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joerns(R)

18.02.2011,
18:15
(editiert von joerns
am 18.02.2011 um 18:16)
 

Analoganzeige "linearisieren" (Elektronik)

Hi,

habe eine Analoganzeige verbaut, um Batteriestand anzuzeigen.
Z-Diode und Poti in Reihe, damit bei 10,8 Volt "0" angezeigt wird und bei 13,nochwas Volt (einstellbar) "10"(Vollausschlag).
Das Problem ist nur, dass das Ganze ziemlich unliniear ist (also bei 1/2 des Stroms schon 3/4 Ausschlag). Ausserdem habe ich das Gefühl, dass die Spannung gegen Ende der Benutzung schneller abfällt.
Das Ganze muss also irgendwie linearisiert werden. Ich dachte daran, parallel zum Vorwiderstand ne Diode + noch einen Widerstand zu schalten. Dadurch könnte man das Ganze ja etwas ausgleichen.
Irgendwie glaube ich aber, dass das nicht so die ideale Lösung ist... Kann ich die Anzeige irgendwie ansteuern, z.B. mit nem OAmp?
Ich hab auch noch mein altes Penny-Multimeter, vielleicht sollte ich einfach das verwenden...

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
18.02.2011,
18:35

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

» Z-Diode und Poti in Reihe, damit bei 10,8 Volt "0" angezeigt wird und bei
» 13,nochwas Volt (einstellbar) "10"(Vollausschlag).
» Das Problem ist nur, dass das Ganze ziemlich unliniear ist

Deine Idee ist an sich schon "unlinear" und Z-Diode und Vorwiderstand ist ebenfalls nicht linear, da eine Z-Diode nicht konstant 10V abzieht, sondern das Stromabhängig ist.

Spannungsreferenz nehmen oder z.B. nen TL431.

» Ausserdem habe ich das Gefühl, dass die
» Spannung gegen Ende der Benutzung schneller abfällt.

Dann miss mach, anstatt einem "Bauchgefühl" nachzugeben. Du musst ja deine Autobatterie nicht entladen, sondern als Eingang z.B ein Netzgerät mit einstellbarer Ausgangsspannung nehmen. ;-)

» Das Ganze muss also irgendwie linearisiert werden. Ich dachte daran,
» parallel zum Vorwiderstand ne Diode + noch einen Widerstand zu schalten.

Könnte man mal durchrechnen (wenn man's kann)
» Dadurch könnte man das Ganze ja etwas ausgleichen.

Korrekt, "ETWAS" ausgleichen.

» Irgendwie glaube ich aber, dass das nicht so die ideale Lösung ist... Kann
» ich die Anzeige irgendwie ansteuern, z.B. mit nem OAmp?

Ja, wär ne saubere Lösung. Aber die abzuziehende Referenzspannung auch nicht einfach mit ZDiode und Vorwiderstand sondern was besseres.

» Ich hab auch noch mein altes Penny-Multimeter, vielleicht sollte ich
» einfach das verwenden...

Und ständig neue Batterien wechseln?
Es gibt für nen Zehner Einbau-Anzeigen. Nicht die ganz billigen, sondern die, wo Versorgungsspannungs-Masse mit Meßspannungsmasse verbunden werden dürfen. (sonst gibts auch nur Schrott-Anzeigewerte)

hws

gast°°

18.02.2011,
18:46

@ hws

Analoganzeige "linearisieren"

» da eine Z-Diode nicht konstant 10V abzieht,
» sondern das Stromabhängig ist.

So unlinear ist das nun auch nicht. Bei einem analogem Instrument ist da optisch nichts zu entdecken.

Theo(R)

E-Mail

Düsseldorf,
18.02.2011,
18:52

@ gast°°

Analoganzeige "linearisieren"

Hallo

Ich meine, die Unlinearität kommt durch das Trimmpoti. Eine ZD mit genau 10,8V (einzelne Dioden hintereinander) wären wohl ausreichend linear.

