Einen Widerstand messe ich mit einem Shunt und wandle das Signal mit einem ADC um. Wie kann ich nun eine Impedanz messen? Kennt jemand eine allgemeine Schaltung dafür?
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martin schrieb: > Wie kann ich nun eine Impedanz messen? Kennt jemand eine allgemeine > Schaltung dafür? Die Mess-Schaltung ist prinzipiell gleich. Der Witz am Messen einer Impedanz ist, dass Wechselspannung dran beteiligt ist. Und dann wird neben den absoluten Werten von Strom und Spannung die Phasenlage von Strom und Spannung mit reingerechnet. Und das dann am besten noch bei unterschiedlichen Frequenzen... martin schrieb: > Einen Widerstand messe ich mit einem Shunt Und mit einer Spannungsmessung, damit du R = U/I rechnen kannst.
Beitrag #5852818 wurde von einem Moderator gelöscht.
Fragen schon, aber man könnte sich bei so elementaren Dingen leicht selber schlau machen.
Karl schrieb: > Darf man hier nich fragen im Forum? Ich würde sagen, Foren sind eher für konkrete Fragen und Probleme geeignet und nicht als allgemeine Informationsquelle. Zum Einlesen in ein Thema können Suchmaschinen und Online-Enzyklopädien schon sehr viele gute Informationen liefern. Wenn dann Verständnisprobleme oder die Wahl der richtigen Schaltung ansteht, kann man sich wieder an ein Forum wenden.
Karl schrieb: > Darf man hier nich fragen im Forum? Karl-Martin, auch für dich gilt: nur 1 Nutzername pro Thread. Siehe die unheimlich simplen Nutzungsbedingungen
Du könntest die Spannung an einem Shunt messen und daraus den Strom bestimmen. Spannung hast du und Strom auch.
Lothar M. schrieb: > martin schrieb: >> Wie kann ich nun eine Impedanz messen? Kennt jemand eine allgemeine >> Schaltung dafür? > Die Mess-Schaltung ist prinzipiell gleich. Der Witz am Messen einer > Impedanz ist, dass Wechselspannung dran beteiligt ist. Und dann wird > neben den absoluten Werten von Strom und Spannung die Phasenlage von > Strom und Spannung mit reingerechnet. Und das dann am besten noch bei > unterschiedlichen Frequenzen... Hallo Martin, ich habe selber mal gegoogelt. Eine einfache Lösung habe ich nicht gefunden. Selbst ein gutes Multimeter mißt Dir keine Phasenlage, zumindest nicht meins und das hat über 200 € gekostet. Aber im Prinzip ist das nicht schwer zu verstehen. Lothar hat das schon erklärt. Ein Bauteil, das einene Impedanz hat, hat einen realen, ohmschen Widerstand und einen induktiven oder kapazitiven Widerstand. Der reale, ohmsche Widerstand ist ein Wirkwiderstand. Fließt da Strom durch wird er warm. Hat die Spannung ein Maximum hat auch der Strom ein Maximum. Man sagt, Strom und Spannung sind in Phase, haben den selben Phasenverlauf Induktive und kapazitive Widerstände sind imaginäre Widerstände. Hier wird bei Strom nix warm. Strom und Spannung sind nicht in Phase. - Induktivität: der Wechselstrom eilt der Wechselspannung um 90° nach. - Kapazität: der Wechselstrom eilt der Wechselspannung um 90° voraus. Jetzt kann man mit einem ADC die Spannung und den Strom messen. Mit einem Mikrokontroller könnte man auch noch die Laufzeiten zwischen den beiden Spitzen von Wechselstrom und Wechselspannug messen. Nebenbei ermittelt man auch dabei die Frequenz. Das war es eigentlich. Das Messen von Laufzeiten kann man sich aber sparen. Der ADC muß nur schnell genug sein um die Maxima der Kuven genau genug zu ermitteln. Den Bezug zur Laufzeit liefern die ADC von sich aus in den Meßwerten. In der Praxis ist es noch etwas kniffliger. Die Messwerte müssen an die ADC angepasst werden, so daß man die Auflösung der ADC auch nutzt. Bei der Spannung wird man oft die Spannung veringern müssen. Bei der Strommessung muß sie in der Regel erhöht werden. Also das Thema ist nicht so banal wie es sich auf den ersten Blick darstellt. Vielleicht gibt es jetzt noch andere elegantere Lösungsvorschläge aus dem Forum. mfg klaus
Klaus R. schrieb: > Mit einem Mikrokontroller könnte man auch noch die Laufzeiten zwischen > den beiden Spitzen von Wechselstrom und Wechselspannug messen. Das ist so ziemlich die ungünstigste Möglichkeit. um die Phasenlage von Signalen zu bestimmen, weil bei einem Sinus die "Spitzen" maximal rund sind und damit Messfehler maximal zuschlagen. Darum: Zeitmessung immer an einer Stelle, bei der sich das Signal über die Zeit möglichst kräftig ändert.
