ich bin gerade dabei eine Schaltung zu entwerfen, die es mir erlaubt, den Strom, der zwischen Opferanode und Warmwasserspeicher fließt, zu messen.
Das Signal soll mit einem ATmega32u4 (Vcc=3,3V) verarbeitet werden.
Messungen an der Opferanode haben folgendes Verhalten gezeigt:
1
Leerlaufspannung = 0,17V
2
1000 Ohm : 0,16V -> 0,16mA
3
100 Ohm : 0,10V -> 1,0mA
4
10 Ohm : 0,022V -> 2,2mA
5
6 Ohm : 0,013V -> 2,2mA
Mein Plan ist, mittels Shunt zu messen.
Bei der aktuell vorhandenen Leerlaufspannung (die Anode habe ich erst vor zwei Wochen eingebaut, ist also quasi neu) von 0,17V dürfte der Widerstand also nicht größer als etwa 10 Ohm sein, um den Stromfluss nicht zu beeinträchtigen.
Da die Leerlaufspannung im Laufe der Zeit absinken wird, sollte der Shunt denke ich nicht größer als 1 Ohm sein.
Der Strom kann sich auch umkehren. Und zwar, wenn die Anode nicht mehr funktionsfähig ist und sich somit der Speicher auflöst. D.h. ich möchte auch negative Ströme messen können.
Als ich die Anode neu eingebaut hatte, habe ich Ströme bis 6mA gemessen.
Daher lege ich den Messbereich fest auf -2mA bis +10mA.
Die gewünschte (!) Genauigkeit wäre 0,1mA.
Im Anhang die angedachte Schaltung.
Mit den gewählten Widerstandswerten ergibt sich eine Verstärkung von 270.
Der Offset beträgt 0,595V.
Der Messbereich ist somit 0V=-2,2mA bis 3,3V=10,0mA.
Der OP ist ein AD8538 Präzisionsverstärker mit typ. 5µV Offset.
Die Auflösung wäre 0,0030 mA/LSB.
Ich kenne mich bzgl. OP-Auslegung nocht nicht so gut aus.
Die 5µV Offset ergeben bei einer Verstärkung von 270 = 1,35mV.
Der Umrechnungsfaktor ist 270mV/mA, somit wäre das ein Fehler von lediglich 0,005mA? Hab ich das richtig gerechnet?
Welche Fehler müsste man denn sonst noch betrachten? Ich kann die Messwerte dann ja auch kalibrieren, sollte somit recht genau werden?
Was haltet ihr davon? Ist das so brauchbar?
Und Zusatzfrage: Machen die angedachten Kerkos so Sinn?
Klingt nach wenig für eine Magnesiumanode. Es sollte eine Zehnerpotenz
mehr sein. Bei einer Zinkanode ist es immer noch um die Hälfte daneben.
Es handelt sich um eine Magnesiumanode.
Warum da jetzt nur 0,17V anliegen, weiß ich auch nicht.
Hab an verschiedenen Stellen des Puffers gemessen. Oben befindet sich eine angeschweißte Lasche an der ich das blanke Metall freigelegt habe. Dort messe ich ebenso 0,17V zur Anode wie auch an den Rohrleitungsanschlüssen.
Ja, sonst würde ich vmtl. auch garkeinen Stromfluss messen können?
Ich hatte die Anode vor Verbau mit einem Multimeter geprüft (Widerstandsmessung) und keine Leitung zw. Gewinde und Anschluss oben messen können.
Ja, sonst würde ich vmtl. auch garkeinen Stromfluss messen können?
Doch würdest du je nach Leitungsverlegung und Messpunkten. Aber eben einen falschen. Zeig doch mal ein Foto von dem Ding. Da sieht man dann ja gleich, ob die einen isolierten Anschluss hat.
Wozu ein Differenzverstärker, wenn das Signal ganz einfach massebezogen abgegriffen werden kann? Wozu 2 Versorgungsspannungen? Taugen die 3V3 als driftfreie und stabile Referenz für den Offset?
Und Zusatzfrage: Machen die angedachten Kerkos so Sinn?
Nein, an die OP-Eingänge dürfen keine Kondensatoren. So bastelt man ganz schnell einen Oszillator.
