Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfache Möglichkeit der Strommessung (Spannungsabfall)


von Volker S. (franzkappe)


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Hi,

gibt es eine einfache Möglichkeit der Strommessung, ohne das ich 
unterhalb des Spannungsbereiches meines Verbrauchers (6V / 500mA) komme 
(Bürdenspannung)?

Ich betreibe eine Fotofalle (besagte 6V / 500mA) an einem Netzgerät, und 
möchte anhand der Strommessung eigentlich nur die Funktionalität der 
Fotofalle überprüfen.

Eigentlich wollte ich dazu einfach einen analogen Amperemeter in Reihe 
schalten. Aber wenn ich lese, dass die Bürdenspannung bei hochohmigen 
Innenwiderständen durchaus 1mV/mA betragen kann - dann wäre das ja ein 
Abfall von 500mV?

Oder ich nehme ein anderes Amperemeter - sagen wir mal mit einem großen 
Messbereich von 5A. Dann wird der Innenwiderstand wohl etwas kleiner 
sein, und ich hätte einen kleineren Abfall.

Habe ich das so richtig verstanden (bin Laie)?


-volker-

von Markus (Gast)


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Eine Stromzange zeigt dir den Strom an, ohne Spannungsfall.

von stefanus (Gast)


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> Habe ich das so richtig verstanden (bin Laie)?
Ja das hast du richtig verstanden.

Die handelsüblichen Digitalmultimeter sind fast alle für 200mV 
Spannungsabfall ausgelegt. Wenn Du so ein Gerät in den 2A bereich 
stellst, und maximal 0,5A fließen (also ein viertel), hast Du auch nur 
50mA Spannungsabfall.

Und ja, notfalls schaltest Du einen Bereich höher (also 20A), dann sind 
es nur noch 5mA Spannungsabfall.

Bei analogen Meßinstrumenten sind die Werte ähnlich.

von Volker S. (franzkappe)


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Kann man den  Spannungsabfall auch berechnen?

Als Beispiel mal ein Drehspul-Einbauinstrument (Messbereich 0-5A) und 
einem Innenwiderstand von 4 mOhm. Wieviel Ohm meine Fotofalle hat weiß 
ich aber nicht - fällt aber wohl kaum ins Gewicht bei einem so 
hochohmigen Amperemeter.

Ich komme da irgendwie auf keinen grünen Zweig.


-volker-

von Schmunzler (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Kann man den  Spannungsabfall auch berechnen?

Das berühmte Ohm'sche Gesetz kommt hier zur Anwendung:
U = R * I

also
Spannungsabfall = Innenwiderstand * Strom
Spannungsabfall = 4 mOhm * 0,5A = 2mV = 0,002V

Dein Drehspul-Einbauinstrument (Messbereich 0-5A)
wird dann aber nur 1/10 des Bereichs auschlagen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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stefanus schrieb:
> Die handelsüblichen Digitalmultimeter sind fast alle für 200mV
> Spannungsabfall ausgelegt. Wenn Du so ein Gerät in den 2A bereich
> stellst, und maximal 0,5A fließen (also ein viertel), hast Du auch nur
> 50mA Spannungsabfall.

Einmal hätte ich ja noch als Tippfehler durchgehen lassen.

> Und ja, notfalls schaltest Du einen Bereich höher (also 20A), dann sind
> es nur noch 5mA Spannungsabfall.

Aber zweimal?


XL

von Oldie (Gast)


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Du hast da eine Fotofalle, die du mit 6 V versorgst.

Schön.

Was für ein Strom ändert sich da überhaupt?
- Beim Warten?
- Wenn die Falle auslöst?

von Volker S. (franzkappe)


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Schmunzler schrieb:
> Spannungsabfall = Innenwiderstand * Strom
> Spannungsabfall = 4 mOhm * 0,5A = 2mV = 0,002V

...danke. Auf URI bin ich auch schon gekommen, habe dann aber mOhm als 
MEGAOhm interpretiert :)


@Oldie
>Was für ein Strom ändert sich da überhaupt?
>- Beim Warten?
>- Wenn die Falle auslöst?

...das kann ich Dir leider auch nicht beantworten. Die größte 
Leistungsaufnahme ist sicherlich die sonnenlose Zeit, wenn sich die 
Infrarot-LEDs bei der Aufnahme dazuschalten.


-volker-

von Oldie (Gast)


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Wer nicht weiß, was er messen soll, misst oft Mist.

Hast du keine Schaltung?

Probiere ein niederohmiges A-Meter und berichte von deinen
Erfahrungen.

von Schlumpf (Gast)


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Du schreibst, dass dein Verbraucher 6V/500mA benötigt.
Hast du das gemessen oder einfach nur den Wert angegeben, der auf dem 
Netzteil aufgedruckt ist?
Falls das der Wert auf dem Netzteil ist, ist es ziemlich wahrscheinlich, 
dass dein Verbraucher auch mit deutlich weniger als den 6V auskommt.
Wenn das der Fall ist, dann ist es auch kein Problem, wenn an deinem 
Messgerät 0,5V abfallen, und dem Verbraucher nur noch 5,5V zur Verfügung 
stünden.