Wolfgang schrieb: > Das ist so ziemlich die ungünstigste Möglichkeit. um die Phasenlage von > Signalen zu bestimmen, weil bei einem Sinus die "Spitzen" maximal rund > sind und damit Messfehler maximal zuschlagen. Die Ableitung von SIN x ist COS x. Also aus der schnellsten Stelle des Sinus, dem Null-Durchgang, wird beim Cosinus der Wellenberg, die flachste Stelle. Es müßte demnach auch nicht leicht sein die schnellste Stelle zu ermitteln. Beim ADC kann man recht einfach den höchsten Wert ermitteln. Bei der Steigung muß man ersteinmal die Steigung berechnen und kann dann erst die höchste Steigung heraussuchen. Wie messen denn die speziellen Meßgeräte mit ADC? mfg klaus
Impedanzen sind üblicherweise frequenzabhängig, eine gewobbelte Darstellung sagt mehr aus http://www.audio-software.de/impedanzmessungv5.html http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/LcMeas2/LCMeas2.html https://www.icom.hsr.ch/fileadmin/user_upload/icom.hsr.ch/publikationen/mathis/trade_publications/MAH_Klaper_2008_RLC-Meter_DE_elektro0608.pdf es gibt einige Programme für die Soundkarte dazu. Das sind die ersten drei Ergebnisse einer Google-Suche nach "impedanzmessung soundkarte"
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Christoph db1uq K. schrieb: > Impedanzen sind üblicherweise frequenzabhängig, eine gewobbelte > Darstellung sagt mehr aus Klar. Wäre für viele Anwändungsfälle eine schon gute Lösung. Jetzt sollte Martin mal etwas dazu sagen. mfg Klaus
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Früher ging das auch so: http://www.fox06.de/aktivitaeten/bastelrunde/impedanzmessbruecke/impedanzmessbruecke.htm
Irgendwie scheint dem Poster ein stueck einfache Theorie zu fehlen, ohne die Nichts laeuft. Weg mit dem Troll
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Aus der Baumappe ZM6 von Radio RIM 1982. Es ist wirklich so simpel wie es aussieht! Im Kern EIN OPV mit dem Messobjekt in der Rückkopplung. Für RIM-Verhältnisse war das ZM6 ein Verkaufsschlager. Die Baumappe findet man bei rainers-elektronikpage.de
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Klaus R. schrieb: > Selbst ein gutes Multimeter mißt Dir keine Phasenlage Bei der "Drei Voltmeter Methode" benötigt man keine Messung der Phasen. Man misst das Spannungsdreieck (gebildet aus Spannung am Messobjekt, Spannung am Messwiderstand und die Spannung an beides) . Daraus lassen sich der Real und Imaginäranteil des Messobjektes berechnen. Siehe Wiki "Drei Voltmeter Methode"
Klaus R. schrieb: > Beim ADC kann man recht einfach den höchsten Wert ermitteln. Und jetzt gibts du vorher ein bisschen Rauschen dazu. Dann hat es sich mit "einfach". Schon fängt der Zeitpunkt des vermeintlichen Maximums an, fürchterlich durch die Gegend zu schwimmen. > Bei der Steigung muß man ersteinmal die Steigung berechnen und kann dann > erst die höchste Steigung heraussuchen. Na zum Glück weiss man bei einem Sinus, dass es ein Sinus ist. Der erreicht die größte Steigung bekanntlich beim Nulldurchgang. Sowohl Steigungsberechnung als auch Suche entfallen und ein simpler Komparator auf einen Capture Input gelegt, erledigt den Job. Für den Störabstand ist es natürlich günstiger, die Phasenverschiebung nicht aus einem Punkt, sondern aus einem zeitlich längeren Signalbereich zu bestimmen, z.B. über Kreuzkorrelation.