Ich habe extra eine isolierte gekauft, genau bei diesem Laden und sie sieht auch so aus. Und ich habe wie gesagt keine Leitung zw. Gewinde und Abgriff feststellen können.
Mir reicht theoretisch schon eine Auflösung von 0,1 mA. Was bringt mir schon die hohe Auflösung wenn die Genauigkeit nicht gegeben ist.
Mit dem 1 Ohm Shunt und der Verstärkung von 270 komme ich auf eine Auflösung von 0,003 mA/LSB. Somit deutlich mehr als ausreichend.
Wozu ein Differenzverstärker, wenn das Signal ganz einfach massebezogen
abgegriffen werden kann?
Weil ich, wie erwähnt, auch negative Ströme messen können will.
Der Stromfluss dreht sich um, sobald sich der Puffer auflöst und nicht mehr die Opferanode.
Wozu 2 Versorgungsspannungen? Taugen die 3V3
als driftfreie und stabile Referenz für den Offset?
Die Schaltung wird im Keller betrieben, somit gibt es so gut wie keine Temperaturschwankungen. Lokale Wärmebildung ist auch nicht vorhanden. Daher dürfte der Temperaturdrift quasi keine Rolle spielen.
Die 5V habe ich nur gewählt, weil OPVs ja gerne etwas Puffer haben. Aber stimmt schon, für den ausgewählten AD8538 wäre das nicht nötig.
Wichtig ist vmtl., dass die Versorgungsspannung für den OPV stabil ist und dass beim Spannungsteiler R11/R12 die Ratiometrie zu den 3V3 gegeben ist, die gleichzeitig die VREF für den ADC sind?
Die gemessene Leerlaufspannung passt eigentlich nicht zu den Werten (Spannungsreihe) auf der "bosy-Seite".
Hat der Speicher auch eine el. Heizpatrone? (Andere Metalle, Weitere Ausgleichsströme wegen Verbindung zu PE?, od. sogar mit weiterer Schutzanode auf der E-Flanschplatte?)
PS. Mir wurde ein Schutzstrom von ca. 6mA berichtet bei:
Neuer 300 l WW-Speicher (emailliert) mit neuer Schutzanode an der Flanschplatte der neuen 3x2kW E-Heizung.
-Keine eigene Erfahrung - Meine Schutzanode ist nicht isoliert....
Und Zusatzfrage: Machen die angedachten Kerkos so Sinn?
Nein, Was sollen die bewirken?
Ein einziger in der Gegenkopplung würde den Ausgang ruhig halten. Alles andere erzeugt nur Phasenverschiebungen und reduziert die Phasenreserve.
Warum verwendest du nicht einen INA240 o.ä.?
Die gemessene Leerlaufspannung passt eigentlich nicht zu den Werten
(Spannungsreihe) auf der "bosy-Seite".
Hat der Speicher auch eine el. Heizpatrone? (Andere Metalle, Weitere
Ausgleichsströme wegen Verbindung zu PE?, od. sogar mit weiterer
Schutzanode auf der E-Flanschplatte?)
PS. Mir wurde ein Schutzstrom von ca. 6mA berichtet bei:
Neuer 300 l WW-Speicher (emailliert) mit neuer Schutzanode an der
Flanschplatte der neuen 3x2kW E-Heizung.
Nein, es ist keine elektrische Heizung vorhanden.
Die Rohranschlüsse sind aber nicht isoliert, falls das evtl. eine Rolle spielen sollte. Aus diesem Grund ist es auch keine Fremdstromanode geworden.
Weil ich keinen Shop gefunden habe, der den INA240A4 vertreibt.
Und der China-Ware auf eBay traue ich nicht wirklich.
Mit 0,1% Widerständen komme ich mit dem AD8538 ebenfalls auf einen Gain-Error von max. 0,2% wie beim INA240 auch. Der Offset ist beim AD8538 sogar etwas geringer als beim INA240. Gäbs sonst noch Vorteile mit dem INA240, außer dass die paar Widerstände integriert sind?
Warum unbedingt per Shunt?
Die 2mA kann doch jeder OP liefern, so dass auch ein Transimpedanzverstärker kein sonderlicher Aufwand wäre. Allerdings müsste der OP dann immer laufen.
