persönlich gemeint.
Hallo, danke schonmal...ist ja doch insgesamt viel hilfreiches dabei! Werde wohl einen Teiler mit 50:1 aufbauen....wobei das exakte Teilerverhältnis (solange groß genug) nicht so entscheident ist für mich.....! Da das ganze eh noch rechnerintern verarbeitet wird kann ich das Spannungssignal auch entsprechend nachbearbeiten (wenn mein Spannungsteiler also nachher ein Verhältnis von 49:1 hat werde ich das über eine Vorfaktor korrigieren). Damit habe ich auch kein so großes Problem mit der Toleranz der Widerstände, denn wenn ich das einmal korrigiert habe sollts ja passen! Bleibt eben nur noch die Frage, wie hoch ich mit dem Gesamtwiderstand des Teilers gehe. Größenordnung 1M-Ohm, 10M-Ohm, 100 M-Ohm? ...Impedanz der Karte wie gesagt 100 G-Ohm ....theoretisch sollte das also alles gehen! Das ganze muss leider über längere Messleitungen an die DAQ-Karte.... 2-3 Meter werden sein müssen. Angedacht (da vorhanden) ist RG58 .... die Kapazität des Kabels (100pF/m glaub ich) muss ich also auch noch reinrechnen...wie schaut das mit den 50 Ohm Leitungswellenwiderstand aus? Den kompletten Spannungsteiler möglichst nahe des Tastkopfes aufbauen (Problem dann eben die 3 m RG58 zur DAQ-Karte)....oder den Spannungsteiler aufteilen (ein Widerstand/Kondensator-Trimmer im Tastkopf, die anderen Elemente direkt an der Karte)? Grüße
@ Walter (Gast) >Bleibt eben nur noch die Frage, wie hoch ich mit dem Gesamtwiderstand >des Teilers gehe. Größenordnung 1M-Ohm, 10M-Ohm, 100 M-Ohm? ...Impedanz 10 MOhm ist eine gängige Grösse. >Das ganze muss leider über längere Messleitungen an die DAQ-Karte.... >2-3 Meter werden sein müssen. Angedacht (da vorhanden) ist RG58 .... die >Kapazität des Kabels (100pF/m glaub ich) muss ich also auch noch Schlecht. In diesem Fall solltest du auf einen käuflichten Tastkopf für Oszilloskope zurückgreifen, die gibte es AFAIk auch mit langen kabeln. Dort ist der grosse Widerstand des Spannungsteilers in der Tastkopfspitze integriert. Am Eingang deiner Karte musst du dann noch einen 1 MOhm Widerstand anschliessen, geht einfach mit BNC-T-Stücl und BNC Stecker. Dieser Aufbau hat den Vorteil einer hohen Bandbreite und mechanisch soliden Aufbaus. MfG Falk
hallo Falk,
käuflicher Tastkopf geht nicht/kaum....zum einen sind die Kontaktstellen
im späteren Aufbau schlecht zugänglich (um da einen Tastkopf einfach zu
plazieren isses zu eng), zum anderen wären es insgesamt 12 Tastköpfe -
da muss ich aus rein monetären Gründen auf eine "kostengünstige" Lösung
gehen!
Dass es nicht perfekt ist weiss ich - und ich werde damit leben können
(naja, müssen). Testen werde ich "alles", aber um erstmal weiter Theorie
zu spinnen eben die Frage, was hinsichtlich des Kabels
erfolgsversprechend erscheint.
Für einen Veruchsaufbau wirds werden:
- Teiler ca. 50:1 mit Widerständen 10 M-Ohm und 200 K-Ohm,
Trimmer-Kondensator 1-10pF und 2,5 m RG58 (ca. 85pF/m -> insgesamt ca.
212pF)
+--[10 MOhm]--+
Eingang )-+ +-----(Koax innen RG58 2,5m)------------(V
Ausgang
+--[1-10 pF]--+ | | |
| | |
200 100 100
KOhm GOhm pF
| | |
| | |
0V Masse )--------------------(Koax außen RG58 2,5m)------------(0V
EINGANG | SPANNUNGSTEILER | KOAX |
DAQ-Karte/Ausgang
...hab ich was vergessen?
Mist, wird umgebrochen....der Ausgang sitzt natürlich rechts
Von einem einzigen Widerstand auf der Eingangsseite rate ich dir dringend ab, wenn du keine für diese Spannung geeigneten auftreiben kannst. Die meisten bedrahteten R haben max 250V, wenn du SMD verwenden willst liegst du bei 150V und weniger zulässiger Spannung. Also:Datenblätter der vorgesehenen Widerstände checken! Arno
@ Walter (Gast) >- Teiler ca. 50:1 mit Widerständen 10 M-Ohm und 200 K-Ohm, >Trimmer-Kondensator 1-10pF und 2,5 m RG58 (ca. 85pF/m -> insgesamt ca. >212pF) Dein trimmer müsste dann aber auch 500V Spannungsfestigkeit haben. Das schaffen die AFAIK nicht. Nimm besser einen Festkondesator und platziere einen grossen Trimmer parallel zu den 220kOhm. Es gilt für den kompensierten Spannungsteiler. R1*C1=R2*C2 = 10 MOhm * X = 0.2MOhm*212pF Macht ca. 4,2 pF. 4,7pF ist ein Standardwert, dann kann man auch noch mit einem Trimmer "unten" das Ganze abgleichen. MFG Falk
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Guten Abend, in der Skizze sind die Widerstände drin.....macht ein Teilerverhältnis von 49,57 - passt für mich und meine Anwendung! An den Kapazitäten häng ich mich grade noch auf - da ja im Prinzip auch die Widerstände eine Kapazität bilden (die großen Widerstände). Wie groß sind die Kapazitäten der beiden 5,1 MOhm-Widerstände? Dann wären passende Widerstände/Trimmer schnell gerechnet und passendes ausgewählt. Bei der Koax-Kabellänge komme ich wohl auch mit 2 Meter hin.....weniger iss dann aber echt nicht mehr drin! Grüße
@ Walter (Gast) >An den Kapazitäten häng ich mich grade noch auf - da ja im Prinzip auch >die Widerstände eine Kapazität bilden (die großen Widerstände). Wie groß >sind die Kapazitäten der beiden 5,1 MOhm-Widerstände? Pi mal Daumen 1pF, vielleicht weniger. MfG Falk
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