Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik fehlerhafte Messung digital Einbau-Voltmeter


von Markus S. (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe ein digitales Einbau-Voltmeter, welches mir nicht die korrekte 
Spannung anzeigt.

Zur Erklärung:
Es handelt sich um eine Testeinheit 24V Lüfter zu prüfen.
Dabei wird der Lüfter mit 24V versorgt und gemessen wird das 
Tachosignal, welches i.d.R. zischen 10-13V (11,5V) beträgt. Ich habe die 
Spannung immer mit einem Multimeter nachgemessen. Nun hatte ich die Idee 
in die Testeinheit ein digitales Einbau-Voltmeter einzubauen, um die 
Messung zu vereinfachen.
Ich habe mir das VM433 von Joy-It gekauft und eingebaut.
Versorgt wird der Voltmeter über die 24V Versorgungsspannung der Lüfter 
und gemessen wird das Tachosignal.
Leider habe ich das Problem, dass der Voltmeter eine Spannung von ca. 
2,25V anzeigt.
Wenn ich die gemeinsame Masse der Versorgungs- und Messspannung trenne, 
messe ich mit dem Multimeter wieder die 11.5V.
Woran kann das liegen?
Liegt es an der gemeinsamen Masse der Versorgungs- und Messspannung vom 
Voltmeter?
Könnt ihr mir da weiterhelfen?

Vielen Dank für Antworten!

von MaWin (Gast)


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Markus S. schrieb:
> Woran kann das liegen?
> Liegt es an der gemeinsamen Masse der Versorgungs- und Messspannung vom
> Voltmeter?

Nein, diese Modell erlaubt gemeinsame Masse von Versorgung und 
Messignal.

Es ist eher zweifelhaft, ob es sich beim Tachsignal überhaupt um eine 
Analogspannung handelt und nicht Impulse, das fuhrt natürlich zu 
unterschiedlichen Messergebnissen bei sample-Analogwertbildung vs. 
integrierender Analogwertmessung.

Beitrag #7032230 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Udo S. (urschmitt)


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Was ist das für ein Lüfter? Normalerweise sind Tachosignale nicht 
irgendeine Gleichspannung sondern Puls-Pause Signale.
Wo ist das Datenblatt deines gekauften (billig?) Spannungsmoduls?
Wie hast du es genau verschaltet?

von H. H. (Gast)


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Pullup am Tachoausgang vorhanden? Normalerweise sind das ja 
Open-Collector Ausgänge, NPN.


Ich frage mich allerdings was damit eigentlich geprüft werden soll?

von Andrew T. (marsufant)


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Markus S. schrieb:
> Dabei wird der Lüfter mit 24V versorgt und gemessen wird das
> Tachosignal, welches i.d.R. zischen 10-13V (11,5V) beträgt.

H. H. schrieb:

>
> Ich frage mich allerdings was damit eigentlich geprüft werden soll?

Markus S. schrieb:
> Dabei wird der Lüfter mit 24V versorgt und gemessen wird das
> Tachosignal, welches i.d.R. zischen 10-13V (11,5V) beträgt.

Eben dieses.

von Markus S. (Gast)


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Hallo,

danke erstmal für die Antworten

> Es ist eher zweifelhaft, ob es sich beim Tachosignal überhaupt um eine
> Analogspannung handelt und nicht Impulse, das fuhrt natürlich zu
> unterschiedlichen Messergebnissen bei sample-Analogwertbildung vs.
> integrierender Analogwertmessung.

Bei dem Tachosignal handelt es sich um eine Rechteckspannung mit einer 
Amplitude von ca. 23V.
Mit dem Multimeter wird da die Spannung vom Mittelwert angezeigt auf 
11,5V angezeigt.

von Andrew T. (marsufant)


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Markus S. schrieb:
> Mit dem Multimeter wird da die Spannung vom Mittelwert angezeigt auf
> 11,5V angezeigt.

