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Martin

E-Mail

10.03.2008,
17:03
 

Spannungsteiler gibt falsche Werte (Schaltungstechnik)

Hi, ich hoffe ihr könnt mir helfen.

Ich habe hier für ein Analog-Messinstrument (30V Gleichspannung) einen Spannungsteiler gebaut, um damit bis 700V messen zu können (es geht um das Testen von verschiedenen Eingangsspannungen bei einem Schaltnetzteil)
Die Werte dafür sind 1MOhm / 43kOhm, alles 2W Dinger zur Sicherheit.

Jetzt ergibt sich bei dem Analoginstrument, wenn ich es mit einem Multimeter vergleiche das -direkt- angeschlossen ist, komische Werte. Bei voller Spannung (also ca. 650V) habe ich nichtmal annähernd Vollausschlag. Bei niedrigeren Spannungen passt die angezeigte Spannung des Analogen noch eher mit dem Digitalen überein. Es ergibt sich also nichtmal ein linearer Zusammenhang.

Was ich nun befürchte ist dass durch die hohen Widerstandswerte nicht mehr genug Strom für das recht niederohmige Instrument fließen kann (ca. 0,7 mA bei meinen Widerständen). Ich habe testweise mal alle Widerstände halbiert, aber das hat auch nicht viel gebracht.

Das Analoginstrument ist von Pollin, und ich hab leider kein Datenblatt dazu. Ich bin auch nicht so der Experte was jetzt konkret Erfahrung angeht. Mit welchem Stromverbrauch muss ich bei dem Instrument rechnen? Welche Widerstandskonstellation würde sich hier als sicher erweisen, schützt aber gleichzeitig vor zuviel Strom bei der gefährlichen Spannung, sollte das Masseglied mal aus welchen Gründen auch immer lose werden?

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
10.03.2008,
18:21

@ Martin

Spannungsteiler gibt falsche Werte

mess doch mal den Innenwiderstand des Instruments.

Martin

E-Mail

10.03.2008,
19:03

@ Jüwü

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» mess doch mal den Innenwiderstand des Instruments.

Danke schonmal für die Idee,
Kann ich as einfach so machen mit einem Multimeter? Verhält der sich nicht auch nicht-linear?
Ich habs einfach mal gemessen und es kamen 26,6 kOhm raus.
Das würde ja heißen dass ich für Vollausschlag ca. 1,13mA bräuchte (da es ja ein 30V Instrument ist), zuviel also für meinen ursprünglichen Teiler
Allerdings hätte es ja mit dem halbierten Teiler (0,5 MOhm / 21,5kOhm) dann funktionieren müssen, denn der hätte ja 1,4mA (bei 700V) durchgelassen. Aber der hat auch zu wenig angezeigt, wenn auch mehr als der alte Teiler. Komisch :-|
Ich hab auch mal den Stromverbrauch gemessen. Bei fast vollem Ausschlag zieht das Instrument 1mA, kommt also auf die Messwerte oben hin

otti

10.03.2008,
19:31

@ Martin

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» » mess doch mal den Innenwiderstand des Instruments.
»
» Danke schonmal für die Idee,
» Kann ich as einfach so machen mit einem Multimeter? Verhält der sich nicht
» auch nicht-linear?
» Ich habs einfach mal gemessen und es kamen 26,6 kOhm raus.
» Das würde ja heißen dass ich für Vollausschlag ca. 1,13mA bräuchte (da es
» ja ein 30V Instrument ist), zuviel also für meinen ursprünglichen Teiler
» Allerdings hätte es ja mit dem halbierten Teiler (0,5 MOhm / 21,5kOhm)
» dann funktionieren müssen, denn der hätte ja 1,4mA (bei 700V)
» durchgelassen. Aber der hat auch zu wenig angezeigt, wenn auch mehr als
» der alte Teiler. Komisch :-|
» Ich hab auch mal den Stromverbrauch gemessen. Bei fast vollem Ausschlag
» zieht das Instrument 1mA, kommt also auf die Messwerte oben hin

Bin kein Fachman, aber die Milchmädchenrechnung in meinem Kopf sagt mir, dass ca 1,3mA bei 0,5M und 650V fließen.
Ich gehe davon aus, dass Du das Messinstrument parallel zu dem 21,5k Widerstand geschaltet hast.
Da fließt dann durch die Parallelschaltung ungefähr die Hälfte. Was erwartest Du also von Deinem Messinstrument?
Meiner Meinung nach schlägt das noch nicht mal zur Hälfte aus.

Dur benötigst nur die 0,5M in Serie zu deinem Messinstrument. Wenn Du es ganz genau haben willst, dann habe ich einen Vorwiderstand von 548.621 Ohm errechnet bei 1,13mA zum Vollauschlag.


Gruß
otti

nagus(R)

E-Mail

10.03.2008,
19:34

@ Martin

Spannungsteiler gibt falsche Werte

irritiert hat mich der Begriff Spannungsteiler.