Wolfgang schrieb: > Klaus R. schrieb: > Beim ADC kann man recht einfach den höchsten Wert ermitteln. > > Und jetzt gibts du vorher ein bisschen Rauschen dazu. Dann hat es sich > mit "einfach". Schon fängt der Zeitpunkt des vermeintlichen Maximums an, > fürchterlich durch die Gegend zu schwimmen. > > Bei der Steigung muß man ersteinmal die Steigung berechnen und kann dann > erst die höchste Steigung heraussuchen. > > Na zum Glück weiss man bei einem Sinus, dass es ein Sinus ist. Der > erreicht die größte Steigung bekanntlich beim Nulldurchgang. Sowohl > Steigungsberechnung als auch Suche entfallen und ein simpler Komparator > auf einen Capture Input gelegt, erledigt den Job. > > Für den Störabstand ist es natürlich günstiger, die Phasenverschiebung > nicht aus einem Punkt, sondern aus einem zeitlich längeren Signalbereich > zu bestimmen, z.B. über Kreuzkorrelation. Haĺlo, Ich würde die kleinen Rauschzackerln bei der Auswertung der PHASE wegrechnen. 1. FFT von Sjgnalgeneragkr 2. FFT vom Strom 3. Bei der Arbeigsfequenz die PHASE ablesen. Damit sind die Störungen beseitigt.
bei einem reinen ohmschen Widerstand ist die Impedanz gleich dem Widerstand. Ich würde aus der unbekannten Impedanz und einem veränderlichen Widerstand einen Spannungsteiler aufbauen. Dieser wird mit einer Wechselspannung der gewünschten Frequenz gespeist. Dann wird der Widerstand so eingestellt, daß der Spannungsteiler genau die halbe Speisespannung liefert. Jetzt hat der Widerstand die gleiche Impedanz wie die unbekannte. Einen Widerstand kann man aber leicht messen bzw. ablesen. MfG Klaus
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Klaus schrieb: > Dann wird > der Widerstand so eingestellt, daß der Spannungsteiler genau die halbe > Speisespannung liefert. Jetzt hat der Widerstand die gleiche Impedanz > wie die unbekannte. Nein, hat er nicht. Bzw. hat er nur dann, wenn es sich bei der unbekannten Impedanz ebenfalls um einen rein ohmschen Widerstand handelt. Wenn es sich stattdessen z.B. um eine ideale Induktivität handelt, dann liegt ein Faktor Wurzel(3) zwischen den beiden Werten. (siehe Skizze im Anhang - Wechselstrom kann schon gemein sein.)
Max123 schrieb: > Haĺlo, > Ich würde die kleinen Rauschzackerln bei der Auswertung der PHASE > wegrechnen. > 1. FFT von Sjgnalgeneragkr > 2. FFT vom Strom > 3. Bei der Arbeigsfequenz die PHASE ablesen. > > Damit sind die Störungen beseitigt. Statt FFT für Strom und Spannungsmessung würde ich mit Goertzel Algorithmus jeweils nur für die eingeprägte Frequnenz einen Zeiger berechnen. Dann hat man einen Komplexen Zeiger für U, einen komplexen zeiger für I und erhält mittel Z=U/I eine komplexe Repräsentation der Impedanz.
Achim S. schrieb: > Nein, hat er nicht. Bzw. hat er nur dann, wenn es sich bei der > unbekannten Impedanz ebenfalls um einen rein ohmschen Widerstand > handelt. Bei Transmission Lines (Leiterbahnen, Kabel) ist das so, und da arbeitet man auch so. Aber das ist ein Sonderfall. Ausserdem geht es da eher in den GHz-Bereich, was OpAmps ausschliesst, i.a. werden die Impedanzen von Leiterbahnen mit einem Time Domain Reflectometer bestimmt. Georg
martin schrieb: > Wie kann ich nun eine Impedanz messen? Kennt jemand eine > allgemeine Schaltung dafür? https://www.youtube.com/watch?v=U3T7oX4wOpQ http://www.afug-info.de/Tipps-Tricks/Impedanz-messen/
Dr. D hat vorgeschlagen, stat der FFT den Goertzel Algorithmus zu verwenden. Das ist sinnvoll und richtig.
Ganz wichtig für die Messung ist erstmal, herauszufinden, welche Impedanz gemessen werden soll. Bei kleinen elektro chemischen Elektroden kann man nicht einfach 2 V drauf hauen. Dann steht auch die Frage : galvano- oder amperometrisch?
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