Ich habe ein Spannungssignal (DC) das im Bereich von +50V bis -50V liegen kann. Das Signal liegt über einem Widerstand mit bis zu 2 Mega-Ohm an. Ich würde es gerne hochohmig Messen, um das Ergebnis nicht zu verfälschen. Gängige Operationsverstärker (-> Impedanzwandler) decken diesen Bereich allerdings nicht ab und bei einem sehr hochohmigen Spannungsteiler bin ich mir nicht sicher, ob ich mir nicht zu viel negative Effekte (z.B. Widerstandsrauschen) einfange. Gibt es eine elegante Möglichkeit das zu lösen, oder muss ich mit einem Spannungsteiler leben?
Hi, vllt den Strom messen der durch den Widerstand fliesst?!? uA sollten mit nem guten Messgerät machbar sein! Gruss
Hallo, ist der Widerstand bzw. deine Quellenimpedanz exakt bekannt und auch konstant ? Dann "bau" ihn doch gleich in deinen Spannungsteiler mit ein. Um das Rauchen eines hochohmigen Spannungsteilers für eine Spannungsmessung von +/- 50V brauchst du dir keine Gedanken machen. Es sei denn du möchtest die Spannung noch hinein in den µV-Bereich auflösen. Soll es eine reine DC-Messung werden oder AC? Bei AC-Signalen sollte ein hochohmiger Spannungsteiler auch mit Kondensatoren frequenzkompensiert sein. Gruß Marcus
Oliver B. schrieb: > Ich habe ein Spannungssignal (DC) das im Bereich von +50V bis -50V > liegen kann. Woher kommt das, und was willst du damit machen?
Man könnte auch die Versorgungsspannung des OPVs nachführen. So hat es u.a Fluke in seinem 8840A mit dem Eingangs OPV gemacht. Hier bis +-20V. http://assets.fluke.com/manuals/8840A___imeng0300.pdf (25MB) Man kann das sogar noch erweitern. Das Keithley 619 ist ein Elektrometer mit typ. 400fA Eingangsstrom und kann bis +-200V messen. http://www.qimonda-muenchen.de/assets/Freigegebene%20Dokumente/Lab%20and%20Test-Equipment/Specifications-and-Documentation/KEITHLEY/Keithley_Multimeter_619_InstructionManual.pdf Wichtig ist eine gute Schutzschaltung am Eingang. Man kann sich ja an den Schaltplänen orientieren. Nachteil ist halt, dass man nur Frequenzen von ein paar 10Hz oder 100Hz verarbeiten kann. LG Christian
Hallo, vielen Dank schon mal für die Gedankenanstöße. Das Signal wird von Piezo-"Generatoren" erzeugt. Es geht darum zu messen, welche Spannung/Leistung sie bei einem bestimmten Lastwiderstand liefern. Dieser Lastwiderstand kann sehr klein (wenige Ohm) aber auch sehr groß (Megaohm) sein. Bei sehr kleinen Lastwiderständen bricht die Spannung natürlich ein, bis auf Spannungen deutlich kleiner 1V (z.B. 100mV). Der Quellenwiderstand ist dabei weder bekannt noch konstant. Wenn man das noch vernünftig auflösen will, muss man schon fast im µV-Bereich messen, sodass das Rauschen der Widerstände schon eine Rolle spielen könnte (müsste ich jetzt aber erst mal recherchieren). Das Signal der Generatoren ist prinzipiell AC (sinusförmig, f <= 1 kHz), es soll allerdings auch DC (beispielsweise nach der Gleichrichtung) gemessen werden können, sodass bestimmte Techniken, die für AC-Messung gedacht sind, herausfallen. @ Christian: Das mit dem nachführen der Spannungsversorgung klingt interessant, vielleicht geht das ja auch etwas schneller, also bis 1 kHz? Hast du evtl. noch weitere Informationen dazu? @ Koles: Den Strom zu messen, habe ich nur mal kurz angedacht. Letztendlich läuft es ja dann doch wieder darauf hinaus, eine U/I-Wandlung durchzuführen und die Spannung zu Samplen. Es wäre aber möglich einen kleinen Widerstand in Serie zum Lastwiderstand zu schalten und darüber die Spannung zu messen. Bei kleinen Lastwiderständen, könnte man den Messwiderstand dann ja herausrechnen. Die Frage wäre dann, was geschickter ist: Eine hohe Spannung runterteilen, oder eine kleine Messspannung verstärken. Gibt es dazu Meinungen?
