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Hallo an alle,

ich bin Physik-Student und sitze gereade an meiner Masterarbeit. Deshalb ist meine Kenntnis über elektrische Schaltungen eher theoretischer Natur. Jetzt habe ich in meiner Masterarbeit allerdings eine Aufgabe in dem Bereich übertragen bekommen. Der erste Teil funktioniert auch ganz gut nämlich die Kalibration mehrerer Labor-DVM via Referenzspannungsquellen zu automatisieren. Jetzt hatte mein Betreuer noch die etwas spontane Idee ich könnte ja auch noch die Referenzspannungsquellen gegeneinander kalibrieren. Diese werden zwar in regelmäßigen Abständen von der PTB kalibriert, aber er fände es gut wenn das zumindest zunächst mal in der Zwischenzeit auch regelmäßig vor Ort passieren würde. Er stellt sich da sowas wie eine "Wheatstone-Schaltung" vor..!? Ich habe dazu aber nur etwas zur Widerstandsmessung gefunden. Habe ich das vielleicht falsch verstanden oder gibt es da einen Messaufbau der so in der Art funktioniert? Könnte natürlich aber auch sein, dass er sich da irrt? Falls ihr eine Idee, gerne auch eine ganz andere Herhangehensweise, für mich habt dann würde ich mich sehr darüber freuen.
Vor Ort befinden sich im Moment nur mehrere 8.5stellige DVMs und 4 Referenzspannungsquellen (10V) von Fluke.

Falls etwas unklar ist oder ich hier leider doch falsch wegen sowas bin dann bitte einfach Bescheid sagen!

Danke schonmal für eure Mühe und ein schönes Wochenende
Olli

» Hallo an alle,
»
» ich bin Physik-Student und sitze gereade an meiner Masterarbeit. Deshalb
» ist meine Kenntnis über elektrische Schaltungen eher theoretischer Natur.
» Jetzt habe ich in meiner Masterarbeit allerdings eine Aufgabe in dem
» Bereich übertragen bekommen. Der erste Teil funktioniert auch ganz gut
» nämlich die Kalibration mehrerer Labor-DVM via Referenzspannungsquellen zu
» automatisieren. Jetzt hatte mein Betreuer noch die etwas spontane Idee ich
» könnte ja auch noch die Referenzspannungsquellen gegeneinander kalibrieren.
» Diese werden zwar in regelmäßigen Abständen von der PTB kalibriert, aber er
» fände es gut wenn das zumindest zunächst mal in der Zwischenzeit auch
» regelmäßig vor Ort passieren würde. Er stellt sich da sowas wie eine
» "Wheatstone-Schaltung" vor..!? Ich habe dazu aber nur etwas zur
» Widerstandsmessung gefunden. Habe ich das vielleicht falsch verstanden oder
» gibt es da einen Messaufbau der so in der Art funktioniert? Könnte
» natürlich aber auch sein, dass er sich da irrt? Falls ihr eine Idee, gerne
» auch eine ganz andere Herhangehensweise, für mich habt dann würde ich mich
» sehr darüber freuen.
» Vor Ort befinden sich im Moment nur mehrere 8.5stellige DVMs und 4
» Referenzspannungsquellen (10V) von Fluke.
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» Falls etwas unklar ist oder ich hier leider doch falsch wegen sowas bin
» dann bitte einfach Bescheid sagen!
»
» Danke schonmal für eure Mühe und ein schönes Wochenende
» Olli

Bauen kann man alles, ein Kalibriergerät wird schon in den Kiloeurobereich fallen.
Physikalisch-Technische Bundesanstalt mal fragen.

» Er stellt sich da sowas wie eine
» "Wheatstone-Schaltung" vor..!?

Er meint wohl Poggendorff.

