Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Widerstandsmessung mit Voltmeter


von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Hallo!
Habe folgende Aufgabe und komme nicht wirklich weiter;

Ich möchte einen ohmischen Widerstand mit Digital-Voltmeter VOLTCRAFT 
DVM210 (0-200mV) messen. Stichwort "Konstantstromquelle".

Bei der Energieversorgung bin ich aber auf <=100mA und <=3,0V begrenzt. 
Baugruppenbedingt.
Die zu messenden Widerstandswerte können R1-R1k betragen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Rudi Radlos (Gast)


Lesenswert?


von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:
> Die zu messenden Widerstandswerte können R1-R1k betragen.
Was ist das in Ohm?
Wenn R1 nämlich 0,1 Ohm sind, dann sind logischerweise R1k genau 100 
Ohm...  :-/

von Martin B. (Gast)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> __Son´s Bersi__ schrieb:
>> Die zu messenden Widerstandswerte können R1-R1k betragen.
> Was ist das in Ohm?
> Wenn R1 nämlich 0,1 Ohm sind, dann sind logischerweise R1k genau 100
> Ohm...  :-/

Ich denke, TO wollte sagen, dass der zu messende Widerstand zwischen 1R 
und 1k liegen kann.

Aber ansonsten verstehe ich die Aufgabe auch nicht. Wenn das Voltmeter 
maximal 200mV messen kann, darf der Strom durch einen 1k-Widerstand 
maximal 200uA groß sein. Was hat es mit der Begrenzung 100mA und 3,0V 
auf sich?

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

hups --- natürlich, R = 1,0 Ohm bis 1000 Ohm

von Wolle G. (wolleg)


Lesenswert?

Vorschlag:
Den unbekannten Widerstand in Reihe mit einem bekannten Widerstand 
schalten und die Spannungsabfalle an den Widerständen messen. Daraus 
dann den Widerstand berechnen.

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Guten Morgen zusammen,

fixiert auf eine konstante 100mA-Stromquelle, hatte einen Denkfehler. 
Somit würde ich auf Spg.abfälle jenseits von "gut und böse" kommen.
Reduziere ich Stromquelle auf 1mA (handliche Grösse), kommen ich bei 1kR 
auf händelbare 1000mV. Mit passendem Rv passt das!

zu Martin B.
Tip mit 200uA (ohne Rv) scheint noch komfortabler! Sehe keinen Nachteil 
gegenüber 1mA.
D A N K E !

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:

> fixiert auf eine konstante 100mA-Stromquelle, hatte einen Denkfehler.

Normalerweise wählt man den Konstantstrom passend zum gewünschten
Widerstandsmessbereich. Bei einem Voltmeter mit 0,2V Vollausschlag
und einem Meßbereich von 2000 Ohm z.B. 0,1mA, bei 200 Ohm, 1mA usw.
So wird es jedenfalls bei mindestens 80% aller käuflichen Multimeter
gemacht.
Gruss
Harald

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

"fixiert", da der Strom von 100mA auf keinen Fall überschritten werden 
darf - und schwups, in dieser Zahlen-Schleife gehangen ... kann schon 
mal passieren!

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Hallo zusammen - musste eine kleine Pause einlegen.

Bin immer noch beim Thema "Widerstandsanzeige durch Spannungsmessung",
MB= 0-200R, Hauptlast 0-50R.
Habe einfache Konstantstromquelle mit LM317 (1,25kR, I=1mA, 1V, 
mV-Messwert=R.Last) versuchsweise aufgebaut.
Leider bekomme ich sehr ungenaue (+/-5%) Messwerte, die ich mir nicht 
erklären kann;

Messwerte, bei konstantem I
I=1000uA ... 0R=3,5mV // 10R=13,7mV // 50R=54,7mV // 200R=204,2mV
I= 920uA ... 0R=3,3mV // 10R=12,4mV // 50R=49,0mV // 200R=187,6mV
I= 730uA ... 0R=3,0mV // 10R=10,0mV // 100R=76,0mV

Wenn I auf 200uA kalibriert wird, sind die Messwerte noch 
katastrophaler.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:

> Habe einfache Konstantstromquelle mit LM317 (1,25kR, I=1mA, 1V,
> mV-Messwert=R.Last) versuchsweise aufgebaut.
> Leider bekomme ich sehr ungenaue (+/-5%) Messwerte, die ich mir nicht
> erklären kann;

Die Erklärung liegt ganz einfach darin, das der LM317 als KSQ für derart 
kleine Ströme nicht geeignet ist. Nimm einen Operationsverstärker.

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Hi!
Möchte das Projekt noch 2014 beenden - kein OP lagerhaltig - 
Beschaffungssperre.

Zu meinem Verständniss; wenn der Strom konstant ist (mit Amp-meter 
überwacht), sollte doch U=R*I greifen.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:

> - kein OP lagerhaltig -

Dann bau ne Konstantstromquelle mit Transistoren. Die ist allerdings
weniger genau.

> Zu meinem Verständniss; wenn der Strom konstant ist, sollte doch
> U=R*I greifen.

