Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Active Shield bei 4-wire (Kelvin) Messung?


von h_ (Gast)


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Hallo,

ich habe mir eine Schaltung zur Auswertung eines PT1000-Sensors mit 
AD7792 erstellt. Der Sensor soll, wie der Titel schon sagt, mit 
4-Leiter-Technik angeschlossen werden. Nun stellt sich mir die Frage, ob 
die vier Leiter geschirmt werden sollen und ob es sinnvoll ist den 
Schirm aktiv zu gestalten. Wenn ja, auf welches Potenzial sollte der 
Schirm getrieben werden?

Soweit ich weiß macht eine aktive Schirmung erst ab 100kΩ Sinn - stimmt 
das so?
Ich glaube noch in Erinnerung zu haben, dass das Stromleitungspaar und 
das Messleitungspaar jeweils separat getrieben werden. Dabei wird der 
Schirm auf das jeweilige Potential der Low-Leitung getrieben.

Dieser Aufwand ist doch bei einem 1kΩ Widerstand sicher nicht nötig, 
oder?
Wenn doch, reicht auch ein gemeinsamer Schirm, ggf auch passiv?
Wenn der Schirm aktiv sein sollte, benötige ich doch auch noch eine 
negative Betriebsspannung, damit der Opamp (auch ein RR-Typ) das 
Potential auch treiben kann.

Ich wäre für ein paar Tips und Anregungen dankbar.

Frohe Festtage und viele Grüße.

von Dennis (Gast)


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Und du bist dir auch ganz sicher nicht zu übertreiben?

:-)

von h_ (Gast)


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Das ist ja grad meine Frage: Wie viel Aufwand ist nötig (und sinnvoll) 
und was ist übertrieben.

Ich schließe daraus dein Vorschlag wäre nur eine passive Abschirmung?

von Ulrich (Gast)


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Selbst eine passive Abschirmung ist bei nicht besonders starken Störern 
eher Übertrieben.  Der PT1000 ist nun wirklich keine so hochohmige und 
hochfrequente Signalquelle. Eine getrennte oder gemeinsame passive 
Abschirmung sollte Ausreichen, wenn man nicht gerade so etwas wie die 
Temperatur im inneren eines Umrichters oder in ähnlich verseuchter 
Umgebing messen will.

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Sonst kann ja auch Oversampling betrieben werden um den Rauschanteil zu 
verringern.

von h_ (Gast)


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Eine PWM befindet sich in der Nähe des Sensors - das hätte ich erwähnen 
sollen. Allerdings habe ich noch keine konkreten Werte zur Frequenz.

Da das ganze low-power werden soll, muss ich noch einmal den 
Energieverbrauch Oversampling vs. aktive Schirmung 
durchrechnen/abschätzen, aber ich denke die Schirmung wird da günstiger 
sein.

Auf welches Potential ist denn die Schirmung zu legen? DGND kann ja 
Störungen vom Digitalteil einkoppeln. Wenn ich den Schirm aber auf AGND 
lege, können Störungen AGND verseuchen - RC- oder LC-Filter dazwischen 
schalten?

von Ulrich (Gast)


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Der genante AD Wandler arbeitet mit sehr niedriger Abtastrate und hat 
schon eine gute Unterdrückung von Störungen.

Wenn überhaupt würde ich einen gemeinsamen Schirm (netzwerkkabel ?) 
vorschlagen, der an die Gehäusemasse oder ggf. zur Not an zentralen 
Massepunkt geht. Ich kann mir nicht verstellen das ein aktiver Schirm da 
irgendeinen Vorteil haben kann gegenüber einer normalen passiven 
Schirmung.
Einen aktiven Schirm kann man gebrauchen wenn es um extrem kleine Ströme 
im pA Bereich oder sehr kleine Kapazitäten geht.

Wenn man will, kämen noch Filter (Ferrite) und Kondensatoren in den 
Leitungen zum PT1000 in Frage. Eingekoppelt werden ja vor allem eher 
hohe Frequenzen und das gewollte Signal ist ausgesprochen 
Niederfrequent. Der Filter hilft ggf. auch um HF Störungen die vom AD 
Wandler ausgehen zu unterdrücken. Ein bisschen muss man da ggf. auf die 
Eingangsimpedanz am AD-Wandler achten. Die Sigma Delta Wandler reagieren 
da zum Teil unerwartet, weil mit hoher Frequenz abgetastet wird.

von h_ (Gast)


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Die Sense-Leitungen verfügen schon über RC-Filter.
Da werde ich den Schirm passiv lassen und zum Massemittelpunkt führen. 
Der liegt leider unter dem AD-Wandler.

Vielen Dank für die Hilfe und Tips.

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