Schalte vor den Eingang Deiens joy-it Meßgerätes einen
Tiefpaß R=10k C= 4,7uF  Keramik

von H. H. (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Markus S. schrieb:
>> Dabei wird der Lüfter mit 24V versorgt und gemessen wird das
>> Tachosignal, welches i.d.R. zischen 10-13V (11,5V) beträgt.
>
> H. H. schrieb:
>
>>
>> Ich frage mich allerdings was damit eigentlich geprüft werden soll?
>
> Markus S. schrieb:
>> Dabei wird der Lüfter mit 24V versorgt und gemessen wird das
>> Tachosignal, welches i.d.R. zischen 10-13V (11,5V) beträgt.
>
> Eben dieses.

Für das simple Vorhandensein des Tachosignals ist kein DVM nötig.

von Markus S. (Gast)


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H. H. schrieb:
> Ich frage mich allerdings was damit eigentlich geprüft werden soll?

geprüft wird der Lüfter, ob er arbeitet. Durch die Versorgungsspannung 
wird geprüft, ob der Lüfter sich dreht und mit dem Tachosignal wird 
geprüft, ob der Lüfter auch seine Leistung hat.

> Pullup am Tachoausgang vorhanden? Normalerweise sind das ja
> Open-Collector Ausgänge, NPN.

Es wird direkt an dem Tachosignal gemessen

von MaWin (Gast)


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Markus S. schrieb:
> Bei dem Tachosignal handelt es sich um eine Rechteckspannung

Ja nun, dann ist das Messen als kontinuierliche Spannung offenbar 
Schwachsinn.

Selbst tiefpassgefiltert wird das Signal unterschiedlicher Frequenz aber 
gleichen Tastverhältnisses kein auswertbares Signal ergeben.

von Markus S. (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Wo ist das Datenblatt deines gekauften (billig?) Spannungsmoduls?

Als Spannungsquelle wird ein einstellbares Labornetzteil (Voltkraft 
PPS-11815) verwendet.

> Wie hast du es genau verschaltet?

Der Lüfter bekommt 24VDC vom Labornetzteil und der DVM wird auch darüber 
versorgt. Gemessen wird dann mit der gemeinsamen Masse das Tachosignal.

von H. H. (Gast)


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Das DVM ist so sinnlos!

von Andrew T. (marsufant)


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Markus S. schrieb:
> Es wird direkt an dem Tachosignal gemessen

Bitte Tiefpaß einbauen!!

von messen, messen, messen (Gast)


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Markus S. schrieb:
> Es handelt sich um eine Testeinheit 24V Lüfter zu prüfen

Markus S. schrieb:
> geprüft wird der Lüfter, ob er arbeitet. Durch die Versorgungsspannung
> wird geprüft, ob der Lüfter sich dreht und mit dem Tachosignal wird
> geprüft, ob der Lüfter auch seine Leistung hat.

Wer misst, misst Mist. Du willst die genaue Drehzahl des Lüfters wissen? 
Dann musst du das Tachosignal mit einem Mikrocontroller auswerten und 
das Ergebnis auf einem Display oder einer anderen Anzeige anzeigen.
Alles andere verdient den Namen Testeinheit nicht.

von Andrew T. (marsufant)


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messen, messen, messen schrieb:
> Du willst die genaue Drehzahl des Lüfters wissen?

Nö.

Siehe Eingangsthread.

markus will ein (ähnliches) Ergebnis mit Einbau-VM erzielen.

nicht mehr, nicht weniger.

von Udo S. (urschmitt)


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Markus S. schrieb:
> das Tachosignal

Wie dir hier schon viele gesagt haben:
Das Tachosignal ist ziemlich sicher keine Gleichspannung, sondern ein 
Rechteck Signal.
Oft auch als einfacher Open-Collektor Ausgang, dann braucht man noch 
einen Widerstand auf eine positivere Spannung um ein sauberes Signal zu 
bekommen.

Wie dein Einbau-Messgerät mit so einem Signal klarkommt weis höchstens 
der Hersteller.

Ob jetzt bei einer höheren Drehzhal sich das Puls-Pausen Verhältnis 
verschiebt ist auch nicht gewiss.
Deshalb gilt:
MaWin schrieb:
> Selbst tiefpassgefiltert wird das Signal unterschiedlicher Frequenz aber
> gleichen Tastverhältnisses kein auswertbares Signal ergeben.

