Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messung des DC-Anteils einer Rechteckspannung


von Stefan (Gast)


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Hätte da mal eine Frage zur Messung des DC-Anteils einer 
Rechteckspannung. Ich habe ein Rechtecksignal das mit 50% Tastverhältnis 
zwischen -5V und 15V springt (Grundfrequenz 50Hz). Messe ich nun mit 
einem Tischmultimeter den DC-Anteil so wird etwas um 20mV angezeigt. Mit 
einem anderen Messgerät bekomme ich die erwarteten 5V DC-Anteil (das 
Signal entsteht durch eine Rechteckschwingung + Offsetspannung 5VDC).

Gibt es einen vernünftigen Grund warum nur 20mV angezeigt werden? Wenn 
ich einen normale Gleichspannung (z.B. 2,4VDC) messe erhalte ich 
richtige Werte.
Beim Tischmultimeter handelt es sich um ein Agilent 34401A, das Signal 
kommt aus einem Funktionsgenerator. Der AC-Effektivwert ist bei beiden 
gleich.

von Ingo L. (Gast)


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Stefan schrieb:
> Gibt es einen vernünftigen Grund warum nur 20mV angezeigt werden?
Nein. Ich unterstelle dir pauschal einen Messfehler ;-)


Grüße,
Ingo

von Anja (Gast)


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Stefan schrieb:
> Beim Tischmultimeter handelt es sich um ein Agilent 34401A

Vermutlich versucht das Teil ständig zwischen dem 10V und dem 100V 
Meßbereich hin und her zu schalten.
Was passiert wenn Du den 100V Bereich fest einstellst?

Gruß Anja

von Stefan (Gast)


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Wow das hats gebracht. Im mV und 1V Bereich wird immer 0.xxx angezeigt. 
Wählt man den 10V Bereich oder einen höheren so wird das richtige 
Ergebnis angezeigt. Warum? Das kann ja ziehmlich daneben gehen wenn man 
das Signal vorher nicht kennt.

Gibt es eigentlich eine Möglichkeit den DC und AC Anteil gleich addieren 
zu lassen? Wenn man den Effektivwert einer Spannung wissen möchte wäre 
das schon praktisch.

von John B. (johnbauer)


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Stefan schrieb:
> Gibt es eigentlich eine Möglichkeit den DC und AC Anteil gleich addieren
> zu lassen? Wenn man den Effektivwert einer Spannung wissen möchte wäre
> das schon praktisch.

Wenn man den DC-Antiel und den Effektivwert des AC-Anteils addiert 
erhält man nicht den Effektivwert des Signals.
Dafür benötigt man ein Messgerät das [AC+DC] messen kann.

Gruß
John

von Andrew T. (marsufant)


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Stefan schrieb:
> Gibt es eigentlich eine Möglichkeit den DC und AC Anteil gleich addieren
>
> zu lassen? Wenn man den Effektivwert einer Spannung wissen möchte wäre
>
> das schon praktisch.

Schau mal nach dem Multimeter HP3403, das kann sämtliche Varianten und 
das Ergebnis wird als RMS dargestellt.

von Matthias L. (Gast)


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>> Gibt es einen vernünftigen Grund warum nur 20mV angezeigt werden?

Ja.

Folgender:

"Normale" oder einfache Messgeräte messen nicht den Effektivwert (in 
deinem Fall nach Gleichrichtug), sondern nur den sogenannten 
Gleichrichtwert, den sie skaliert mit dem Faktor 1,11 { = Pi/2SQRT(2) } 
dem Ablesenden als Effektivwert darbieten.

Der Faktor kommt durch das Verhältnis Gleichricht/Effektivwert bei 
sinusförmigen Größen. Da dein Meßsignal nicht sinusförmig ist, zeigen 
die meisten Messgeräte nur Unsinn an.

von Jens G. (jensig)


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Ja - aber das ist nicht der Grund für die niedrigen 20mV - so falsch 
sind die Meßfehler nun auch wieder nicht.

von Christian L. (cyan)


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Stefan schrieb:
> Gibt es eigentlich eine Möglichkeit den DC und AC Anteil gleich addieren
> zu lassen? Wenn man den Effektivwert einer Spannung wissen möchte wäre
> das schon praktisch.

Wenn man kein Messgerät mit AC+DC Messung hat muss mn selber rechnen. 
Der Effektivwert ergibt sich nach:

LG Christian

von Stefan (Gast)


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So da bin ich wieder. Sry für die Verspätung...

>Wenn man den DC-Antiel und den Effektivwert des AC-Anteils addiert
>erhält man nicht den Effektivwert des Signals.
>Dafür benötigt man ein Messgerät das [AC+DC] messen kann.

Das ist mir schon bewusst. Die Formel hat Christian ja bereits gepostet. 
Ich dacht, dass das Gerät vielleicht eine Funktion o.ä. besitzt die 
diesen Rechenschritt bereits übernimmt und das Ergebnis direkt anzeigt. 
Im Manual habe ich nichts gefunden.

Ist dieser Wert so selten von Bedeutung? Ich möchte eigentlich den 
Effektivstrom duch einen Verbraucher an einer PWM messen (über einen 
Shunt).

