Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsteiler mit Präzisionswiderstand


von Werner (Gast)


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Ich benötige einen Spannungsteiler der von einen Sensorausgang 0-10V 
einen 0-5V liefert.
Ist es notwendig hierbei spezielle Präzisionswiderstand zuverwenden oder 
reichen hierbei die normalen Widerstände aus ?

von MaWin (Gast)


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Kommt auf die gewünschte Messgenauigkeit an.

von Olaf (Gast)


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Werner schrieb:
> reichen hierbei die normalen Widerstände aus ?

Normale Widerstände reichen aus. Die Werte hängen aber auch von der 
Belastung der nachfolgenden Stufe ab.

von Pat A. (patamat)


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Such dir mit einem Multimeter zwei möglichst gleich große Widerstände 
heraus, dann ist die Toleranz der Widerstände egal.

von Steakholder (Gast)


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Olaf schrieb:
> Werner schrieb:
>> reichen hierbei die normalen Widerstände aus ?
>
> Normale Widerstände reichen aus. Die Werte hängen aber auch von der
> Belastung der nachfolgenden Stufe ab.

Das sowieso.

Aber auf die Toleranz sollte man aber schon achten. Mit einem Teiler aus 
5%-Kohleschichtwiderständen wird das nicht so super.

Mein Vorschlag wären 1% mit <TK100. Schlechtere kaufen loht sich auch 
preislich gar nicht.

von Mark W. (kram) Benutzerseite


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Werner schrieb:
> Ich benötige einen Spannungsteiler der von einen Sensorausgang 0-10V
> einen 0-5V liefert.
Dann muss der Spannungsteiler durch 2 teilen.
> Ist es notwendig hierbei spezielle Präzisionswiderstand zuverwenden oder
> reichen hierbei die normalen Widerstände aus ?
Kommt drauf an, was der Sensor an Genauigkeit liefert und was am Ende 
benoetigt wird.
Waere noch interessant zu wissen, was der Sensor an Strom liefern kann 
und was die nachfolgende Schaltung benoetigt. Stichwort: belasteter 
Spannungsteiler.

von Jens G. (jensig)


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>Mein Vorschlag wären 1% mit <TK100. Schlechtere kaufen loht sich auch
>preislich gar nicht.

Der TK ikst eher uninteressant, da er sich bei R's mit gleichem TK 
herauskürzt.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Ich würde sogar soweit gehen, daß ich ein Mehrgang-Poti (10k) als Teiler 
benutzte.

... kommt aber auf die Daten an, Die der Sensor liefert, wie stark 
dieses Signal belastet werden soll/darf.

Um was geht's eigentlich?

MfG

von Peter R. (pnu)


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Patrick J. schrieb:
> Mehrgang-Poti (10k) als Teiler

Mehrgang-Poti ist wohl etwas teuer, denn wenn der Teiler fertig ist, 
wird er wohl nicht mehr immer wieder verstellt. (Poti ist etwas,das 
immer wieder verstellt wird)

Poti wohl nur als erste Versuchsanordnung, um zu prüfen, ob der Teiler 
die Signalquelle belastet und ob das Messgerät den Teiler belastet.

später sollten Festwiderstände genügen, wenns ganz genau sein soll evtl. 
ein Trimmer zwischen  den beiden Widerständen mit z.B. einem Widerstand 
der etwa ein Zehntel der Teilerwiderstände beträgt.

von Werner (Gast)


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Zweck ist es ein Druckmessumformer von 0- 10 V auf einen Eingang des 
Microcontroller (0-5V) zu legen. Poti halte ich für etwas zu 
kompliziert.

von Georg (Gast)


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Peter R. schrieb:
> (Poti ist etwas,das
> immer wieder verstellt wird)

Ja, genau deswegen haben viele Einstellpotentiometer einen Farbklecks 
auf dem Knopf, damit sie nicht versehentlich oder unqualifiziert 
verstellt werden.

Georg

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Werner schrieb:
> Poti halte ich für etwas zu kompliziert.

Wenn ein Poti für Dich schon zu kompliziert ist, dann hast Du das 
falsche Hobby gewählt.

: Bearbeitet durch User
von Steakholder (Gast)


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Jens G. schrieb:
>>Mein Vorschlag wären 1% mit <TK100. Schlechtere kaufen loht sich auch
>>preislich gar nicht.
>
> Der TK ikst eher uninteressant, da er sich bei R's mit gleichem TK
> herauskürzt.