Markus S. schrieb:
> mit dem Tachosignal wird
> geprüft, ob der Lüfter auch seine Leistung hat.

Du kannst damit nur die Drehzahl messen. Aber dazu solltest du hinter 
dem  Tachosignal ein Monoflop schalten dass dir aus dem Rechteck-Signal 
ein PWM Signal macht dessen Puls Pausen verhältnis sich proportional zur 
Drehzahl erhöht.

: Bearbeitet durch User
von Markus S. (Gast)


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Andrew T. schrieb:

>markus will ein (ähnliches) Ergebnis mit Einbau-VM erzielen.
>nicht mehr, nicht weniger.

genau!

von H. H. (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Du kannst damit nur die Drehzahl messen. Aber dazu solltest du hinter
> dem  Tachosignal ein Monoflop schalten dass dir aus dem Rechteck-Signal
> ein PWM Signal macht dessen Puls Pausen verhältnis sich proportional zur
> Drehzahl erhöht.

Oder einfach einen Frequenzzähler für 5€ nehmen...

von Markus S. (Gast)


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Udo S. schrieb:

> Du kannst damit nur die Drehzahl messen. Aber dazu solltest du hinter
> dem  Tachosignal ein Monoflop schalten dass dir aus dem Rechteck-Signal
> ein PWM Signal macht dessen Puls Pausen verhältnis sich proportional zur
> Drehzahl erhöht.

Es wird die Drehzahl bei der Testmessung nicht verändert.
Theoretisch will ich nur den Mittelwert von dem Tachosignal angezeigt 
bekommen. Wie es mit dem Multimeter auch angezeigt wird.
Sprich DVM: 11,5V --> 7600rpm also alles O.K.

von H. H. (Gast)


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Markus S. schrieb:
> Sprich DVM: 11,5V --> 7600rpm also alles O.K.

Und genau diese Messung ist so nicht möglich! Du bekommst bei jeder 
Drehzahl die 11,5V angezeigt.

von Andrew T. (marsufant)


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Markus S. schrieb:
> Es wird die Drehzahl bei der Testmessung nicht verändert.
> Theoretisch will ich nur den Mittelwert von dem Tachosignal angezeigt
> bekommen. Wie es mit dem Multimeter auch angezeigt wird.
> Sprich DVM: 11,5V --> 7600rpm also alles O.K.

WANN baust Du endlich den Tiefpaß ein?

Wie oft denn noch?

von messen, messen, messen (Gast)


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Markus S. schrieb:
> Theoretisch will ich nur den Mittelwert von dem Tachosignal angezeigt
> bekommen. Wie es mit dem Multimeter auch angezeigt wird.
> Sprich DVM: 11,5V --> 7600rpm also alles O.K.

Dann würde ich einen Spannungsteiler vorschlagen, so gewählt dass der 
gewünschte Wert angezeigt wird. Hat mit der reellen Drehzahl des Lüfters 
genau so wenig zu tun wie die DM-Messung, aber der Bediener des 
Teststandes ist befriedigt und darum geht es einzig und allein.

von Stefan F. (Gast)


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Markus S. schrieb:
> Es wird direkt an dem Tachosignal gemessen

Dann kannst du mal davon ausgehen, dass dein Digital-Multimeter die 
falschen Werte anzeigt.

Ich benutze analoges Voltmeter um Minuten anzuzeigen. Der 
Mikrocontroller erzeugt ein PWM Signal (Wert 0-236 von 256) entsprechend 
der Zeit (0-59 Minuten). Das wird exakt wie erwartet auf einer linearen 
Skala angezeigt.

Zwischen Mikrocontroller und Anzeige befindet sich nur ein Widerstand. 
Sonst nichts. Ich wüsste auch nicht, woran so etwas scheitern könnte. 
Außer vielleicht an einem falschen Einbauwinkel. Manche Messinstrumente 
funktionieren nur Horizontal richtig, manche nur Vertikal. Oder hats du 
ein störende Magnetfeld in der Nähe, vielleicht einen Lautsprecher?

von Markus S. (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> WANN baust Du endlich den Tiefpaß ein?
Mit dem Tiefpass werden mir 0,4V am DVM angezeigt.

von Stefan F. (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dann kannst du mal davon ausgehen, dass dein Digital-Multimeter die
> falschen Werte anzeigt.