Interessant wäre, ob durch die Schaltung der Verschleiß der Opferanode sich ändert? Massebezug=? Eigentlich reicht es doch, wennn er misst, wenn er es wissen möchte (nicht 7x24).
Wenn die Schaltung den Pufferspeicher hochohmig auf Potential legt (150k 33k 3,3V) funktioniert das nur, wenn alles hochohmig gegen Masse ist. Also keine Leitung zu irgendeiner Auswertung und leckstromfreies Netzteil.
Um die Messbeeinflussung der Verdrahtung und Shunt zu minimieren, werfe ich die Frage auf, ob man den OPV besser als Transimpedanzverstärker beschalten sollte. Dann würde der Strom der Kathode nicht von einem Shunt beeinflusst und künstlich durch den OOV Rückkopplungsstrom auf Null gehalten werden. Vielleicht könntet ihr das mal (für mich) ausprobieren. Bei unseren kanadischen Wasserheizern ist die Elektrode direkt an einem großen Hexbolzen angeflanscht und ein isolierter Einbau wäre da sehr umständlich. Ich habe meine Elektrode nach 15J ausgewechselt und man konnte eine ziemlich auf 50% reduzierte Elektrode feststellen. Also, Luxus ist so eine Anordnung bestimmt nicht. Bin sehr auf eine weitere Diskussion hier gespannt.
Um die Messbeeinflussung der Verdrahtung und Shunt zu minimieren, werfe
ich die Frage auf, ob man den OPV besser als Transimpedanzverstärker
beschalten sollte.
Wie gesagt - der Nachteil wäre, dass der immer laufen müsste.
Der TO hat sich noch nicht geäußert, warum er unbedingt einen Shunt verwenden und sich mit dem doch recht kleinen Spannungsabfall abgeben möchte.
Die 2mA kann doch jeder OP liefern, so dass auch ein
Transimpedanzverstärker kein sonderlicher Aufwand wäre. Allerdings
müsste der OP dann immer laufen.
Mit zwei verschiedenen DMM und je nach gewähltem Meßbereich weicht der
Strom erheblich ab, Meßfehler durch unterschiedliche Shuntwiderstände.
Eben, ein Transimpedanzverstärker vermeidet den Spannungsabfall am Shunt (bzw. am Innenwiderstand des DMM) und reduziert den Fehler wegen des viel kleineren Innenwiderstandes auf µV...mV.
Warum unbedingt per Shunt?
Die 2mA kann doch jeder OP liefern, so dass auch ein
Transimpedanzverstärker kein sonderlicher Aufwand wäre. Allerdings
müsste der OP dann immer laufen.
Um die Messbeeinflussung der Verdrahtung und Shunt zu minimieren, werfe
ich die Frage auf, ob man den OPV besser als Transimpedanzverstärker
beschalten sollte. Dann würde der Strom der Kathode nicht von einem
Shunt beeinflusst und künstlich durch den OOV Rückkopplungsstrom auf
Null gehalten werden.
Wie gesagt - der Nachteil wäre, dass der immer laufen müsste.
Der TO hat sich noch nicht geäußert, warum er unbedingt einen Shunt
verwenden und sich mit dem doch recht kleinen Spannungsabfall abgeben
möchte.
Danke für den Hinweis. Diese Art der Beschaltung war mir bisher nicht bekannt. Genau daher frage ich ja hier nach Unterstützung. Es muss nicht unbedingt ein Shunt sein. Mir ist allerdings gerade nicht ganz klar, wie das genau anzuschließen wäre.
Also am OP+ bräuchte ich noch einen Spannungsteiler, damit ich in beide Richtungen messen kann, das ist klar.
Der Pufferspeicher müsste mit der Masse meiner Versorgung kurzgeschlossen werden. Die Stromrichtung im Normalbetrieb dreht sich damit um.
Würde ich dann einfach die Opferanode an den OP- anschließen?
Wie schließt sich denn dann der Stromkreis?!
Anbei eine Simulation und zur Diskussion das Anschlussbild.
Wieso müsste der dann "immer laufen"?
Ich kann doch zB mittels Relais umschalten zw. "harter Kurzschluss zw. Anode und Puffer" und "Messbetrieb"?