» Vor Ort befinden sich im Moment nur mehrere 8.5stellige DVMs
"nur"..."mehrere"..."8,5stellige DMM" ...Da seid ihr echt ganz schön arm dran - mir kommen ja gleich die Tränen

Messgeräte mit identischer Genauigkeit gegeneinander zu kalibrieren ist nicht möglich.
Vor allem ist es nicht nötig, da du ja geschrieben hast:
» Diese werden zwar in regelmäßigen Abständen von der PTB kalibriert

Hallo,

für den Normalsterblichen gibt es z.B. eine Referenzspannungsquelle LH0070, die genau die besagten 10V liefert, und zwar 10,000V +/- 1mV (+/-0,01%).
Wie Du siehst, sind das erst 5 Stellen.
Eure 8,5 stelligen DVM sind entweder um Längen besser oder täuschen letztendlich eine Genauigkeit vor, die sie nicht besitzen.
Diese in irgendeiner Art und Weise zu überprüfen klappt nur, wenn die Referenz, an der sie gemessen werden sollen, eine Klasse (Faktor 10) besser ist.
Alles andere ist Murks.

Mikee

Danke für die schnellen Antworten!

Die Referenzquellen passen auf die DVMs diese werden im Moment zur Kalibration nur im 6.5 Modus betrieben. Die Kalibration der DVMs sollte also passen. Problem ist ja eigentlich die Kalibration der Referenzquellen. Ja diese werden regelmäßig (halb- oder ganzjährig) kalibriert aber unterliegen natürelich einem gewissen Drift. Für unsere Messung ist die möglichst genaue Angabe von möglichen Messfehlern sehr wichtig. Deshalb würde uns auch der aktuelle Drift de Referenzquellen interessieren der nur durch fortlaufende Messungen erhalten werden kann.

Man könnte ja zum Bsp wenn man die denn irgendwie geschickt "gegeneinander schaltet" sehen ob eine Quelle gegen die jeweils anderen Driftet oder s.ä.....?

Danke nochmal für weitere Tipps

--

---
Hier hast mal ein Beispiel, was da so alles notwendig ist:
Zähle mal die Geräte im Foto:
http://www.metas.ch/metasweb/Dokumentation/Publikationen/Dienstleistungsbl%C3%A4tter/PDF-Files/dlb_spannungsmessungen-e.pdf

Also, so was "im Flug für Unterwegs" spielt nicht so einfach..

Das, was du zudem im Internet auch von den Messgerätherstellern findest,
kannst schon mal "vergessen", ist Otto-Normal.

Am Besten du sprichst mal mit Fluke, Tektronix, etc.., bzw. mit den Instituten.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Hallo an alle,
»
» ich bin Physik-Student und sitze gereade an meiner Masterarbeit. Deshalb
» ist meine Kenntnis über elektrische Schaltungen eher theoretischer Natur.
» Jetzt habe ich in meiner Masterarbeit allerdings eine Aufgabe in dem
» Bereich übertragen bekommen. Der erste Teil funktioniert auch ganz gut
» nämlich die Kalibration mehrerer Labor-DVM via Referenzspannungsquellen zu
» automatisieren. Jetzt hatte mein Betreuer noch die etwas spontane Idee ich
» könnte ja auch noch die Referenzspannungsquellen gegeneinander kalibrieren.
» Diese werden zwar in regelmäßigen Abständen von der PTB kalibriert, aber er
» fände es gut wenn das zumindest zunächst mal in der Zwischenzeit auch
» regelmäßig vor Ort passieren würde. Er stellt sich da sowas wie eine
» "Wheatstone-Schaltung" vor..!? Ich habe dazu aber nur etwas zur
» Widerstandsmessung gefunden. Habe ich das vielleicht falsch verstanden oder
» gibt es da einen Messaufbau der so in der Art funktioniert? Könnte
» natürlich aber auch sein, dass er sich da irrt? Falls ihr eine Idee, gerne
» auch eine ganz andere Herhangehensweise, für mich habt dann würde ich mich
» sehr darüber freuen.
» Vor Ort befinden sich im Moment nur mehrere 8.5stellige DVMs und 4
» Referenzspannungsquellen (10V) von Fluke.
»
» Falls etwas unklar ist oder ich hier leider doch falsch wegen sowas bin
» dann bitte einfach Bescheid sagen!
»
» Danke schonmal für eure Mühe und ein schönes Wochenende
» Olli