Falls du ein Labornetzteil hast, kannst du das ganz einfach testen, 
indem du daran deinen Verbrucher anschließt und langsam die Spannung 
reduzierst und schaust, ob der Verbrauber bei z.B. 5V noch gut 
funktioniert.

Wenn das der Fall ist, dann hast du eigentlich gar kein Problem

von MaWin (Gast)


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Volker S. schrieb:
> gibt es eine einfache Möglichkeit der Strommessung

Drücken wir es einfach aus:

Handelsübliche Strommesser, also Amperemeter bzw. Vielfachmessgeräte in 
einem Messbereich der zumindest 500mA anzeigt, kannst du problemlos in 
dein Stromzuleitungskabel zur Photofalle schalten, ohne Probleme durch 
den Spannungsabfall zu bekommen, wie hier geschrieben liegt der deutlich 
unter 0.2V

Lediglich das Zangenamperemeter war ein blöder Vorschlag. Die meisten 
messen bloss 59Hz Wechselstrom, und wenn es Gleichstrom misst, ist dein 
Strom von 50 bis 500mA so gering, dass das Erdmagnetfeld signifikante 
Messfehler erzeugt und bei jeder Lageänderung der Zange neu 
wegkalibriert werden muss, das ust eher für 500A ausgelegt.

von Volker S. (franzkappe)


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Hi Mawin,

so ganz über einen Kamm scheren würde ich die Multimeter nun doch nicht. 
Beispielsweise siehst du hier auf einem Bild eines alten Vielfachmessers 
aus DDR-Zeiten 
(http://www.radiomuseum.org/images/radio/simeto_klingenthal/polyzet_iv_1528711.jpg) 
einen Satz der folgendermaßen lautet:

"Spannungsabfall bei Strommessung: 1V"

Auch wenn viele digitalen Multimeter bei der Strommessung evtl einen 
Widerstand von ca. 0,1 Ohm besitzen (0,05V Spannungsabfall), ist dieser 
Wert immer noch höher als besagte 4mOhm.
Allerdings hast Du natürlich deutlich recht, das der Fotofalle besagte 
0,05V Verlust nichts ausmachen.

Allerdings weiß ich

a) wirklich nicht, was mein 3,5 Digit-Schätzeisen an Innenwiderstand bei 
der Strommessung hat.
b) ich perse kein digitales Multimeter einsetzen möchte, da das bestimmt 
viel zu lahm ist.

Aprospros technische Daten von Zeigerinstrumenten. Selten finde ich da 
überhaupt eine Angabe des Innenwiderstandes. Da das alles Amperemeter 
sind, kann man da generell von niederohmigen Widerständen ausgehen, oder 
sollte ich lieber eins kaufen wo das angegeben wird?

Ferner fehlt mir bis dato eine Angabe über die Anzeigegeschwindigkeit 
der Zeigerinstrumente.
Meine Fotofalle macht am Tag Bilder mit 1/50 Belichtung (entspricht 
20msek) und in der Nacht geht die Falle auf 1/15 Sekunde (66msek). Da in 
der Dunkelheit die IR-LEDs dazugeschaltet werden, müsste von der 
Stromstärke her eigentlich was zu sehen sein. Die Frage ist, ob der 
Impuls von 66msek ausreicht, um ein deutliches Zucken zu sehen?

-volker-

von Udo S. (urschmitt)


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Volker S. schrieb:
> "Spannungsabfall bei Strommessung: 1V"

Es wurde hier explizit von gängigen digitalen Multimetern gesprochen, 
die praktisch fast ausnahmslos einen Grundmessbereich von 200mV haben 
und deshalb im Strommessbereich entsprechende Stromshunts daß max. 200mV 
abfallen

Volker S. schrieb:
> b) ich perse kein digitales Multimeter einsetzen möchte, da das bestimmt
> viel zu lahm ist.

Diese Anforderung hättest du gerne sofort beschreiben können. Siehe auch 
Netiquette. Was denkst du macht denn ein träges empfindliches 
Analoginstrument in dem Fall. Es zuckt ganz kurz, ggf fast nicht 
wahrnehmbar.
Wenn du schnelle Änderungen erfassen willst brauchst du ein Oszilloskop, 
oder ein µC der kontinuierlich misst.
Oder ein Schwellwertschalter mit nachgeschaltetem Monoflop.

Volker S. schrieb:
> Die Frage ist, ob der
> Impuls von 66msek ausreicht, um ein deutliches Zucken zu sehen?
Bei einem empfindlichen und damit trägen Instrument: Nein

: Bearbeitet durch User
von Volker S. (franzkappe)


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Udo Schmitt schrieb:
> Es wurde hier explizit von gängigen digitalen Multimetern gesprochen,

...von meiner Seite eigentlich nicht!

> Diese Anforderung hättest du gerne sofort beschreiben können. Siehe auch
> Netiquette. Was denkst du...

...steht doch eigentlich alles im Eröffnungsthreat: Fotofalle - 
Funktionsüberprüfung - ich möchte ein analoges Amperemeter einsetzten - 
bin selber Laie. Was war da jetzt falsch dran - oder missverständlich?

