Hallo Leute, ich hätte da mal ein "kleines" Problem und wollte mich mal hier nach Anregungen bzw. Verbesserungen umhören. Ich möchte gerne 400V Wechselspannung (50 Hz) mit einer von National Instruments etwickelten Messbox (NI USb 6009) messen können. Die Messeinheit kann +- 10V vertragen, also habe ich die 400V mittels eines Spannungsteilers auf ca. +-8V gebracht. Wenn ich jetzt diese 8V zur Messbox führe (Als Differenzeingang), wird irgendwas gemessen nur nicht das richtige (wahrscheinlich wegen galvanischer Trennung!?). Erhält die Messbox allerdings ein Signal (1V 50Hz) vom Frequenzgenerator, dann sind die Messwerte wie erwartet. Nun hab ich mir überlegt mit Hilfe von einem OP eine Differenzschaltung zu bauen (1. Bild). Und hier tauchen für mich 2 Fragen auf: 1. Den Differenzverstärker auf die 400V anpassen oder auf die schon herabgesetzte Spannung von ca. 8V? 2. Welchen OP nimmt man am besten für solch eine Aufgabe? Ich weiß für die meisten hier ist die Auswahl des OPs recht trivial, aber für mich leider nicht, da ich noch so gut wie keine Erfahrungen mit OPs habe. Ich habe auch schon einiges über "rail to rail" OPs gelesen, die scheinbar ganz gut für sowas geeignet sein sollen. Dennoch bin ich unschlüssig. Könnte man nicht auch einen "Standard" OP wie den LM358 dafür nutzen? Link zum Datenblatt vom NI USB 6009: http://www.ni.com/pdf/manuals/371303m_0113.pdf Ich hoffe ich habe mein Problem genau genug beschreieben. LG Georg
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Abgesehen davon, dass National Instruments Teile eine Katastrophe eigener Klasse sind... muss der Spannungsteiler ja hochohmig sein. Das bedeutet dass der Eingangsstrom des OpAmps klein gegenueber dem Teilerstrom sein muss. Und die Offsetspannung sollte auch hinreichend klein sein. Der 358 ist in fast jeder Hinsicht fuer fast alle Anwendungsfaelle suboptimal. Fast jeder andere ist besser.
wenn die NI-Messbox wirklich aufgrund der galvanischen Trennung Unsinn messen sollte, was wäre dann dein Konzept für die Potentialtrennung mit dem OPV? Einen Differenzverstärker am Eingang hat die Box ja auch jetzt schon. Meine Empfehlung: bei 400V AC solltest du wirklich sicher verstehen, wie die Potentialverhältnisse deines Messaufbaus sind. Dann gibt es sehr wahrscheinlich eine Möglichkeit, den Spannungsteiler so anzuschließen, dass die Messbox korrekt arbeitet. Die NI-Erklärungen dazu sind zwar nicht supertoll, aber immerhin hat das von dir verlinkte Manual deiner Messbox einen Abschnitt "Schaltungsarten und Signalquellen der Analogeingänge" und darin noch weiterführende Links. Falls sich herausstellen sollte, dass die Potentialtrennung gar nicht das eigentliche Problem ist: in Abbildung 7 des Manuals findest du die Eingangsschaltung deiner Messkarte. Hast du dieses Widerstandsnetzwerk bei der Berechnung deines Spannungsteilers berücksichtigt?
Georg M. schrieb: > Könnte man nicht auch einen "Standard" OP wie den LM358 dafür nutzen? Willst du messen oder schäten ? Natürlich hat eine im PC steckende NI Karte oder USB Box einen galvanischen Bezug, nämlich PE, den Schutzleiter als Massebezug, so wie der ganze PC, und es ist kein gute IOdee, einen Laptop ohne Schutzleiter zu nehmen, denn dann liegt die ganze Tastatuir auf 400V. Und deine 400V sind nicht galvanisch getrennt. Was sind das überhaupt für 400V ? Differenzspannung zweier Phasen im Drehstromnetz ? Die haben netterweise einen Bezug zu PE, soger mehr als zu N, wenn sie aus demselben Stromnetz stammen wie die PC Versorgung. Das kann die sonst notwendige galvanisch gertrennte Messung ersparen. Aber mit galvanisch getrennter Messung klappt es immer (so lange die 400V so innerhalb der Isolationsspannung liegen) Die Karten von NI http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/de/nid/203422 haben eine viel zu geringe Isolationsspannung, die arbeiten wohl auch eher mit Differenzverstärker so wie du es vor hast. Nimm eher so was http://www.analog.com/en/analog-to-digital-converters/isolated-ad-converters/products/index.html
Ortho schrieb: > Musst du plenken? Klar, damit die Dümmsten hier, die fachlich als hohle Birne nichts beitragen können, auch sinnloses Geschwätz absondern können, so wie du.
