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
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!
@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
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?
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
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
