Ich bin gerade dabei die Restkapazitäten von Alkalibatterien zu testen. Dabei ist mir aufgefallen, dass der Innenwiderstand sich nicht linear verhält. Die Batteriespannung springt in der Ausschwingphase meist nur um +-17mV bis der Endwert erreicht ist. Für den allgemeinen Gebrauch ist dies wohl nicht wichtig.
Dennoch wärs doch interessant, wie und warum sich die Elektronen da drin so verhalten.
Gibt es dafür Dokumentationen?
Dann erkläre mir doch, was man falsch machen kann mit einer Batterie, einem Lastwiderstand 1,0R und einem Shunt zur Strommessung. Ich hoffe wenigstens der Oszi funktioniert.
Ein 8-bit ADC mit 4,096V Referenz hat zufälligerweise 16mV/digit.
Ich würde sagen du siehst die Grenzen deiner Hardware, weniger als 1 bit geht nun mal nicht.
Dann erkläre mir doch, was man falsch machen kann mit einer Batterie,
einem Lastwiderstand 1,0R und einem Shunt zur Strommessung. Ich hoffe
wenigstens der Oszi funktioniert.
Welche Erkenntnis willst du daraus gewinnen quasi leere Batterien zu testen, indem du sie mit 1R belastest?
Ein 8-bit ADC mit 4,096V Referenz hat zufälligerweise 16mV/digit.
Ich würde sagen du siehst die Grenzen deiner Hardware, weniger als 1 bit
geht nun mal nicht.
Ich hab ein PicoScope und als Auflösung 12(8+4) eingestellt. Da hoffe ich doch, dass das genauer als 8Bit ist.
8+4 deutet auf 8bit mit 4-facher Mittelung hin. Schätze ich.
Sieht man auch dran, das nur die Schrägen etwas grisselig sind, die flachen stellen dagegen verdächtig sehr flach.
Hardwarebeschränkungen die durch Software versteckt werden sehen so aus.
Mag bei schnelleren Verläufen funktionieren, aber deine Messungen dauern zu lange...
Ich hab nun mal eine flache Ladekurve eines Elkos gemessen: Es sind tatsächlich 17mV Steps zu sehen. Ich bin zwischenzeitlich damit sehr unzufrieden, auch wegen anderer Fehlmessungen. Mehr war als sowas ist aber im Buget nicht drinn!
Es sind tatsächlich 17mV Steps zu sehen. Ich bin zwischenzeitlich damit
sehr unzufrieden, auch wegen anderer Fehlmessungen. Mehr war als sowas
ist aber im Buget nicht drinn!
Dann bau dir nen Mittelwert draus und bescheiss dich selber.
Fuer die Spannungsmessung kannst Du die Messungen noch verbessern. Wenn Du ueber die Ausgaenge noch abwechselnd eine Stoerspannung von 0, 4, 8 und 12 mV addierst und dann ueber diese Werte einen Mittelwert bildest, dann gewinnst Du noch zwei Bit an Aufloesung.
Nachteil ist, dass die Messung um den Faktor zehn langsamer wird.
Fuer die Spannungsmessung kannst Du die Messungen noch verbessern.
Wenn Du ueber die Ausgaenge noch abwechselnd eine Stoerspannung von 0,
4, 8 und 12 mV addierst und dann ueber diese Werte einen Mittelwert
bildest, dann gewinnst Du noch zwei Bit an Aufloesung.
Nachteil ist, dass die Messung um den Faktor zehn langsamer wird.
Genau, der AD-Wandler rauscht nicht genug. Hätte er ein exakt 1bit gleichverteiles Rauschen, würde die Mittelwertbildung funktionieren.
Aber am Rande: Spannungsstufen gibt es zumindest bei LiIon-Akkus. Die ergeben sich daraus, das die Ionen nacheinander Gitterplätze im Graphit besetzen, die energetisch unterschiedlich sind. Also erst die billigen Plätze mit wenig Energie=Spannung, dann die höheren. Ist aber wohl extrem schwer zu messen. Und bei einer Alkali-Batterie sicher auch nicht der Fall (da wird nichts in einem Kristallgitter eingelagert).
Man erkennt leicht: das ist keine gute Ausgangsbasis für brauchbare Messergebnisse.
Wenn du im mV-Bereich messen willst, dann solltest du vorher(**) mit einem Spannungsteiler und einem Poti testen, ob das dein Messgerät denn überhaupt kann. Ich habe mit dem ersten Blick auf die Kurven gesehen, dass das irgendein Quantisierungsproblem ist.
Bau dir einen Verstärker davor. Bei 10x Verstärkung werden aus
17mV-Sprüngen auf einmal nur noch 1,7mV-Sprünge.
Sehr lustig. Der Oszi scaliert dann das verstärkte Signal wieder runter, um den interen Messbreich nicht zu überschreiten. Das Ganze ist dann ein Null-Summen-Spiel.
Sehr lustig. Der Oszi scaliert dann das verstärkte Signal wieder runter,
um den interen Messbreich nicht zu überschreiten. Das Ganze ist dann ein
Null-Summen-Spiel.
Dann brauchst du halt einen präzisen Verstärker mit genauso präziser Offsetsubtraktion.
Wobei absolut unklar ist, was das Ziel dieser Messung ist.
Leere Primärzellen landen bei mir im Batterierecycling-Behälter und nicht auf dem Labortisch.
Ich habe mit dem ersten Blick auf die Kurven gesehen, dass das irgendein
Quantisierungsproblem ist.
Das war auch meine erste Vermutung, aber da in dem Diagramm die Rampen schräg und abgerundet waren und auch noch ein Brumm darauf zu sehen war, hatte ich die Idee das das ein Auflösungsproblem sein könnte wieder verworfen.
Genau, der AD-Wandler rauscht nicht genug. Hätte er ein exakt 1bit
gleichverteiles Rauschen, würde die Mittelwertbildung funktionieren.
Welche natürliche Rauschquelle hat schon ein exakt gleichverteiltes Rauschen?
Das müsste man wohl, mehr oder weniger schlecht, künstlich erzeugen und dem
Messsignal exakt zumischen.
Alle Verfahren die "Bits" durch "Kaffeesatzlesen" erzeugen, taugen nichts.
Aber am Rande: Spannungsstufen gibt es zumindest bei LiIon-Akkus. Die
ergeben sich daraus, das die Ionen nacheinander Gitterplätze im Graphit
besetzen, die energetisch unterschiedlich sind. Also erst die billigen
Plätze mit wenig Energie=Spannung, dann die höheren. Ist aber wohl
extrem schwer zu messen. Und bei einer Alkali-Batterie sicher auch nicht
der Fall (da wird nichts in einem Kristallgitter eingelagert).
Mit einem Silabs 8051F350, der enthält einen 24 bit ADC mit 4 differentiellen
Kanälen, sind die Aussichten nicht schlecht, elektrochemische Effekte
nachzuweisen. Ohne das man $UNSUMMEN ausgeben muss.
Ein 6 1/2 Steller (oder besser) von HP reicht natürlich auch.
batt01.png
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