Interessant wäre, ob durch die Schaltung der Verschleiß der Opferanode
sich ändert? Massebezug=? Eigentlich reicht es doch, wennn er misst,
wenn er es wissen möchte (nicht 7x24).
Nein, sogar kontraproduktiv, weil die Meßschaltung den Strom reduziert!
Absolut richtig, danke für den Einwand. Je nachdem wie die finale Lösung aussieht, werde ich das berücksichtigen. Ich könnte ja z.B. ein Relais nutzen.
INA226 fällt mir noch ein, der hat gleich den ADC dabei, I2C, gibt's auf
Boards zum leichten Einbau.
Danke, der wäre in der Tat interessant. Gerade im Moment bin ich leider etwas wenig motiviert die I²C Schnittstelle in Betrieb zu nehmen, aber das kann sich noch ändern :)
Wenn die Schaltung den Pufferspeicher hochohmig auf Potential legt (150k
33k 3,3V) funktioniert das nur, wenn alles hochohmig gegen Masse ist.
Also keine Leitung zu irgendeiner Auswertung und leckstromfreies
Netzteil.
Danke für den Input. Kannst du das noch etwas genauer erklären? Warum funktioniert das dann nicht mehr?
Also am OP+ bräuchte ich noch einen Spannungsteiler, damit ich in beide
Richtungen messen kann, das ist klar.
Musst du wirklich in beide Richtungen messen?
Wenn der Strom zur Opferanode in die andere Richtung fließt, passt irgendetwas grundsätzlich nicht, oder?
Mit der Schaltung ziehst du die Opferanode auf 2.53V gegen Gnd und der OP würde im Rahmen seiner Möglichkeiten den dafür nötigen Strom bereit stellen. Soll die Anode auf dieses Potential?
Wieso müsste der dann "immer laufen"?
Ich kann doch zB mittels Relais umschalten zw. "harter Kurzschluss zw.
Anode und Puffer" und "Messbetrieb"?
Immer laufen müsste er, wenn der Strom ausschließlich vom OP käme. Falls du natürlich mit einem zusätzlichen Relais zwischen Originalkonfiguration und Messbetrieb umschaltest, ist das kein Problem.
Musst du wirklich in beide Richtungen messen?
Wenn der Strom zur Opferanode in die andere Richtung fließt, passt
irgendetwas grundsätzlich nicht, oder?
Ja, dann passt etwas nicht. Das bedeutet dann, dass sich der Pufferspeicher zersetzt und die Opferanode hinüber ist. Theoretisch würde es auch reichen, wenn ich bis 0mA messen kann, das ist schon richtig.
Mit der Schaltung ziehst du die Opferanode auf 2.53V gegen Gnd und der
OP würde im Rahmen seiner Möglichkeiten den dafür nötigen Strom bereit
stellen. Soll die Anode auf dieses Potential?
Vermutlich soll sie das nicht. Also eher so wie im Anhang?
Irgendwie erscheint mir das aber auch nicht richtig.
Das scheint mit dem negativen Stromfluss nicht korrekt zu arbeiten.
Würde aber bedeuten, ich müsste die Anode mit Masse verbinden und den Pufferspeicher mit OP-. Das gefällt mir aber auch nicht wirklich, da der Pufferspeicher ja geerdet ist.
Das scheint mit dem negativen Stromfluss nicht korrekt zu arbeiten.
Na ja, damit der OP bei 0V am Eingang über R2 einen Strom von der Opferanode aufnehmen kann, muss sein Ausgang negativ werden. Das schafft er nur mit einer (negativen) Hilfsspannung als negative Versorgung.
Und warum baut man nicht sofort ne Fremdstromanode ein? Man hat keinen
Dreck des aufgelutschten Magnesiumstabes im Boiler, und sieht per LED ob
das Dingens noch funktioniert oder nicht.
Weil dazu die Rohrleitungen isoliert sein müssen zum Pufferspeicher. Ansonsten ist die Schutzwirkung zu gering. Bei mir sind sie leider nicht isoliert.
Na ja, damit der OP bei 0V am Eingang über R2 einen Strom von der
Opferanode aufnehmen kann, muss sein Ausgang negativ werden. Das schafft
er nur mit einer (negativen) Hilfsspannung als negative Versorgung.