Der Spannungsmessbereich eines Voltmeters wird üblicherweise durch einen Vorwiderstand erweitert, an diesem sollte die Spannung U-U_Messinstrument abfallen.
Der Strom wird durch das Messinstrument bestimmt.
Eventuell könnte in diesem schon ein Vorwiderstand eingbaut sein

otti

10.03.2008,
19:39

@ nagus

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» irritiert hat mich der Begriff Spannungsteiler.
»
» Der Spannungsmessbereich eines Voltmeters wird üblicherweise durch einen
» Vorwiderstand erweitert, an diesem sollte die Spannung U-U_Messinstrument
» abfallen.
» Der Strom wird durch das Messinstrument bestimmt.
» Eventuell könnte in diesem schon ein Vorwiderstand eingbaut sein

Korrekt, so habe ich es auch mal vor ca. 40 Jahren gelernt, habe aber schon lange nur noch wenig mit Elektronik zu tun.

Gruß
otti

Martin

E-Mail

10.03.2008,
21:50

@ otti

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» Bin kein Fachman, aber die Milchmädchenrechnung in meinem Kopf sagt mir,
» dass ca 1,3mA bei 0,5M und 650V fließen.
» Ich gehe davon aus, dass Du das Messinstrument parallel zu dem 21,5k
» Widerstand geschaltet hast.
» Da fließt dann durch die Parallelschaltung ungefähr die Hälfte. Was
» erwartest Du also von Deinem Messinstrument?
» Meiner Meinung nach schlägt das noch nicht mal zur Hälfte aus.
»
» Dur benötigst nur die 0,5M in Serie zu deinem Messinstrument. Wenn Du es
» ganz genau haben willst, dann habe ich einen Vorwiderstand von 548.621 Ohm
» errechnet bei 1,13mA zum Vollauschlag.
»
»
» Gruß
» otti

Heh, das stimmt natürlich. Das ist ein ein belasteter Spannungsteiler, warum hab ich mir darüber keine Gedanken gemacht....

Ok. Ihr seid für einen Vorwiderstand. Soweit versteh ich das auch und es erscheint logisch.
Das Problem ist, sollte man mal an den "Ausgang" des Vorwiderstands langen (der ja wegen dem Messintrument auf der Benutzerseite liegt) könnte theoretisch volles Potenzial anliegen (praktisch wird das Potenzial aber durch den Widerstand "gefressen";). Sicher, bei 1mA wird schon niemand sofort umkippen, aber gefährlich bleibt es allemal!

Genau aus diesen Gründen hätte ich einen Spannungsteiler bevorzugt. Der hat nämlich am "Ausgang", sprich parallel zum kleineren Widerstand auch nur entsprechend wenig Potenzial. Sicherlich ersetzt das keine galvanische Trennung, aber wäre das sicherste was ich mit simpleren Methoden bieten kann

Aber ich werde wohl mit dem Vorwiderstand fahren. Ist ja eigentlich alles abgedeckt und geerdet. Würde zwar den VDE nicht gerade begeistern, aber ist im Grunde sicher ;-)
Danke !!!

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

11.03.2008,
08:38

@ Martin

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» Ich habe hier für ein Analog-Messinstrument (30V Gleichspannung) einen
» Spannungsteiler gebaut, um damit bis 700V messen zu können (es geht um das
» Testen von verschiedenen Eingangsspannungen bei einem Schaltnetzteil)
» Die Werte dafür sind 1MOhm / 43kOhm, alles 2W Dinger zur Sicherheit.

Bei Analoginstrumenten wird der Messbereich grundsätzlich
durch Vorwiderstände erweitert. Dazu steht in den
technischen Daten des Instruments meist ein Wert von z.B.
1kOhm pro Volt. Der Vorwiderstand lässt sich dann leicht
aus der Spannungsdifferenz errechnen, hier sind es also
dann 670kOhm. Wenn der Wert kOhm pro Volt nicht bekannt
ist, kann man ihn ausmessen. Dazu muss man feststellen
bei welchem S T R O M das Messinstrument Vollausschlag
hat. Ermittelt man z.B. 1mA so entspricht das 1kOhm pro
Volt. Andere Werte muss man passend umrechnen. Bei
älteren Vielfachinstrumenten ohne Verstärker war der
kOhm/V Wert praktisch immer aufgedruckt, weil er als
Qualitätsmerkmal gesehen wurde. Typissch waren meist
20 kOhm/V; bis zu 100 kOhm/V waren möglich.
Gruss
Harald