Theo

olit(R)

E-Mail

Berlin,
18.02.2011,
18:56

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

» Hi,
»
» habe eine Analoganzeige verbaut, um Batteriestand anzuzeigen.
» Z-Diode und Poti in Reihe, damit bei 10,8 Volt "0" angezeigt wird und bei
»
Du musst das Instrument Shunten, damit ein Reststrom der Z-Diode kurzgeschlossen wird.
Das Beispiel ist als Batterieprüfer dimensioniert und Belastet die Batterie für einen Dauerbetrieb zu stark. Ist eben nur ein Beispiel.

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
18.02.2011,
18:56

@ Theo

Analoganzeige "linearisieren"

» Hallo
»
» Ich meine, die Unlinearität kommt durch das Trimmpoti. Eine ZD mit genau
» 10,8V (einzelne Dioden hintereinander) wären wohl ausreichend linear.
»
» Theo

und die Skala entsprechend anpassen, so daß z.B. 10V unterer Skalenanschlag/anzeige und 14V oberer Anschlag ist.
Alles was sich drunter (oder drüber) bewegt ist ja uninteressant.

Theo(R)

E-Mail

Düsseldorf,
18.02.2011,
18:59

@ Jüwü

Analoganzeige "linearisieren"

Hallo

Ja, sehe ich auch so. Man könnte es noch verfeinern, indem man eine "einstellbare" Zenerdiode verwendet:



Theo

joerns(R)

18.02.2011,
19:23

@ hws

Analoganzeige "linearisieren"

» Deine Idee ist an sich schon "unlinear" und Z-Diode und Vorwiderstand ist
» ebenfalls nicht linear, da eine Z-Diode nicht konstant 10V abzieht,
» sondern das Stromabhängig ist.
Naja gegen etwas Unlinearität habe ich ja nichts einzuwenden ;) Nur durch die Anzeige ist es schon sehr unliear...

» Dann miss mach,...
Es ging mir eher um die Charakteristik von Akkus (bei mir Blei-Gel). Könnte ja sein, dass die Spannung gegen Ende des Entladevorgangs schneller abfällt und die Spannung deshalb eine sehr schlechte Möglichkeit zur Ladestand-Messung ist...

Wenn ich einfach die Differenz mit nem OAmp erzeuge, habe ich aber immer noch nicht die Unlinearität meiner Anzeige ausgeglichen...
Habe mal etwas gegoogelt... Da der Ausschlag wohl (meine Annahme) logarithmisch vom Strom abhängt, brauche ich einen delogarithmierer (ich dachte immer, das Gegenteil vom Logarithmus wäre die Exponentialfunktion, aber die Schaltung wird in meinem "Fund" tatsächlich so genannt ;)
http://bit.ly/hdy2c1

» Es gibt für nen Zehner Einbau-Anzeigen. Nicht die ganz billigen, sondern
» die, wo Versorgungsspannungs-Masse mit Meßspannungsmasse verbunden werden
» dürfen. (sonst gibts auch nur Schrott-Anzeigewerte)
Schade, sonst hätte ich das getan ;)

Vielen Dank schonmal

joerns(R)

18.02.2011,
19:43

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

Muss mich etwas korrigieren, habe das Potentiometer als Spannungsteiler geschaltet, und daran, mit Vorwiderstand, die Anzeige.

Kendiman

18.02.2011,
19:43

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

» Hi,
»
» habe eine Analoganzeige verbaut, um Batteriestand anzuzeigen.
» Z-Diode und Poti in Reihe, damit bei 10,8 Volt "0" angezeigt wird und bei
» 13,nochwas Volt (einstellbar) "10"(Vollausschlag).
» Das Problem ist nur, dass das Ganze ziemlich unliniear ist (also bei 1/2
» des Stroms schon 3/4 Ausschlag). Ausserdem habe ich das Gefühl, dass die
» Spannung gegen Ende der Benutzung schneller abfällt.
» Das Ganze muss also irgendwie linearisiert werden. Ich dachte daran,
» parallel zum Vorwiderstand ne Diode + noch einen Widerstand zu schalten.
» Dadurch könnte man das Ganze ja etwas ausgleichen.
» Irgendwie glaube ich aber, dass das nicht so die ideale Lösung ist... Kann
» ich die Anzeige irgendwie ansteuern, z.B. mit nem OAmp?
» Ich hab auch noch mein altes Penny-Multimeter, vielleicht sollte ich
» einfach das verwenden...