Sorry, ich habe irgendwie nicht geschnallt, dass beide Messinstrumente 
digital sind. Versuche es mal so:
1
                2,2kΩ
2
Signal o---+----[===]----o +24V
3
           |
4
           |    220kΩ          10µF
5
           +----[===]-----+-----||--------| GND
6
                          |
7
                          |
8
                          +---Messgerät---| GND

Markus S. schrieb:
> Mit dem Tiefpass werden mir 0,4V am DVM angezeigt.

Wahrscheinlich fehlt der Pull-Up Widerstand (oben als 2,2kΩ 
beschriftet).

von Udo S. (urschmitt)


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Andrew T. schrieb:
> markus will ein (ähnliches) Ergebnis mit Einbau-VM erzielen.
>
> nicht mehr, nicht weniger.

Das ist schon klar. Aber man darf Merkus doch darauf hinweisen, dass 
seine Messung gelinde gesagt "suboptimal" ist und mit einem Lüfter eines 
anderen Herstellers oder einem anderen Modell ggf. schon nicht mehr 
funktioniert.

Ich bin mal gespannt ob der Tiefpass sinnvolle Werte ergibt, mir fehlt 
da mindestens noch einen Pullup wenn der Lüfter was wahrscheinlich ist 
einen Open Collektor oder open drain Ausgang hat.

von Udo S. (urschmitt)


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Udo S. schrieb:
> Ich bin mal gespannt ob der Tiefpass sinnvolle Werte ergibt, mir fehlt
> da mindestens noch einen Pullup wenn der Lüfter was wahrscheinlich ist
> einen Open Collektor oder open drain Ausgang hat.

Hat sich überschnitten:
Bingo!

Markus S. schrieb:
> Mit dem Tiefpass werden mir 0,4V am DVM angezeigt.

Dann hänge mal ein Pull Up an das Lüftersignal.

von Wilfried (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Ich bin mal gespannt ob der Tiefpass sinnvolle Werte ergibt, mir fehlt
>> da mindestens noch einen Pullup wenn der Lüfter was wahrscheinlich ist
>> einen Open Collektor oder open drain Ausgang hat.

Wenn er vorher mit dem DMM ohne den Pullup 11,5V gemessen hat, dann ist 
das eher unwahrscheinlich.

> Markus S. schrieb:
>> Mit dem Tiefpass werden mir 0,4V am DVM angezeigt.
>
> Dann hänge mal ein Pull Up an das Lüftersignal.

Ich vermute der TO hat sich aus dem R und C einen Hochpass gebaut.

von Udo S. (urschmitt)


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Wilfried schrieb:
> Wenn er vorher mit dem DMM ohne den Pullup 11,5V gemessen hat, dann ist
> das eher unwahrscheinlich.

Spekulation hilft hier wenig.
Ein Widerstand testweise dranhängen wäre jetzt nicht das große Problem.

Oder noch besser das DVM im Frequenzmessbereich.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Oder noch besser das DVM im Frequenzmessbereich.

Du meinst ein DMM, kein DVM.

von mm (Gast)


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Was wollt Ihr denn alle mit Eurem Tiefpass?

Das Tachosignal ist i.d.R. keine PWM mit veränderlichem Duty-Cycle, 
sondern ein Rechtecksignal mit konstantem Duty-Cycle und 
drehzahlabhängiger Frequenz!

Markus S. schrieb:
> Sprich DVM: 11,5V --> 7600rpm also alles O.K.

Den Zusammenhang gibt es so nicht. Das einzige was hier gemessen wird, 
ist die Funktion der Mittelwertbildung des DMM bei verschiedenen 
Frequenzen.

von Udo S. (urschmitt)


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H. H. schrieb:
> Du meinst ein DMM, kein DVM.