Ja, verstanden. Ich muss mal gucken, ob meine Masse isoliert ist zum Puffer. Dann wäre es denkbar die Masse mit der Opferanode zu verbinden. Ansonsten bräuchte ich für den Transimpedanzverstärker wohl noch eine negative Versorgung. Lass ich mir mal durch den Kopf gehen.
Bei unseren kanadischen Wasserheizern ist die Elektrode
direkt an einem großen Hexbolzen angeflanscht und ein isolierter Einbau
wäre da sehr umständlich.
Das hat nichts mit Kanada zu tun, sondern ist abhängig vom Hersteller des Kessels. Viessmann baut isoliert ein, sein Vorgänger war nicht meßbar.
Ich habe meine Elektrode nach 15J
ausgewechselt und man konnte eine ziemlich auf 50% reduzierte Elektrode
feststellen.
Ich habe mich um nichts gekümmert, nach ca. 25 Jahren geb es dann Ärger wegen durchgegammeltem Wärmetauscher. Es hat eine Weile gedauert, bis ich die Ursache für Überdruck im Heizkreislauf gefunden hatte, ebenso drang Heizungswasser ins Trink-Warmwasser ein.
Ich habe mich um nichts gekümmert, nach ca. 25 Jahren geb es dann Ärger
wegen durchgegammeltem Wärmetauscher.
Bei mir war es ähnlich. Opferanode wurde nie geprüft geschweige denn getauscht. Nach 20 Jahren war der Puffer durchgegammelt (Loch im Wärmetauscher für die Solarthermie).
Mit der Schaltung ziehst du die Opferanode auf 2.53V gegen Gnd und der
OP würde im Rahmen seiner Möglichkeiten den dafür nötigen Strom bereit
stellen. Soll die Anode auf dieses Potential?
Na ja, damit der OP bei 0V am Eingang über R2 einen Strom von der
Opferanode aufnehmen kann, muss sein Ausgang negativ werden. Das schafft
er nur mit einer (negativen) Hilfsspannung als negative Versorgung.
Ich hab mir dazu nochmal Gedanken gemacht.
Option #1:
Transimpedanzverstärker, Masse verbunden mit Pufferspeicher, Opferanode an OP-
Hier fließt im Normalbetrieb ein negativer Strom.
Dazu müsste ich den OP mit einer negativen Spannung füttern oder das Potenzial am OP+ mittels Spannungsteiler anheben. Meines Erachtens kommt beides aufs selbe raus. Um eine negative Spannung zu generieren, müsste ich meine aktuelle Bezugsmasse ja um ebendiese Spannung anheben. Am Ende ist das dasselbe, wie wenn ich lediglich den OP+ anhebe, nur dass letzteres deutlich einfacher ist?
Ich habe mal nachgemessen: Meine Versorgungsmasse ist aktuell isoliert zum Pufferspeicher. Mir fällt kein Grund ein, warum ich die Opferanode nicht auf 2,5V gegen meine Versorgungsmasse anheben dürfte? Übersehe ich etwas?
Hinzu kommt: Wenn ich den OP mit negativer Spannung versorgen würde, würde ich eine negative Ausgangsspannung bekommen, die ich dann schlecht messen kann.
Option #2:
Transimpedanzverstärker, Masse verbunden mit Opferanode, Pufferspeicher an OP-
Hier fließt im Normalbetrieb ein positiver Strom. OP+ könnte dann direkt auf Masse. Mir gefällt nur nicht, dass ich meine Masse auf das Potenzial der Opferanode setze. Wenn ich es schon wo hinziehen muss, dann doch lieber auf Erdpotenzial?
Option #3:
Messung mit Shunt -> da gibts das Problem nicht
Aktuell tendiere ich zu Option #1 plus Relais zum Umschalten zw. Normalbetrieb (harter Kurzschluss zw. Opferanode und Puffer) und Messbetrieb (Transimpedanzverstärker), falls es keine weiteren Einwände gibt.
Mir fällt kein Grund ein, warum ich die Opferanode
nicht auf 2,5V gegen meine Versorgungsmasse anheben dürfte? Übersehe ich
etwas?
Womöglich ist das doch keine gute Idee.
Der Puffer wäre dann auf Masse, die Anode auf 2,5V. Somit störe ich das ganze und messe nicht mehr den tatsächlich im Normalbetrieb fließenden Strom (seufz).