Und die Gewissheit, dass das Verhalten des TK über alle Widerstandswerte 
gleich ist oder sich linear verhält nimmst du woher genau?

Ich behaupte: Das ist nicht so. Aber probiers einfach mal aus, kann sehr 
lehreich sein :-)

Dazu kommt: es macht keinen Sinn. z.B, 200ppm Widerstände sind in 
normalen Mengen nicht nennenswert billiger.

von Peter R. (pnu)


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Georg schrieb:
> Ja, genau deswegen haben viele Einstellpotentiometer einen Farbklecks
> auf dem Knopf, damit sie nicht versehentlich oder unqualifiziert
> verstellt werden.

Ist Dir der Unterschied zwischen einem Zehngang-Potentiometer und einem 
Trimmer bekannt?

Wenn nicht, google mal danach.

von Peter R. (pnu)


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Werner schrieb:
> Ich benötige einen Spannungsteiler der von einen Sensorausgang 0-10V
> einen 0-5V liefert.

Heißt wohl, richtig formuliert: Ich benötige einen Spannungsteiler, der 
das Signal eines  Sensorausgangs (0...10V) für einen Sensoreingang auf 
0..5V herunterteilt.

einfachste Antwort: ein Teiler aus zwei gleich großen Widerständen.
Das geht mit 1 GOhm oder mit 100 µOhm gleichermaßen.

Es kommt aber dann auf verlangte Genauigkeit, Eigenschaften der 
Signalquelle, Eigenschaften des Signaleingangs an und auf den 
Frequenzbereich des Signals.

Für nähere Information dankt die Forengemeinde.

von A. S. (Gast)


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Werner schrieb:
> Ist es notwendig hierbei spezielle Präzisionswiderstand zuverwenden oder
> reichen hierbei die normalen Widerstände aus ?

Viel wichtiger ist es, den Rest da drumherum zu verstehen. Mal rein 
ohmisch:

Der Sensor hat einen Ausgangswiderstand Ra. Schön, wenn er auf den 
Ausgang regelt (dann ist Ra=0), meist ist er aber > 0.

Der µC bzw. dessen AD oder Eingangsschaltung hat einen Innenwiderstand 
Ri.
Der ist selten 0.

Wenn Ra=50Ohm ist und Ri=5kOhm, dann ergäbe sich ohne Spannungteiler ein 
Fehler von 1%.
Der optimale Spannungsteiler wäre hier 2*1k. Der verursacht einen Fehler 
von je 10% an Ri und Ra, also 20% ingesamt.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Peter R. schrieb:
> Ist Dir der Unterschied zwischen einem Zehngang-Potentiometer und einem
> Trimmer bekannt?

Wegen der besseren Einstellbarkeit und dem - für Hobbyisten und bei 
Einzelstücken nicht groß störenden Mehrpreis - nannte ich das 
Mehrgang-Poti.
Anders als bei einem Trimmer habe ich dort >270° Weg - bei Beiden wird 
der halbe Widerstand wohl ungefähr in der Mittelstellung zu erwarten 
sein ;).
Bevor ich mit Festwiderständen den Spannungsteiler so hingebogen habe, 
wie der Messeingang den Messausgang verstehen soll, habe ich lange die 
drei...sieben Umdrehungen mit dem Schraubendreher am Poti vollzogen und 
meine Ist-Größe auf Soll-Größe verjüngt.

Wenn man auf 1/10ten Cent schauen muß, ist diese Herangehensweise aber 
ungeeignet.

MfG

von Peter M. (r2d3)


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Werner schrieb:
> Ist es notwendig hierbei spezielle Präzisionswiderstand zuverwenden oder
> reichen hierbei die normalen Widerstände aus ?

Wenn es um den Einfluss der Temperatur auf den Widerstandswert geht, 
kannst Du den Mehraufwand für besonders stabile Widerstände auch mit 
viel Arbeit in Form von Selektion der Widerstände kompensieren.

Dazu solltest Du allerdings dem Spannungsteiler zubilligen, nicht 
hochexakt 2:1 teilen zu müssen.

von Harald W. (wilhelms)


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Patrick J. schrieb:

> Wenn man auf 1/10ten Cent schauen muß, ist diese Herangehensweise aber
> ungeeignet.