Was ist jetzt eigentlich der Grund dafür, das das Gerät nur Mist anzeigt 
solange man nicht einen höheren Messbereich einstellt? Wo kommt dieser 
Fehler her? Irgendwas muss das Gerät ja dazu veranlassen falsch zu 
messen, was ich bei so einem Gerät eigentlich nicht erwartet hätte.

von ... (Gast)


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Stefan schrieb:
> Was ist jetzt eigentlich der Grund dafür, das das Gerät nur Mist anzeigt

Hat Anja doch schon gesagt:
Beitrag "Re: Messung des DC-Anteils einer Rechteckspannung"

von Stefan (Gast)


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Ja aber warum wechselt der Auto-Range des Geräts in diesen total 
falschen Bereich? Passiert das bei vielen Geräten? Ich habe verschiedene 
Signale getestet. Wenn man den Bereich nicht manuell vorgibt kommt 
meistens 0.xxx mV als Ergebnis. Finde ich irgenwie ein bisschen schwach 
für ein so gutes Gerät.

Das es defekt ist kann man ja eher ausschliesen oder?

von Klaus D. (kolisson)


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es wird wohl nicht defekt sein.
es entscheidet sich im Takte deiner 50Hz immer neu zwischen den
Messbereichen.  Mach dir also einfach keinen Kopp sonder fühl dich
als Wissender, der Messfehler durch Wissen kompensieren kann.

Gruss k.

von Ralph B. (rberres)


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Rohde&schwarz URE kann DC , AC, AC+DC in Effektivwert messen und 
anszeigen. Das ganze bis 10MHz.

Ralph Berres

von Andrew T. (marsufant)


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Nö, URE müßte höher gehen

URE: bis 20MHz.

URE2 bis 30MHz.
HP3403: bis 100 MHz.

Also alles mehr als ausreichend für die 50Hz des TE

von Ralph B. (rberres)


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Stefan schrieb:
> Ja aber warum wechselt der Auto-Range des Geräts in diesen total
>
> falschen Bereich?

Im Wechselspannungsbereich wird nur der Wechselspannungsanteil vom 
HP34401 erfasst.
Im Gleichspannungsbereich nur der Gleichspannungsanteil.

Da das Multimeter im Glecispannungsbereich aber integriert, und den 
arythmetischen Mittelwert bildet wird wird der Messverstärker vor dem 
AD-Wandler hoffnungslos übersteuert, da in diesem Falle der 
Wechselspannungsanteil ( der nicht vom AD-Wandler erfasst wird ) sehr 
viel höher ist.

Ralph Berres

von Fralla (Gast)


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http://www.tti-test.com/products-tti/text-pages/prec-1705.htm
Bei diesem Gerät kann man AC, DC und AC+DC messen. Bandbreite für RMS 
bis 50kHz spezifiziert (Genauikkeit nimmt auf 1% ab). Also für 
50Hz+harmonische kein Problem.

ganz Toll ist, das man zwei Messungen gleichzeitig, zb AC und DC Anteil, 
U und I, etc anzeigen kann. Und für mich ganz wichtig Spannung bis 
1000VDC, daher extrem praktisch, da man sich von niederfrequent 
rippelnden Zwischenkreisen (Inverter,PFC) den  DC Anteil und AC Anteil 
gentrennt anzeigen kann.
Und ist für nur 370€ neu zu haben!


MFG Fralla

von Anja (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> Also alles mehr als ausreichend für die 50Hz des TE

Das Problem ist doch daß das HP34401A viel zu schnell ist. Es schafft 50 
Bereichswechsel pro Sekunde und 1000 Messungen/s.

Gruß Anja

von Ralph B. (rberres)


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Anja schrieb:
> Das Problem ist doch daß das HP34401A viel zu schnell ist. Es schafft 50
>
> Bereichswechsel pro Sekunde und 1000 Messungen/s.

Das könnte man noch vermeiden , in dem man das Gerät auf 6,5 Stellen 
Auflösung einstellt. Dann macht er nämlich nur 6 Messungen / Sekunde.

Im übrigen 1000 Messungen / Sek, schafft er nur über den IEC-Bus bei 4 
1/2
Stellen  Auflösung. Und das auch nur bei Gleichspannung.


Ralph Berres

von Markus L. (Gast)


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Fralla schrieb:
>Und für mich ganz wichtig Spannung bis 1000VDC, daher extrem praktisch, >da man 
sich von niederfrequent rippelnden Zwischenkreisen (Inverter,PFC) >den  DC Anteil 
und AC Anteil gentrennt anzeigen kann.
Kann mir nicht vorstellen, dass man das oft braucht. Aber schön wenns so 
funktioniert mit dem Teil.
Preis/Leistung ist ja super.

von Markus L. (Gast)


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Fralla schrieb:
>Und für mich ganz wichtig Spannung bis 1000VDC, daher extrem praktisch,
>da mansich von niederfrequent rippelnden Zwischenkreisen (Inverter,PFC)
>den  DC Anteil und AC Anteil gentrennt anzeigen kann.

Kann mir nicht vorstellen, dass man das oft braucht. Aber schön wenns so
funktioniert mit dem Teil.
Preis/Leistung ist ja super.

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