Müsste dann also doch Option #2 nehmen mit Opferanode auf Masse und Pufferspeicher an OP-.
Hinzu kommt: Wenn ich den OP mit negativer Spannung versorgen würde,
würde ich eine negative Ausgangsspannung bekommen, die ich dann schlecht
messen kann.
Op-Amps kommen oft genug im Doppelpack daher (z.B. LM358 oder vielleicht besser irgendein Rail-to-Rail Typ). Es wäre also überhaupt kein Problem, noch einen invertierenden Verstärker dahinter zu schalten, um am Ausgang eine positive Messspannung zur Verfügung zu haben.
Eine negative Versorgungsspannung kannst du mit einem DC/DC-Wandler (z.B LME0505DC) bereit stellen. Falls du noch einen MAX232 o.ä. rumliegen hast, kannst du auch dessen Ladungspumpe benutzen.
Und warum baut man nicht sofort ne Fremdstromanode ein? [....]
Weil dazu die Rohrleitungen isoliert sein müssen zum Pufferspeicher.
Ansonsten ist die Schutzwirkung zu gering. Bei mir sind sie leider nicht
isoliert.
Ach was. Wie kommst Du dadrauf das die Rohre isoliert sein müssen? Das einzige was isoliert eingebaut sein muss ist der Anodenstab! Das ist in den Einbausätzen fertig vorgegeben.
Wie kommst Du dadrauf das die Rohre isoliert sein müssen?
Ich hatte selbst überlegt auf eine Fremdstromanode zu wechseln und habe viel dazu im Internet gelesen. Irgendwo bin ich auf die Aussage gestoßen, dass der Strom bei unisoliert angeschlossenen Rohren dann vor allem über ebendiese nach Erde abfließen könnte und somit die Schutzwirkung zu gering wäre, weshalb ich mich dann doch für die Magnesiumanode entschieden habe.
Ja, schwierig. Die einen sagen so und die anderen so :D
Egal, jetzt ist es eine Magnesiumanode geworden.
Was ich mich allerdings frage: Mit diesem Transimpedanzverstärker ist es doch so, dass der Strom dann eigtl. durch den OP getrieben wird, d.h. der kommt von der Versorgung des OPs? Denn der versucht ja, die Spannung zw. Pufferspeicher und Anode auf Null zu bekommen. Ist meine Vermutung richtig, dass sich dann die Anode eigentlich garnicht auflösen dürfte? (Das gilt natürlich nicht, wenn ich dann per Relais zurückschalten würde auf direkten Kurzschluss.) D.h. ich hätte somit quasi eine Fremdstromanode?
Bei unseren kanadischen Wasserheizern ist die Elektrode
direkt an einem großen Hexbolzen angeflanscht und ein isolierter Einbau
wäre da sehr umständlich.
Das hat nichts mit Kanada zu tun, sondern ist abhängig vom Hersteller
des Kessels. Viessmann baut isoliert ein, sein Vorgänger war nicht
meßbar.
Naja, meine Elektrode ist leider mit dem Schraubbolzen fest verbunden und sehe wenig Möglichkeiten um das zu ändern. Ich hätte dieses Projekt auch gerne umgesetzt. Finde ich echt toll, dass ihr euch damit befasst.
Ich habe meine Elektrode nach 15J
ausgewechselt und man konnte eine ziemlich auf 50% reduzierte Elektrode
feststellen.
Ich habe mich um nichts gekümmert, nach ca. 25 Jahren geb es dann Ärger
wegen durchgegammeltem Wärmetauscher. Es hat eine Weile gedauert, bis
ich die Ursache für Überdruck im Heizkreislauf gefunden hatte, ebenso
drang Heizungswasser ins Trink-Warmwasser ein.
Aber nicht lange, weil sich das Dingens auflöst und immer dünner und
kürzer wird.
Könntest Du das noch näher erläutern?
Ich wäre jetzt davon ausgegangen, dass sich die Anode nur zersetzt, weil aufgrund der Spannungsreihe der entsprechende Stromfluss stattfindet. Und die Energie dafür muss ja irgendwo her kommen. Wenn ich den Strom jetzt über den OP zuführe, könnte ich mir vorstellen dass die Zersetzung zumindest deutlich langsamer stattfindet. Oder gibt es noch andere physikalische Effekte? Kann gut sein, dass das Ding einfach nur so rostet im Wasser. Aber durch den Fremdstrom dürfte sie doch trotzdem deutlich länger halten?