Achim S. schrieb: > Die NI-Erklärungen dazu sind zwar > nicht supertoll, aber immerhin hat das von dir verlinkte Manual deiner > Messbox einen Abschnitt "Schaltungsarten und Signalquellen der > Analogeingänge" und darin noch weiterführende Links. Ja ich habe da so meine Schwierigkeiten mit den Erklärungen im Datenblatt. Finde es irgendwie nicht wirklich gut erklärt (Kann aber auch an mir liegen :-/ ). Achim S. schrieb: > in Abbildung 7 des Manuals findest du die > Eingangsschaltung deiner Messkarte. Hast du dieses Widerstandsnetzwerk > bei der Berechnung deines Spannungsteilers berücksichtigt? Ich muss leider zugeben, dass ich dies nicht berücksichtigt habe. Unter dem folgenden Link habe ich mal die Schaltung in "realtime" aufgebaut. Zumindest verstehe ich das so. http://falstad.com/circuit/#%24+1+5.0E-6+10.20027730826997+50+5.0+50%0Av+96+288+96+64+0+1+50.0+400.0+0.0+0.0+0.5%0Ar+192+64+192+160+0+470000.0%0Ar+192+160+192+288+0+10000.0%0Aw+96+64+192+64+0%0Aw+96+288+192+288+0%0Aw+192+160+272+160+0%0Aw+272+288+192+288+0%0Ar+272+160+272+288+0+150000.0%0Ar+496+80+496+160+0+30900.0%0Ar+496+160+496+272+0+39200.0%0Ar+496+160+416+160+0+127000.0%0A172+496+80+496+32+0+6+2.5+2.5+2.5+0.0+0.5+Voltage%0Ag+496+272+496+288+0%0Ag+496+496+496+512+0%0A172+496+368+496+320+0+6+2.5+2.5+2.5+0.0+0.5+Voltage%0Ar+496+448+416+448+0+127000.0%0Ar+496+368+496+448+0+30900.0%0Aw+272+288+272+448+0%0Aw+352+448+416+448+0%0Ar+496+448+496+496+0+39200.0%0Aw+272+160+416+160+0%0AO+496+160+560+160+0%0AO+496+448+560+448+0%0Ax+287+151+425+157+0+24+Eingang+AI+0%0Ax+288+435+426+441+0+24+Eingang+AI+4%0Aw+352+448+272+448+0%0Ax+610+268+763+271+0+12+Aber+was+passiert+danach%3F+%0Ax+610+283+927+286+0+12+Ich+wei%DF+jetzt+nicht%2C+wie+es+in+der+Messbox+weiter+aussieht.%0Ao+7+64+0+35+10.0+3.90625E-4+0+-1%0Ao+21+64+0+34+5.0+9.765625E-5+1+-1%0Ao+22+64+0+34+5.0+9.765625E-5+2+-1%0A MaWin schrieb: > Was sind das überhaupt > für 400V ? Differenzspannung zweier Phasen im Drehstromnetz ? Ja genau. Ich versuche halt lediglich die am Motor anliegende Spannung zu messen. MaWin schrieb: > Das kann die sonst notwendige galvanisch gertrennte Messung ersparen. Das habe ich mir vorher auch so gedacht. Aber irgendwie wohl leider nicht ganz durchdacht von mir. im nachstehenden Link ist einmal die Differenzverstärkerschaltung zu sehen. Zu diesem Aufbau wollte ich es jetzt eigentlich realisieren, aber da werde ich doch wieder Probleme mit der Masse habe, oder? http://falstad.com/circuit/#%24+1+5.0E-6+10.20027730826997+50+5.0+50%0Av+400+400+400+176+0+1+50.0+400.0+0.0+0.0+0.5%0Aa+512+304+592+304+1+15.0+-15.0+1000000.0%0Ar+400+144+496+144+0+2000000.0%0Ar+496+144+576+144+0+12000.0%0Aw+576+144+656+144+0%0Ag+656+176+656+208+0%0Aw+496+144+496+176+0%0Aw+496+176+496+240+0%0Ac+496+176+576+176+0+1.0000000000000001E-7+0.18176753202583473%0Aw+576+176+576+144+0%0Ac+576+176+656+176+0+1.0000000000000001E-7+2.5%0A172+656+144+656+96+0+6+2.5+2.5+2.5+0.0+0.5+Voltage%0Aw+512+288+496+288+0%0Aw+496+288+496+240+0%0Aw+496+320+512+320+0%0Aw+592+304+624+304+0%0Aw+496+432+496+400+0%0Aw+496+400+496+368+0%0Aw+496+368+496+320+0%0Ac+496+368+592+368+0+1.0000000000000001E-7+-0.18176753202570062%0Aw+592+368+592+304+0%0Ar+496+432+592+432+0+12000.0%0Aw+592+432+592+368+0%0AO+624+304+672+304+0%0Ar+400+432+496+432+0+2000000.0%0Aw+400+176+400+144+0%0Aw+400+400+400+432+0%0Ao+0+64+0+35+640.0+7.8125E-4+0+-1%0Ao+23+64+0+34+5.0+9.765625E-5+1+-1%0A Schon mal vielen Dank so weit. LG