...und wenn man wirklich einen Präzisionsteiler braucht, auch.

von Walter S. (avatar)


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Achim S. schrieb:
> Der µC bzw. dessen AD oder Eingangsschaltung hat einen Innenwiderstand
> Ri.
> Der ist selten 0.

das ist auch gut so, schließlich würde man sich am liebsten unendlich 
wünschen

von Peter M. (r2d3)


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Nachtrag (konnte Beitrag nicht mehr ändern)

Und das thermische Verhalten der Widerstände lässt sich je nach Breite 
des Temperaturbereichs manchmal nur schlecht mit einer Konstante namens 
TK annähern.

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Ein 5 V Eingang für den ADC im µC spricht für eine eher älterne type wie 
PIC, AVR oder 8051. Da darf der Widerstand schon im 10 K Bereich sein 
und die Genauigkeit ist in der Regel begrenzt. 2 Gleiche Widerstände im 
5-22 K Bereich sollten ausreichen. Für genaueres müsste man den ADC 
genauer kennen, mit den Anforderungen an die Signalimpedanz.

Unter 10 Gang Poti versteht man normal die Ausführung mit großen 
Drehknopf zur Montage an der Frontplatte. Auf einer Platine und nur zum 
einmaligen Abgleich wäre ein Spindeltrimmer (d.h. ähnlich, aber kleiner 
und i.A: mit Schraubdreher zu bedienen) das richtige. Für nur einen 
feinen Abgleich um 50% gäbe es auch die Möglichkeit mit Trimmer und 3 
Widerständen: 2 für den groben Wert und einer um den Einfluss für den 
Trimmer zu reduzieren.

von Jacko (Gast)


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Werner (Gast) schrieb:
> Zweck ist es ein Druckmessumformer von 0- 10 V auf einen Eingang
> des Microcontroller (0-5V) zu legen. Poti halte ich für etwas zu
> kompliziert.

Da gibt es aber mehr Fehlerquellen, als die 2 Widerstände des
Spannungsteilers. Beide sollten vom gleichen Typ und den
möglichst gleichen Wert (evtl. ausmessen) haben.

Bei den üblichen µCs und auch Einzel-ADCs darf der
Quellwiderstand zum ADC nicht größer als 10 kOhm sein.
Mit 2 x 20 kOhm (ausgemessen) aus der E24-Reihe ist das
gerade noch erfüllt.

Der Messwertumformer hat einen Innenwiderstand. Ist der
gegenüber den 2 x 20 = 40 kOhm vernachlässigbar? Ansonsten
ergibt sich nicht genau die Hälfte am Spannungsteiler.

Vielleicht ist dann doch ein
Präzisionspoti: 25 Gänge, stehend/liegend, 20 K-Ohm
die Lösung?

von Patrick (Gast)


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Wenn wirklich genau die Hälfte der Spannung nötig ist, ließe sich das 
ohne Mehrgangpoti auch mit einem Trimmpoti machen, das "zwischen" zwei 
Widerständen angeordnet ist und dessen Widerstand gerade so groß ist, 
dass zwei entgegengesetzt vom Nennwert abweichende Widerstände ( also 
z.B. + und - 5 Prozent kompensiert werden können --> dann ist auch die 
Einstellung feinfühliger, d.v. weniger Spannungshub pro Drehwinkel.
Ob das nun am Ende in Anbetracht der geforderten Genauigkeit notwendig 
ist, sei mal dahingestellt, aber ich würde diese Lösung einem teuren 
Mehrgangpoti in jedem Fall vorziehen.

Bei zwei 10kOhm Widerständen sollte man (bei 5 Prozent Toleranz) mit 
einem 1k-Poti hinkommen (um dem "kleineren" 9500-Ohm-Widerstand das 
fehlende Kiloohm dazuzugeben, sodass der Spannungsteiler dann aus de 
facto 2x 10,5 kOhm besteht und "genau halbiert".
Das ist zwar ziemlich auf Kante ausgelegt, aber bei Widerständen von der 
Rolle sind mir noch nie solche extrem voneinander abweichenden Exemplare 
untergekommen.
Enger Tolerierte Widerstände bedingen dann einen entsprechend kleineren 
Potiwert und eine angenehmere Kalibrierung.

von Der Andere (Gast)


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Wenn man die 5V der µC Versorgungsspannung als Referenzspannung für den 
AD Wandler benutzt, dann reichen wohl zwei gleiche 1% 
Metallfilmwiderstände.
Bei 2 x 4k7 hat man max. 1mA Belastung des Sensorausgangs und ist 
niederohmig genug.

Genauer wirds sowiso nicht mehr.

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