>> Impuls von 66msek ausreicht, um ein deutliches Zucken zu sehen?
> Bei einem empfindlichen und damit trägen Instrument: Nein

...alles klar. Wenn es wirklich nur kaum wahrnehmbar zucken sollte, dann 
hat sich das in dieser Form, wie ich es vor hatte, erledigt. Wenn es 
allerdings wahrnehmbar zucken sollte, dann reicht mir das zur 
Funktionsüberprüfung.

-volker-

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Volker S. schrieb:
> eines alten Vielfachmessers aus DDR-Zeiten einen Satz der
> folgendermaßen lautet: "Spannungsabfall bei Strommessung: 1V"

Ja, tut mir leid, an Schrott aus der DDR habe ich natürlich nicht 
gedacht, sondern explizit "handelsübliche" gesagt.

Mit aus Gutem Grund nicht-handelsüblichen kann man sich natürlich 
Probleme einfangen.

von Volker S. (franzkappe)


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@MaWin,

da hast Du natürlich recht. :)

@Schlumpf,
nein, gemessen sind die Verbrauchswerte der Fotofalle nicht (6V/500mA). 
Ist eine Mindestempfehlung des Herstellers, falls man ein Netzteil 
anschließen sollte.
Normalerweise läuft das Teil mit 4 x 1,5V (AA) Batterien. Kann sein, 
dass es auch mit 5.0V noch funktionieren könnte. Da ich das aber nicht 
weiß, wäre mir einfach eine Lösung lieb gewesen, die wenig 
Spannungsabfall generiert (habe ich ja auch bei meiner 25m 2x2,5mm² 
Zuleitung schon berücksichtigt = wenig Spannungsabfall) .

Von daher, und weil ich vermutete (Laie), dass ein DMM zu träge ist, war 
die Grundidee eben ein analoges Amperemeter.
Was, wie ich jetzt weiß, wohl auch zu träge ist. :(

-volker-

: Bearbeitet durch User
von Schmunzler (Gast)


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Volker S. schrieb:
> Normalerweise läuft das Teil mit 4 x 1,5V (AA) Batterien.
> Kann sein,
> dass es auch mit 5.0V noch funktionieren könnte.

Das wird sicher auch bei 5,4V und noch weniger auch noch funktionieren.
Die tatsächliche Stromaufnahme wird wahrscheinlich nur ein Bruchteil der 
500mA sein.

Da du ja Stromversorgung zur Verfügung hast,
könntest du die an einem shunt anliegende Spannung verstärken,
kurze Impulse beliebig verlängern und damit dann Zeigerinstrumente
oder was auch immer ansteuern.
Du könntest ausserdem zB. einen Schwellwert für erhöhte Stromaufnahme 
definieren, oberhalb dem zusätzlich zB. eine LED aufleuchtet.
Durch Einsatz von ein bisschen Elektronik ist vieles möglich.

von Volker S. (franzkappe)


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Hi Schmunzler,

du meinst, anstatt eines Amperemeters nur den Vorwiderstand des 
Amperemeters in Reihe Schalten, der dann bei höherem Stromdurchfluss 
auch einen erhöhten Spannungsabfall am Widerstand generiert. Das dann 
mit Hilfe von einem IC verstärken, verlängern oder what else.

Gibt es so etwas als Bausatz oder als Fertigbaustein?


-volker-

von Schmunzler (Gast)


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Es gibt ja Widerstände aller Art zu kaufen.
zB. als shunt einen 0,1 Ohm Widerstand.
Bei max. 500mA würden - URI - max. 0,05V abfallen.

Diese 50mV könntest du per OPamp, zB. LM358,
um zB. Faktor 40 auf 2V verstärken.

An den Ausgang Gleichrichterdiode, Ladekondensator, Entladewiderstand.

Mit dem 2. OPamp im LM358 die Spannung am Ladekondensator abgreifen
(das nennt man buffern) und den Ausgang dieses 2. OPamp im LM358
kannst du jetzt belasten, d.h. Strom entnehmen,
ohne dass sich der Ladekondensator sofort entlädt.
Also zB. über nen einstellbaren Vorwiderstand ein Drehspulmesswerk
(ohne parallelgeschalteten shunt natürlich) ansteuern.

Volker S. schrieb:
> Gibt es so etwas als Bausatz oder als Fertigbaustein?

Ich habe keine Ahnung.
Da können dir andere sicherlich besser helfen.
Ich bin nur Ideengeber.

von Volker S. (franzkappe)


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Schmunzler schrieb:
> Ich bin nur Ideengeber.

Für einen Laien wie mich hört sich das toll an - wenn man weiß, was man 
will und auch wie es umzusetzen ist.
Theoretisch kann ich mir die Funktion auch so ungefähr vorstellen 
(Operationsverstärker habe ich auch schon mal gehört).

Mal schauen, ob ich so etwas schon komplett beim großen C bekomme (oder 
bei den anderen verdächtigen großen Häusern). Danke für Deinen 
Ideenvorschlag.


-volker-

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