Georg M. schrieb: > Ja genau. Ich versuche halt lediglich die am Motor anliegende Spannung > zu messen. Dann miss die 3 x 230V relaviv zum Schutzleiter (eventuell auch N relativ zum Schutzleiter aber dein Motor hat wohl keinen Sternpunkt dessen Verschieben vielleicht interessieren würde), die kann die Messkarte nämlich messen, und die 400V kannst du ausrechnen.
Georg M. schrieb: > aber > da werde ich doch wieder Probleme mit der Masse habe, oder? ja, wirst du. Du hast den Bezug der beiden Außenleiter auf PE ignoriert. So wie du den Teiler eingesetzt hat, ist die Differenzspannung am Eingang der Messbox zwar im Bereich einiger V, die Gleichtaktspannung hängt aber an einem Außenleiter (also 230V gegenüber PE und damit gegenüber deinem Messgerät). Wenn du in deiner Simulation die floatende 400V-Quelle durch 2 erdbezogene 230V-Quellen mit 120° Phasenverschiebung ersetzt, siehst du das Problem. Eine saubere Lösung wäre eine tatsächliche galvanische Trennung (z.B. Spannungswandler vor deiner Messbox), die den Bezug auf PE aufhebt. MaWin schrieb: > Dann miss die 3 x 230V relaviv zum Schutzleiter So funktioniert es auch ohne gal. Trennung nur mit Spannungsteilern. Dazu braucht jeder Außenleiter einen eigenen Teiler nach PE, und nicht wie bisher ein Teiler zwischen zwei Außenleiter. Und für den unwahrscheinlichen Fall, dass dich nur der Effektivwert der Spannung interessiert (nicht ihr Zeitverlauf) wäre meine Empfehlung: nimm anstelle der Messbox ein Multimeter, das den Effektivwert der 400V direkt messen kann, und lies das über eine Schnittstelle aus.
MaWin schrieb: > es ist kein gute IOdee, einen Laptop ohne Schutzleiter > zu nehmen, denn dann liegt die ganze Tastatuir auf 400V. Ich weiß zwar nicht was du für eine Tastatur hast aber meine Tastatur ist aus Kunststoff mit der miserablen Leitfähigkeit eines ausgetrockneten Knochens… Aber ja, da hast du schon recht, ohne PE zu benutzen kann das eine spannende Angelegenheit werden ;)
Meine Tastatur ist in einer Aluwanne und wenn man die Tasten am Rand niederrückt, aknn man durch die Spalten am Rand die Wanne sehen und fast berühren.
Leute vielen lieben Dank für die zahlreichen Antworten. Hat mir sehr geholfen! Ich messe die Spannungen jetzt einfach gegen Masse und somit ist mein Problem gelöst. Der Rest wird dann Softwaretechnich gelöst. P.S. sorry für die späte Antwort LG Georg
Nur mal so nebenbei: die USB6009 sind NICHT galvanisch getrennt! Es gibt busbetriebene mit Trennung, aber die sind erheblich teurer. Die 6009 sind nur ein ADC/DAC ohne Eingangsbeschaltung (Differenzverstärker, Buffer) am USB!
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