Danke :-)

von Stefan F. (Gast)


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mm schrieb:
> Das Tachosignal ist i.d.R. keine PWM mit veränderlichem Duty-Cycle,
> sondern ein Rechtecksignal mit konstantem Duty-Cycle und
> drehzahlabhängiger Frequenz!

Es wäre hilfreich, wenn der Markus mal auf das Datenblatt des Lüfter 
verlinken würde. Dann könnte man ihm gezielt helfen, anstatt zu raten.

von H. H. (Gast)


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mm schrieb:
> Was wollt Ihr denn alle mit Eurem Tiefpass?

Davon hat es nur einer.

von Andrew T. (marsufant)


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Wilfried schrieb:
> Ich vermute der TO hat sich aus dem R und C einen Hochpass gebaut.

+1

sehe ich genauso

von Andrew T. (marsufant)


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Markus S. schrieb:
> Mit dem Tiefpass werden mir 0,4V am DVM angezeigt.

Und dann schalte nun mal dem DVM dein sonst benutztes Meßgerät *) 
PARALLEL
 -- was zeigt das an?


*) auf DCV einstellen.

von Markus S. (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Es wäre hilfreich, wenn der Markus mal auf das Datenblatt des Lüfter
> verlinken würde. Dann könnte man ihm gezielt helfen, anstatt zu raten.

Es handelt sich um den Lüfter von Sanyo Denki 109R0624J401
Titel 
https://www.mouser.de/datasheet/2/471/San_Ace_60R25_E-1286754.pdf

von Markus S. (Gast)


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H. H. schrieb:
> Oder einfach einen Frequenzzähler für 5€ nehmen...

Das könnte man natürlich machen... Hast du da was, was du empfehlen 
kannst?

von H. H. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Markus S. schrieb:
> Es handelt sich um den Lüfter von Sanyo Denki 109R0624J401

Siehe Anhang!

von Udo S. (urschmitt)


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Wilfried schrieb:
> Wenn er vorher mit dem DMM ohne den Pullup 11,5V gemessen hat, dann ist
> das eher unwahrscheinlich.

Und nu? Siehe verlinkte Sanyo Doku.

Markus S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Oder einfach einen Frequenzzähler für 5€ nehmen...
>
> Das könnte man natürlich machen... Hast du da was, was du empfehlen
> kannst?

Hat dein Multimeter keine Frequenzmessung?

Egal was du mit dem Sensor Ausgang machen willst. Hänge einen 10-22k 
Widerstand vom Sensor Ausgang zu +24V
Beachte max. Strom durch den Transistor ist 10mA.

von H. H. (Gast)


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Markus S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Oder einfach einen Frequenzzähler für 5€ nehmen...
>
> Das könnte man natürlich machen... Hast du da was, was du empfehlen
> kannst?

z.B.:

https://de.aliexpress.com/item/1005003875662057.html


Das Original:

https://www.qsl.net/dl4yhf/freq_counter/freq_counter.html

von Markus S. (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Egal was du mit dem Sensor Ausgang machen willst. Hänge einen 10-22k
> Widerstand vom Sensor Ausgang zu +24V
> Beachte max. Strom durch den Transistor ist 10mA.
Danke für den Tipp.

Ich werde mal die ganzen Ratschläge ausprobieren und berichten.

von H. H. (Gast)


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Sowas wäre auch noch denkbar:

https://www.ebay.de/itm/403523262615

von Anja (Gast)


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Ich denke mal Markus fehlen noch einige Grundlagen aus dem ersten 
Lehrjahr.

von Stefan F. (Gast)


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H. H. schrieb:
> Siehe Anhang!

Scheiße, nach dem Tiefpass müsste also eine konstante Spannung heraus 
kommen, egal bei welcher Drehzahl (außer bei Stillstand).

von Markus S. (Gast)


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Guten Morgen zusammen,

mit dem richtigen Pullup habe ich mittlerweile die "richtige" Spannung 
messen können.
Ich werde aber einen Frequenzzähler einbauen.
Dieser würde für meinen Gebrauch am meisten Sinn machen.

Danke für eure Hilfe!

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