otti

11.03.2008,
18:17

@ Harald Wilhelms

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» » Ich habe hier für ein Analog-Messinstrument (30V Gleichspannung) einen
» » Spannungsteiler gebaut, um damit bis 700V messen zu können (es geht um
» das
» » Testen von verschiedenen Eingangsspannungen bei einem Schaltnetzteil)
» » Die Werte dafür sind 1MOhm / 43kOhm, alles 2W Dinger zur Sicherheit.
»
» Bei Analoginstrumenten wird der Messbereich grundsätzlich
» durch Vorwiderstände erweitert. Dazu steht in den
» technischen Daten des Instruments meist ein Wert von z.B.
» 1kOhm pro Volt. Der Vorwiderstand lässt sich dann leicht
» aus der Spannungsdifferenz errechnen, hier sind es also
» dann 670kOhm. Wenn der Wert kOhm pro Volt nicht bekannt
» ist, kann man ihn ausmessen. Dazu muss man feststellen
» bei welchem S T R O M das Messinstrument Vollausschlag
» hat. Ermittelt man z.B. 1mA so entspricht das 1kOhm pro
» Volt. Andere Werte muss man passend umrechnen. Bei
» älteren Vielfachinstrumenten ohne Verstärker war der
» kOhm/V Wert praktisch immer aufgedruckt, weil er als
» Qualitätsmerkmal gesehen wurde. Typissch waren meist
» 20 kOhm/V; bis zu 100 kOhm/V waren möglich.
» Gruss
» Harald

Hallo Harald,
so kenne ich das auch noch.
Falls der Wert 26,6K wirklich stimmt, so ist das ein niederwertiges Instrument. Solche Werte kenne ich nur noch von alten "Dreheisenmessinstrumenten", die teilweise speziell wegen ihrer Trägheit genommen wurden, damit der zeiger ruhig steht.
Außerdem gefällt mir die Umrechnung 30/650 nicht oder man muss eine neue Skala aufkleben.

Gruß
otti

otti

11.03.2008,
18:28

@ Martin

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» » Bin kein Fachman, aber die Milchmädchenrechnung in meinem Kopf sagt mir,
» » dass ca 1,3mA bei 0,5M und 650V fließen.
» » Ich gehe davon aus, dass Du das Messinstrument parallel zu dem 21,5k
» » Widerstand geschaltet hast.
» » Da fließt dann durch die Parallelschaltung ungefähr die Hälfte. Was
» » erwartest Du also von Deinem Messinstrument?
» » Meiner Meinung nach schlägt das noch nicht mal zur Hälfte aus.
» »
» » Dur benötigst nur die 0,5M in Serie zu deinem Messinstrument. Wenn Du
» es
» » ganz genau haben willst, dann habe ich einen Vorwiderstand von 548.621
» Ohm
» » errechnet bei 1,13mA zum Vollauschlag.
» »
» »
» » Gruß
» » otti
»
» Heh, das stimmt natürlich. Das ist ein ein belasteter Spannungsteiler,
» warum hab ich mir darüber keine Gedanken gemacht....
»
» Ok. Ihr seid für einen Vorwiderstand. Soweit versteh ich das auch und es
» erscheint logisch.
» Das Problem ist, sollte man mal an den "Ausgang" des Vorwiderstands langen
» (der ja wegen dem Messintrument auf der Benutzerseite liegt) könnte
» theoretisch volles Potenzial anliegen (praktisch wird das Potenzial aber
» durch den Widerstand "gefressen";). Sicher, bei 1mA wird schon niemand
» sofort umkippen, aber gefährlich bleibt es allemal!
»
» Genau aus diesen Gründen hätte ich einen Spannungsteiler bevorzugt. Der
» hat nämlich am "Ausgang", sprich parallel zum kleineren Widerstand auch
» nur entsprechend wenig Potenzial. Sicherlich ersetzt das keine galvanische
» Trennung, aber wäre das sicherste was ich mit simpleren Methoden bieten
» kann
»
» Aber ich werde wohl mit dem Vorwiderstand fahren. Ist ja eigentlich alles
» abgedeckt und geerdet. Würde zwar den VDE nicht gerade begeistern, aber
» ist im Grunde sicher ;-)
» Danke !!!

Hallo Martin,
damit rückst Du aber erst jetzt raus.
Du kannst den Widerstand auch einbauen oder das Ganze in ein Gehäuse bauen und umschaltbar machen, wo ist das Problem?
Wenn Du aber unbedingt einen Spannungsteiler willst, dann habe ich 333K+40K ermittelt. Dein Instrument kommt parallel zu dem 40K Widerstand, dann hast Du Deinen belasteten Spannungsteiler.

Gruß
otti

Martin

E-Mail

11.03.2008,
19:28

@ otti

Spannungsteiler gibt falsche Werte

» Hallo Martin,
» damit rückst Du aber erst jetzt raus.
» Du kannst den Widerstand auch einbauen oder das Ganze in ein Gehäuse bauen
» und umschaltbar machen, wo ist das Problem?
» Wenn Du aber unbedingt einen Spannungsteiler willst, dann habe ich
» 333K+40K ermittelt. Dein Instrument kommt parallel zu dem 40K Widerstand,
» dann hast Du Deinen belasteten Spannungsteiler.
»
» Gruß
» otti

Zu spät, jetzt hab ichs schon mit dem Vorwiderstand gemacht. Geht super! Danke euch.