Ja.

> (mit Amp-meter überwacht) gerade weil man den Strom nicht mit
einem extra Amperemeter überwachen will, nimmt man ja eine
Konstantstromquelle.
Gruss
Harald

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
>> Zu meinem Verständniss; wenn der Strom konstant ist, sollte doch
>> U=R*I greifen.
>
> Ja.

Ja --- aber? - warum funktionierts trotzdem nicht? Was soll denn da noch 
eine Rolle spielen?

Amp-meter, aus Testgründen, nur im Versuchsaufbau!

von wolleg (Gast)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:
> Möchte das Projekt noch 2014 beenden
Soll das eine Hausaufgabe sein, wo zur Bestimmung von R nur mit einem 
Voltmeter gearbeitet werden soll? Oder darf auch ein Amperemeter 
verwendet werden?

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:
> Habe folgende Aufgabe und komme nicht wirklich weiter;

Die Aufgabe ist unvollständig.
Das kannst du ausnutzen und einfach einen groben Schätzwert abliefern.

Bei Widerständen von einem Ohm misst du sowieso ganz schnell eine 
Hausnummer, wenn es ein bisschen genauer sein soll und du keinen 
Kelvin-Anschluss verwendest.

von René S. (thebit)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:
> Hallo zusammen - musste eine kleine Pause einlegen.
>
> Bin immer noch beim Thema "Widerstandsanzeige durch Spannungsmessung",
> MB= 0-200R, Hauptlast 0-50R.
> Habe einfache Konstantstromquelle mit LM317 (1,25kR, I=1mA, 1V,
> mV-Messwert=R.Last) versuchsweise aufgebaut.
> Leider bekomme ich sehr ungenaue (+/-5%) Messwerte, die ich mir nicht
> erklären kann;
>
> Messwerte, bei konstantem I
> I=1000uA ... 0R=3,5mV // 10R=13,7mV // 50R=54,7mV // 200R=204,2mV
> I= 920uA ... 0R=3,3mV // 10R=12,4mV // 50R=49,0mV // 200R=187,6mV
> I= 730uA ... 0R=3,0mV // 10R=10,0mV // 100R=76,0mV
>
> Wenn I auf 200uA kalibriert wird, sind die Messwerte noch
> katastrophaler.

So ungewöhnlich sind die Messwerte nicht. Diese hängen an so einigen 
Extrafaktoren die du angezeigt bekommst aber nicht in U=R*I enthalten 
sind. Zum einen Die Genauigkeitsklasse des DVM210 +/- 0,5% + 10 Digits 
sind im schlimmsten Fall +1mV Abweichung dazu kommt der Messfehler des 
Amperemeters, der Innenwiderstand der Spannungsquelle der sich am DVM 
aus KSQ+Ri Amperemeter + R-Leitung zusammensetzt. Weiterhin haben auch 
die Anschlussleitungen des DVM210 einen parasitären Widerstand. Als 
weiterer Unsicherheitsfaktor kommt das DUT also die zu messenden 
Widerstände selbst noch dazu. Diese haben eine gewisse, auch 
temperaturabhängige Toleranz.
Diese berechnet sich vereinfacht wie folgt

Um all diese Faktoren auszuschließen müsstest du das DVM210 an einer 
Eichspannungsquelle überprüfen. Anschließend alle anderen Fehler 
herausrechnen, wobei +/- Toleranzen ein exaktes Ergebnis erschweren. 
Eine exakte Widerstandsmessung vorallem bei kleinen Widerständen geht 
nur mit einer Wheatstone Messbrücke

Gruß René

: Bearbeitet durch User
von René S. (thebit)


Lesenswert?

grrrr warum geht der Math syntax nicht? die Formatierungsoption blendet 
das Forum aus aber die Formel wird nicht umgewandelt.

Kann da ein Moderator mal schauen bitte


Gruß René

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

René S. schrieb:
> Eine exakte Widerstandsmessung vorallem bei kleinen Widerständen geht
> nur mit einer Wheatstone Messbrücke

Und warum soll bei kleinen Widerständen eine Vierleiter-Messung nicht 
vernünftig funktionieren. Bei einer Wheatstone-Brücke kriegst du 
gewaltig Probleme mit den Anschlusswiderständen.

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Guten Morgen!
DANK euch erst mal für eure Mühen!!!

Nein - Hausaufgaben sind´s (leider) nicht. Viel mehr "mach doch mal 
eben..." als Auftrag (bitte keine Diskussionsgrundlage in diesem 
Forum!). Daher die Annäherung an das Thema und Versuche mit bestehendem 
Material.

Über die Störeinflüsse bin ich mir bewusst - das diese aber so massiv 
sein können, eher nicht. Temp.koeffizienten kann ist hier allerdings 
vernachlässigbar. Als Kalibrier- und Lastwiderstand nutze ich 
Widerstandsdekaden mit 0,5%. Allerdings Steckbrett und fliegende 
Verdrahtung.