Hallo Joerns,
Deine Schaltung ist unter der der Bezeichnung "Voltlupe" bekannt.
Sie funktioniert aber nur, wenn die Z-Diode genügend Strom zieht (min 2 mA),
damit sie aus den gekrümmten Arbeitsbereich heraus kommt.
Ist das Meßwerk ein Voltmeter, so fließt zu wenig Strom.
Besser man verwendet ein Milliamperemeter mit 2 bis 5 mA.
Ist nur ein Voltmeter (ca 5 Volt) vorhanden, so muß parallel zum Voltmeter ein Widerstand geschaltet werden,
um den Z-Diodenstrom zu erhöhen.
Dann funktioniert die Schaltung auch linear.
Über das Lade- bzw Entladeverhalten mußt Du dich informieren. Das ist kein linares Verhalten.
Gruß Kendiman

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20110218194319.bmp

joerns(R)

18.02.2011,
20:41

@ Kendiman

Analoganzeige "linearisieren"

Habe jetzt noch mal gegoogelt aber wirklich nichts anständiges gefunden...
Die Angaben bei Wikipedia für normale Blei-Akkus sehen ziemlich linear aus...
Oft wird angegeben, ein Akku wäre bei knapp unter 12 V schon entladen... hmm, erscheint mir sehr hoch...
Ich denke, ich werde mal eine weitere Diode in Reihe schalten, wäre dann bei 11,4V.

Matze-H

Hannover,
18.02.2011,
20:52

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

» Habe jetzt noch mal gegoogelt aber wirklich nichts anständiges gefunden...

In diesem pdf auf Seite 15 gibt es die Entladekurven für eine einzelne Bleisäure-Zelle

http://www.f09.fh-koeln.de/imperia/md/content/personen/wiesner_wolfgang/lehrveranstaltung/elektrotechnik/23v_batterien.pdf

Gruß
Ma

joerns(R)

18.02.2011,
22:21

@ Matze-H

Analoganzeige "linearisieren"

Danke... Also ist unter 12V tatsächlich ziemlich leer :(
Naja ich werde die Batterie jetzt mal voll laden und dann bei gleichmäßiger Belastung die Spannung aufzeichnen... Vielen Dank dafür schon mal.

*gast

19.02.2011,
00:10

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

» Hi,
»
» habe eine Analoganzeige verbaut, um Batteriestand anzuzeigen.
» Z-Diode und Poti in Reihe, damit bei 10,8 Volt "0" angezeigt wird und bei
» 13,nochwas Volt (einstellbar) "10"(Vollausschlag).
» Das Problem ist nur, dass das Ganze ziemlich unliniear ist (also bei 1/2
» des Stroms schon 3/4 Ausschlag). Ausserdem habe ich das Gefühl, dass die
» Spannung gegen Ende der Benutzung schneller abfällt.
» Das Ganze muss also irgendwie linearisiert werden. Ich dachte daran,
» parallel zum Vorwiderstand ne Diode + noch einen Widerstand zu schalten.
» Dadurch könnte man das Ganze ja etwas ausgleichen.
» Irgendwie glaube ich aber, dass das nicht so die ideale Lösung ist... Kann
» ich die Anzeige irgendwie ansteuern, z.B. mit nem OAmp?
» Ich hab auch noch mein altes Penny-Multimeter, vielleicht sollte ich
» einfach das verwenden...

Vielleicht hilft das weiter...




Aus RPB-Band 104, Franzis-Verlag 1974

Theo(R)

E-Mail

Düsseldorf,
19.02.2011,
10:18

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

Hallo

Wenn du deinen Spannungsteiler (Poti) nicht entfernst, wird die Anzeige auch weiterhin nicht linear werden. Einfach nur eine Reihenschaltung von ZD und Instrument (je nach Instrument mit entsprechendem Rv). Das ist dann ausreichend linear.

Der interessierende Bereich liegt zwischen 10V (Entladeschlussspannung) und 13,8V (Ladeschlussspannung für Blei-Gel).

Theo

joerns(R)

24.02.2011,
10:44

@ joerns

Analoganzeige "linearisieren"

Habe mal die Akkuentladung aufgezeichnet.



http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20110224104403.ods