Wenn ich den Strom jetzt über den OP zuführe, könnte ich mir vorstellen
dass die Zersetzung zumindest deutlich langsamer stattfindet.
Der TIA ersetzt nur die Verbindung zwischen Opferanode und Pufferspeicher, ändert aber gegenüber der ursprünglichen Verschaltung nichts an den Spannungs- und Stromverhältnissen.
Er liefert an seinem Ausgang lediglich zusätzlich die Spannung als Maß für den fließenden Strom.
Könntest Du das noch näher erläutern?
Ich wäre jetzt davon ausgegangen, dass sich die Anode nur zersetzt, weil
aufgrund der Spannungsreihe der entsprechende Stromfluss stattfindet.
Und die Energie dafür muss ja irgendwo her kommen.
Der Strom bleibt doch der gleiche, egal ob Du ihm nun aus dem voltaschen Element entnimmst, oder aus der externen Quelle. Aus der externen Quelle kann er allenfalls geringfügig höher werden, was sich negativ auf die Anode auswirken würde.
So, ich hab das mal ausprobiert mit dem Transimpedanzverstärker.
Verwendet habe ich einen MCP602, versorgt mit 5V.
Einmal mit 270 Ohm Widerstand vom Ausgang nach OP- und einmal mit 100 Ohm.
Pufferspeicher an OP- und Opferanode an OP+.
Egal welcher Widerstand, ich habe 0,171V am Ausgang des OP gemessen.
Der Strom war nur 0,78 mA.
Ohne angeschlossenen Verstärker ist der Strom bei 1,57mA (Leerlaufspannung 0,258V). Der Strom halbiert sich also bei angeschlossenem Transimpedanzverstärker.
Lässt sich das irgendwie erklären?
Und wie ergeben sich die 0,171V?
Egal welcher Widerstand, ich habe 0,171V am Ausgang des OP gemessen.
Hast du geprüft, ob der OpAmp überhaupt richtig arbeitet?
Welche Spannung misst du am invertierenden Eingang, welche am nicht invertierenden?
Die müssen beide gleich sein.
Uo +258mV Io +1,57mA. Wenn das im 2mA Messbereich gemessen wurde ist die Messung unbrauchbar, weil bei Ri=100R intern schon 157mV abfallen. Messung im 200mA Bereich (Ri=1R Ui=einige mV) wiederholen.
Der Anodenstrom muss aus der Anode nach Massepotential fließen. Damit der OPnegIN auf Null gezogen wird, muss der OP Ausgang negativ werden, braucht also auch negative Versorgungsspannung.
Danke, es war tatsächlich falsch rum.
Die Anode muss an OP- und der Speicher an OP+. Jetzt messe ich 1,47V am OP-Ausgang. Ergibt 5,5 mA mit dem 267 Ohm Widerstand :-)
Danke auch für den Hinweis zum Innenwiderstand des Multimeters. Absolut richtig.
Bei 200mA Messbereich hab ich einen Strom von 5,3mA.
Hab das Multimeter mal nachgemessen.
Ist ein EM3058.
2 A -> 0,3 Ohm
200 mA -> 1,2 Ohm
20 mA -> 10,1 Ohm
2 mA -> 100 Ohm
+1,47V am OPout und Opferanode am OPnegIN? Dann muss die Anodenleerlaufspannung und Strom aber negativ gegen Masse gewesen sein. Angegeben waren 258mV, also positive Werte.
Für alle dies noch interessiert.
Die Messung läuft jetzt seit ein paar Tagen.
Hier das Diagramm dazu.
Der Strom der Opferanode ist in grau dargestellt.
Für alle dies noch interessiert.
Die Messung läuft jetzt seit ein paar Tagen.
Hier das Diagramm dazu.
Der Strom der Opferanode ist in grau dargestellt.
Ist das mit TIA-OPV in Spannung umgewandelt?
Der Strom sieht erwartungsgemäß ziemlich gleichmäßig aus.