Schlussendlich muss ich erkennen, dass das Thema doch nicht so einfach 
umzusetzen ist, wie mit dem groben Verständniss um KSQ, URI und ein 
priese Logik...

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:
> Habe einfache Konstantstromquelle mit LM317 (1,25kR, I=1mA, 1V,
> mV-Messwert=R.Last) versuchsweise aufgebaut.

Der LM317 braucht eine Mindestlast um an seinem Ausgang auch sicher die 
1.25V bereit zu stellen, ich mein das waren 3.5 mA, in Sonderfällen 
solls auch mit 1.0 mA funktionieren.
Und durch den Adjustment-Pin fließen, glaub ich, bis zu 50 µA.

Wenn du maximal 3.0 V als Messspannung haben darfst und maximal 1kΩ 
messen musst würde ich es dreister Weise mal mit 3 mA probieren.

: Bearbeitet durch User
von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Laut Datenblatt 3,5mA. LM317 ist so genial einfach!
Bei 1mA ist die Schmerzgrenze bzgl.Messperipherie erreicht. Messbereich 
liegt mittlerweile bei 0-200R, Schwerpunkt ~50R, Tolleranz 
+/-5%/Messwert

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Grad auch noch mal rein geschaut. Adjustment kann bis zu 100 uA Strom 
haben, der geht dann zusätzlich durch den zu messenden Widerstand. Vor 
dem Hintergrund der Genauigkeit würde ich hier mal mindestens mit 2 mA 
ran gehen.

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Wenn der Adj konstant ist (konst.Temp.), kann er liniear mitkompensiert 
werden. Somit sollte das auch kein Problem sein.

Natürlich weis ich, dass beim LM317 der Strom ab 3,5mA optimal währe...

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:

> Nein - Hausaufgaben sind´s (leider) nicht. Viel mehr "mach doch mal
> eben..." als Auftrag (bitte keine Diskussionsgrundlage in diesem
> Forum!).

Naja, Widerstandsmessung ist ein derart triviales Problem,
(zumindest, wenn man keine Genauigkeit besser 1%) braucht,
welches schon millionenfach gelöst wurde, das ich nur schwer
nachvollziehen kann, das ein so langer Thread daraus entstehen
kann. Also nochmal zur Wiederholung: Konstantstromquelle bauen
aus Operationsverstärker und Referenz-IC, diese an den Wider-
stand anschliessen und parallel am Widerstand die Spannung
messen. So wird das m.W. bei über 90% aller Widerstands-
Messgeräte gemacht. Will man kleine Widerstände messen
(typisch unter 20 Ohm), müssen Stromquelle und Spannungs-
Meßgerät über getrennte Leitungen am Widerstand angeschlossen
werden. Wenn man einen solchen Auftrag nicht schafft, sollte
man massiv die Grundlagen, angefangen mit dem Physikbuch aus
der Schule, wiederholen oder den Auftrag zurückgeben.
Gruss
Harald

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> ...oder den Auftrag zurückgeben.
> Gruss
> Harald

...WENN DAS(!) mal so einfach währe, lieber Harald...

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:

>> ...oder den Auftrag zurückgeben.
>> Gruss
>> Harald
>
> ...WENN DAS(!) mal so einfach währe, lieber Harald...

...und was ist Dir jetzt an der Beschreibung in meinem letzten
Beitrag noch unklar? Das Ohmsche Gesetz?

von __Son´s B. (bersison)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> derart triviales Problem

Trivial scheint es tatsächlich an der Oberfläche mit URI.
Aber wie immer stecken kleine Hindernisse im Detail - wenn man genauer 
hinschaut und nicht aus dem Vollen schöpfen kann.

von Multimeter (Gast)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> So wird das m.W. bei über 90% aller Widerstands-
> Messgeräte gemacht.

Fast alle DMM messen Widerstände nach dem ratiometrischen Verfahren, 
also Spannung über einem Referenzwiderstand messen, dann Spannung über 
Rx messen und nach der Spannungsteilerformel den unbekannten Widerstand 
berechnen. Da braucht man keinen hochgenauen Konstantstrom und auch die 
Spannung muß nur für den Zeitpunkt der Messung konstant sein.
Kannst Dich ja mal bei Kethley oder Agilent (oder wie die jetzt heißen) 
schlau machen.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

__Son´s Bersi__ schrieb:

> wenn man genauer hinschaut und nicht aus dem Vollen schöpfen kann.

Du meinst intellektuell?

von wolleg (Gast)


Lesenswert?

Multimeter schrieb:
> Da braucht man keinen hochgenauen Konstantstrom und auch die
> Spannung muß nur für den Zeitpunkt der Messung konstant sein.

Einen ähnlichen Vorschlag gibt es hier schon seit dem 17.11.14.
Es ist unverständlich, warum es nicht vorwärts gehen will.
Man kann auch gleichzeitig Strom und Spannung messen und daraus den R 
berechnen.
Bei solch kleinen Widerständen, wie oben beschrieben, verriecht sich der 
Einfluß des Eingangswiderstandes eines Voltmeters.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.