Ich nutze ein analoges Zeigergerät mit 10kOhm Impedanz zur Messung einer Spannung. Das Zeigergerät kann maximal 30V anzeigen - die Spannung soll darauf begrenzt werden. Ich habe schon an 30V-Zenerdiode + R2R-OpAmp-Impedanzwandler gedacht, nur gibt es wenig Auswahl für Vcc um die 40V. Gibt es eine einfache Alternative? Danke
Meinst du das Zeigergerät und die Zenerdiode in Reihe? Dann würde die Skala aber nicht mehr stimmen.
Andy schrieb: > Ich habe schon an 30V-Zenerdiode + R2R-OpAmp-Impedanzwandler gedacht, > nur gibt es wenig Auswahl für Vcc um die 40V. Gibt es eine einfache > Alternative? Abgesehen davon, dass das der falsche Weg ist: Wenn du einen R2R OP nähmst und maximal 30V am Ausgang haben darfst, wie hoch müsste dann die Versorgungsspannung sein? Ich würde einfach eine Klemmschaltung mit einer Z-Diode machen. Denn das muss ja sicher nicht bei genau 30,0000V begrenzen, sondern es soll vermutlich nur nicht wesentlich mehr als z.B. 35V werden. Warum könnte die Spannung am Messgerät eigentlich größer als 30V werden? Und wieviel größer könnte die werden?
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Du kannst ein Spannungsmessgerät nicht gegen Überspannung schützen, wenn man es an die Steckdose anschliesst, zerstört das jeden Überspannungsschutz. Aber dein Messgerät ist ein Strommessgerät, das (hoffentlich) durch einen Vorwiderstand an den Messbereich angepasst wird. Hinter dem Vorwiderstand kann man gut eine Spannungsbegrenzung einbauen, denn der Vorwiderstand schützt die vor Zerstörung. Je nach dem ob es ein Gleich oder Wechselspannungsmessgerät ist, kommt dort eine Z-Diode (auch einstellbar TL431) oder VDR (auch bidirektionale Transil) hin.
Die aller meisten analogen Anzeigen arbeiten mit wenige als 30 V. Üblich sind eher so etwas wie 100 mV oder ggf. 1 V für das Eigentliche Anzeigeinstrument und dann ein Vorwiderstand, der den Spannungsbereich festlegt. Die Spannung nur für das Anzeigeinstrument kann man z.B. mit 2 Dioden parallel zur Anzeige begrenzen - eine leichte Überschreitung des Anzeigebereichs können die Anzeigen in der Regel vertragen. Es macht also nichts aus wenn die trotz 100 mV Bereich auch mal 0,5 V abbekommen. Der Reihenwiderstand muss dann von der Leistung entsprechend der maximal vorkommenden Spannung ausgelegt werden. Eine alternative wären ggf. 2 Depletion mode MOSFETs als Strombegrenzung. Allerdings kommt da ein kleine Widerstand (1-5 Kohm Bereich) dazu, der mit berücksichtigt werden muss. Bei dem relativ hohen Strom wird die Leistung ggf. schon ein Problem, aber immer noch besser als beim Widerstand.
Andy schrieb: > Ich nutze ein analoges Zeigergerät mit 10kOhm Impedanz zur Messung einer > Spannung. Das Zeigergerät kann maximal 30V anzeigen - die Spannung soll > darauf begrenzt werden. Nur so aus Spaß oder geht es um den Schutz des Meßwerks? > Ich habe schon an 30V-Zenerdiode + R2R-OpAmp-Impedanzwandler gedacht, > nur gibt es wenig Auswahl für Vcc um die 40V. Gibt es eine einfache > Alternative? Was willst du mit dem OPV? Der große Vorteil eines Zeigermeßwerks ist doch, daß es ohne eigene Versorgungsspannung auskommt. Was du also tun mußt, ist die Spannung am (eigentlich: den Strom durch) das Meßwerk zu begrenzen. Das geht auch rein passiv, denn so ein Meßwerk ist problemlos um Faktor 2..10 überlastbar, ohne daß es gleich Schaden nimmt. Wenn dein Gerät 10K Impedanz im 30V Meßbereich hat, dann braucht das Meßwerk 3mA für Vollausschlag und ist ein Exemplar ganz vom unteren Ende des technisch machbaren. Normal sind eher 100µA und gute Meßwerke kommen gar mit 30µA aus. Aber egal. Die Idee mit der Z-Diode ist im Prinzip ganz richtig. Allerdings darfst du die nicht dem Gerät als Ganzes parallel schalten, weil du dann ja einen Vorwiderstand brauchst, der den Meßbereich wieder verändern würde. Der Weg den man früher in Zeigermeßgeräten gegangen ist, war dem Meßwerk einfach zwei Ge-Dioden parallel zu schalten. Ein typisches Meßwerk brauchte 50µA@60mV. Sprich es hatte 1.2K Innenwiderstand. Für alle Spannungsmeßbereich >60mV wurde einfach ein passender Vorwiderstand davor geschaltet. Bei 60mV sperren die Dioden noch. Falls mehr Spannung am Meßwerk anliegt, fangen die Dioden an zu leiten und halten den Überstrom vom Meßwerk ab. Wenn wir von maximal 200mV ausgehen, wird das Meßwerk also maximal um Faktor ~3 überlastet. Das war damals<tm> gut genug. In deinem Fall würde man entweder auch dem Meßwerk ein Paar Dioden (anti) parallel schalten. Oder man teilt den ohnehin vorhandenen Vorwiderstand passend auf und schaltet dem Anteil mit dem Meßwerk eine passende Z-Diode parallel. Wenn da z.B. ein 10K Widerstand drin sitzt:
1 | + o--[10k]--(~~)--o - |
könnte man den den in 6.8K und 3.2K (3.0K + 470R Trimmer) teilen:
1 | + o--[6k8]-*-[3K2]-(~~)-*-o - |
2 | | | |
3 | `-----|<-----´ |
4 | ZD 12V |
Nominal fallen bei Vollausschlag 10V an Meßwerk + 3.2K ab, die Z-Diode begrenzt die Spannung dann auf 12V. Etwas Luft muß man in jedem Fall lassen, sonst verfälscht das einsetzende leitend werden der Z-Diode den Meßwert.
Andy schrieb: > Meinst du das Zeigergerät und die Zenerdiode in Reihe? Dann würde die > Skala aber nicht mehr stimmen. Die Dioden in Reihe.
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