So eine genaue Referenzspannung zu erzeugen ist schon
eine komplette Masterarbeit.
Und so etwas soll nebenbei in die eigene Masterarbeit eingebunden werden.
Eine Spannungsstabilisierung mit einer Brücken-Schaltung
gibt es tatsächlich. Nur wird sie nicht ganz die hohen
Anforderungen erfüllen können.
Dafür ist Aufwand gering.
Eine Z-Diode stabilisiert eine Spannung.
Nur ist diese Spannung vom fließenden Strom
und von der der Temperatur abhängig.
In einer Brückenschaltung lässst sich das
in hohem Maß kompensieren.
Jeder Brückenzweig enthält eine Z-Diode 5,6V
Sie sind jedoch gegensinnig geschaltet.
Ändert sich die Temperatur, so ändert sich auch die Z-Dioden Spannung.
Das geschieht aber gegensinnig.
Mittels des 10 k Potentiometers wird der Abgriff da gemacht,
wo die Spannung konstant bleibt.


» Er stellt sich da sowas wie eine
» "Wheatstone-Schaltung" vor..!? Ich habe dazu aber nur etwas zur
» Widerstandsmessung gefunden. Habe ich das vielleicht falsch verstanden oder
» gibt es da einen Messaufbau der so in der Art funktioniert? Könnte

Ja, siehe Bild.

» natürlich aber auch sein, dass er sich da irrt? Falls ihr eine Idee, gerne
» auch eine ganz andere Herhangehensweise, für mich habt dann würde ich mich
» sehr darüber freuen.

So, dass nur zur Erklärung.

@Kendiman

Danke für deine Antwort. Aber ist das nicht eher das, was von den Herstellern der Referenzquellen gemacht wird um die Spannung so stabil zu halten? Wie kann ich das zu Kalibrieren benutzen?

Danke auch für die anderen Antworten. Die Referenzquellen sind übrigens "Fluke 732A DC Reference Standard". Von der PTB angegeben zB 10,000047V

Also mir klingt es jetzt nach etwas überlegen am sinnvollsten das so zu machen. Wenn ich 2 kalibrierte Geräte wie ein DVM und eine Referenzquelle habe, dann kann ich mit der Quelle mein DVM kalibrieren. Aber eigentlich muss ich von einem Drift beider Geräte ausgehen. Bisher wird das durch eine grobe Angabe der PTB über den üblichen Drift einer solchen Quelle als Fehler nit angenommen. Um den Live-Drift selber festzustellen könnte ich ja dann mehrere Referenzquellen mit mehreren DVMs auslesen und so ein Gleichungssystem aufstellen um den Drift einer einzelnen Quelle abzuschätzen. Damit hätte das aber nicht mit einer wirklichen Schaltung zu tun und ich wäre hier falsch
Falls aber trotzdem noch jemandem eine Idee einfällt wie ich Spannungsquellen gegeneinander messen kann um was über ihren Drift zu sagen wäre ich demjenigen auch sehr verbunden!

Danke schonmal für weitere Bemühungen und sry falls ich mit dem Thema doch falsch bin!