Hy nochmal, hört sich ja interessant an. Weist du die Frequenz der Piezoschwingung genau (im AC Fall)? Wenn ja kannste ja nen Lock In verwenden und die Spannung über nen Shuntwiderstand messen. Dann haste auf jeden Fall keine Probleme mit thermischen Rauschen von deinen Widerständen da du extrem schmalbandig messen kannst. Gruss P.S. das mit der Spannungsnachführung würd mich übrigens auch interessiern
Oliver B. schrieb: > Hast du evtl. noch weitere Informationen dazu? Nein, leider nicht. Ich habe selbst mal die Schaltung aus dem Fluke getestet. Aber bei 1kHz gab es schon deutliche Verzerrungen. Vielleicht kann man durch Optimierung noch etwas rausholen. Das Problem ist eben, dass während der OPV seinem Ausgang nachführt sich seine Versorgungsspannung und damit sich seine Arbeitspunkte verschieben. Diese müssen wiederum ausgeglichen werden. LG Christian
Was verstehst du unter einem "Lock In" bzw. was wird dadurch bezweckt? Meinst du damit einen Lock-In-Verstärker (http://de.wikipedia.org/wiki/Lock-in-Verst%C3%A4rker)? Die mechanische Schwingung wird beim Testaufbau durch einen Rüttler erzeugt, dessen Frequenz man vorgeben kann. Möglicherweise kann man die auch irgendwo abgreifen, sodass man sie für so einen Lock-In-Verstärker hernehmen könnte. Allerdings wären damit ja nur AC-Messungen möglich und so ein Gerät bräuchte man natürlich erst einmal. Womöglich ist die praktikabelste Lösung, einen hochohmigen Spannungsteiler zu verwenden, den "Leckstrom" rauszurechnen und den Rauschabstand durch ordentliche Überabtastung hoch zu halten.
Oliver B. schrieb: > Das mit dem nachführen der Spannungsversorgung klingt > > interessant, vielleicht geht das ja auch etwas schneller, also bis 1 > > kHz? Kommt daraufan wie Dein 1kHz Signal aussieht. Mit sorgfältigem Aufbau macht ein 50kHz Sinus keine Probleme. Ein 1kHz Rechteck düfte damit also zu schaffen sein sofern man die geringe Verzerrung akzeptiert/akzeptieren kann.
Jo, genau das ist so einer. Ist halt wie gesagt, sehr gut dafür geeigent kleine Spannungen rauscharm zu messen. Natürlich braucht man dafür einen Lock In Verstärker! Es gibt aber auch Möglichkeiten mal Quick und Dirty das Ganze mit ner AD Wandlerkarte mit zwei Eingängen zu machen! Kommt immer drauf an was man an Zeit investieren möchte! Gruss
@Andrew
>Mit sorgfältigem Aufbau macht ein 50kHz Sinus keine Probleme.
Hast du zufällig noch Informationen dazu? Oder kennst du Geräte, bei
denen diese Performance erreicht wird?
Würde mich nämlich auch interessieren.
LG Christian
Man muss ggf. einfach 2 Messbereiche Vorsehen: Einmal für kleine Widerstände, wo man eine hohe Auflösung und ggf. kleines Rauschen braucht. Und dann den Fall mit großen Widerständen bzw. Impedanzen. Da braucht man einen Hochohmigen Eingang, aber das Rauschen ist da eher nebensächlich, da man eher zu große Spannungen hat. Wenn die Widerstände (und Kapazitäten) nicht zu extrem sind kann man da auch ein Spannungsteiler (z.B. 100 MOhm + ca. 10 pF) nutzen, und danach einen Hochohmigen Verstärker. Kritischer wird da vermutlich ohnehin der Kapazitive Teil und ggf. schon die Kabellänge ( 1cm Kabel hat auch schon etwa 1 pF). Wenn einem der Aufbau mit dem OP mit fliegender Spannungsversorgung zu kompliziert oder zu langsam ist, könnte man auch einen diskreten FET Differenzverstärker aufbauen, der gleich für Spannungen bis 60 V geht - sozusagen ein passender OP für hohe Spannungen im Eigenbau. Zur Messwertaufnahmen könnte schon eine Soundkarte mit der passenden Verstärkung vorweg ausreichen.
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