Grüße Olli

---
Schau dir mal alternativ zur Wheatstonesche Messbrücke
die Thomson-Brücke ("Erweiterung der Wheatstoneschen" ), bzw. die Kelvin-Brücke an:
http://de.wikipedia.org/wiki/Thomson-Br%C3%BCcke

Hintergrundinfos:
http://www.hbm.com.pl/pdf/w1188.pdf
http://elektronik-kurs.net/elektrotechnik/aufbau-und-anwendung-der-wheatstone-brucke/

Ich mache mal einen Satz mit einem holprigen Vergleich:

Wenn du zB. einen Stoff, oder ein Blatt Papier händisch der Länge nach durchschneiden
willst, dann halbierst du durch Falten und schneiden von beiden Seiten die
Fehlerwahrscheinlichkeit zu schief zu schneiden.
Umgekehrt - Durchschneiden nur von einer Seite zum anderen Ende würde die
Fehlerwahrscheinlichkeit vergrößern.

Ähnlich ist das mit gleichen Geräten, die sich gegenseitig vergleichen.
Idealer Weise kommt gleiches raus, heißt Differenz 0 für die nächsten Jahre Dauermessen.
Sonst, anderseits eben hast irgend einen Fehlerwert.

Das ist bei Feldaufbauten, wo das entsprechende viel bessere Equipment fehlt,
genau der Punkt. Vergleichen und besser werden, kannst nur mit dem Besseren.
Es wäre schon ein Wahnsinnszufallstreffer, Eurolotto mit noch nie da gewesenen
höchstbetraglichem Lottogewinn, wenn das Target besser, als die Source ist.

Diese Brücke, die Kendiman aufzeichnete ist somit die Genauere bei gegebenem Umstand.
Jetzt bliebe nur noch, anstatt von einfachen Zener, eben hochgenaue Referenzen zu nehmen.
-> Es ist wie eine Waage; genau in der Mitte hast den stabilsten Wert.

http://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung

-> -> Wie macht es der Messerätehersteller? - nämmlich ganz am Anfang, in der Poinierzeit?
/nicht jetztzeitig, sondern als noch nichts da war... -> hintrimmen und viel rechnen.

Die Angst vor Drift ist die Entscheidung auf Scherenschnitt
'mit dem man sich zufrieden gibt', ob beidseitig, oder einseitig durchzuschneiden.
"Wenn zwei, von drei, das Gleiche anzeigen", kann man davon ausgehen,
dass die Aussage wahr ist, dass das Ergebnis stimmt.

Also, auch auf dem Feld brauchst eben die entsprechende Ausrüstung, sonst kannst den
Berg nicht erklimmen.
"Sparen" geht nicht, nur unzureichend, meist mit ihren Folgen.
Hast auf dem Feld ein, zwei 10 stellige Messgeräte, einen Ofen, einen Kühler, also Klimabox,
einen Rechner, der mehrere Parameter quasi gleichzeitig überwachen kann (weil!! der
Mensch kann das nicht; daher auch die enorme menschlich bedingte Fehlermöglichkeit),
eine abgeglichene Senke, etc....

naja, und ganz "modern" hast halt einen Haufen Tabellen,
die in die Software reingeklopft wird; "Kalibierroutine".


Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Danke für deine Antwort. Aber ist das nicht eher das, was von den
» Herstellern der Referenzquellen gemacht wird um die Spannung so stabil zu
» halten? Wie kann ich das zu Kalibrieren benutzen?

Da es hier scheinbar um einen Genauigkeitskrieg geht,
ist der Aufwand natürlich erheblich zu erhöhen.

1. Die Schaltung in einen hochstabilen Temperaturofen stecken.
2. Den Strom durch die Brücke hochstabil halten.
3. Nur mit sehr hochohmigen Voltmetern die Ausgangsspannung messen.

Dann hat man eine recht stabile Spannungsquelle, deren Wert von den verwendeten
Z-Dioden abhängig ist.
Diese Spannung ist zwar recht genau, muss aber durch ein kalibriertes
Messgerät erst noch bestimmt werden.

Es ist dann eine recht hochgenaue Referenzspannungsquelle.

Da alles aber einer Alterung unterliegt, muss auch hier
in gewissen Zeitabständen den Wert neu ermittelt werden.