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HDT(R)

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24.06.2018,
11:20
 

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter? (Elektronik)

Hallo,
1. die Frage ist, wie im TRMS-Messgerät der True-Strom ermittelt wird?

Erklärt es mir bitte nicht zu sehr fachmännisch, wenn ich Fachmann wäre, brauchte ich ja nicht zu fragen. :-)

Ich habe eine vage Vorstellung, daß der zu messende Strom "in kleine Häppchen" (Counts?) aufgeteilt wird, die jeweils einer "Leistungseinheit" entsprechen. Und diese werden dann addiert und daraus wird der Strom im Messgerät errechnet. Ist das so ähnlich?

2. Das VC165 für nur 35 Euro kann das anscheinend. Oder?

Ich erkläre auch gern, wozu ich das brauche: Ich messe den Strom in einer galvanischen Elektrolyse-Anordnung. Nach den Faradayschen Gesetzen zur Elektrolyse (die nach 200 Jahren immer noch gelten) ist der Material-Abtrag an den Elektroden lediglich von Strom und Einschaltzeit abhängig, wenn man jetzt mal von immer ein- und demselben Material ausgeht. (Silber oder Kupfer z.B.) Temperatur sei gleich bleibend. Kontrolliert wird das im Anschluß durch Wiegen der Elektroden. Das heißt, die Elektroden werden vorher und nachher gewogen. Dazu ist eine entsprechende Analysen-Waage nötig, verbreitet ist 1 mg Auflösung oder sogar bis 0,01 mg. Ist vorhanden.

Um den Strom gleich zu halten, muß also eine Strombegrenzung in den Stromkreis der Elektrolyse integriert sein. Und dabei ist mein Problem, daß ich bei Experimenten mit unterschiedlichen Strombegrenzungen zwar immer die gleichen Ströme einrichten und messen kann und daß es bei einigen Schaltungen auch tatsächlich ziemlich exakt beim Nachwiegen den lt. Faraday erwarteten Gewichtsverlust in mg ergibt, bei anderen hingegen aber ganz große Abweichungen. Zum Beispiel nur 25 Prozent. (Selbstverständlich gibt es diese Abweichungen dann immer "nach unten", also weniger und niemals mehr als nach Faraday erwartet, ist klar.)

Meine Vermutung ist, daß die Ursache in der mangelnden Glättung des Stromes nach der Strombegrenzung liegt. Ist das eine mögliche Ursache? Und könnte ich dem mit einem TRMS-Messgerät auf die Spur kommen?

Hartwig(R)

24.06.2018,
11:55
(editiert von Hartwig
am 24.06.2018 um 12:09)


@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

Hallo,
» Meine Vermutung ist, daß die Ursache in der mangelnden Glättung des Stromes
» nach der Strombegrenzung liegt. Ist das eine mögliche Ursache?
Das kann so sein..
» Und könnte ich dem mit einem TRMS-Messgerät auf die Spur kommen?
Eher nicht. TRMS Messgeräte bilden den quadratischen Mittelwert oft noch analog und haben eine untere Grenzfrequenz. Überlagernde Gleichspannungen werden also nicht erfasst. Einige Geräte erlauben dies aber durch simultane Messung von AC und DC, es gab kürzlich hier eine Frage dazu. Es kann sein, dass es da mittlerweile günstige Geräte gibt, das weiss ich aber nicht, ich kenne das von Tischmultimetern von Keysight, Fluke etc.
Wenn ich Dein Problem richtig verstehe, bräuchtest Du eher einen Integrator/Gleichstromzähler - sowas habe ich mal für Verbrauchsmessungen / Ladekontrolle im Modellbau gesehen.
Zur Funktion der Schaltung: Nach Deiner Beschreibung könnte ein Schwingen der Regelung die Ursache für die Abweichungen sein - da wäre ein Oszi hilfreich. Bei Stromregelungen sollte man auch den Messshunt und den Aufbau im Auge behalten. Bei Shunts im Bereich unter 1 Ohm können gerade bei geringer Belastung Rauschen und EMI Streiche spielen, auch hier hilft ein Oszi.
Grüsse
Hartwig

xy(R)

E-Mail

24.06.2018,
12:33

@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

» Nach den Faradayschen Gesetzen zur
» Elektrolyse (die nach 200 Jahren immer noch gelten) ist der Material-Abtrag
» an den Elektroden lediglich von Strom und Einschaltzeit abhängig

Aber nur wenn man es mit der Stromdichte, und damit der Spannung, nicht übertreibt. Sonst kommts zu Nebenreaktionen, und versauen die schöne Stöchimetrie.

matzi682015(R)

E-Mail

Aachen,
24.06.2018,
15:41

@ xy

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

» » Nach den Faradayschen Gesetzen zur
» » Elektrolyse (die nach 200 Jahren immer noch gelten) ist der
» Material-Abtrag
» » an den Elektroden lediglich von Strom und Einschaltzeit abhängig
»
» Aber nur wenn man es mit der Stromdichte, und damit der Spannung, nicht
» übertreibt. Sonst kommts zu Nebenreaktionen, und versauen die schöne
» Stöchimetrie.

Stöchiometrie.

--
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Matthes :hungry:

JBE

24.06.2018,
16:15
(editiert von JBE
am 26.06.2018 um 22:18)


@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

» Hallo,
» 1. die Frage ist, wie im TRMS-Messgerät der True-Strom ermittelt wird?
»
» Erklärt es mir bitte nicht zu sehr fachmännisch, wenn ich Fachmann wäre,
» brauchte ich ja nicht zu fragen. :-)
»
» Ich habe eine vage Vorstellung, daß der zu messende Strom "in kleine
» Häppchen" (Counts?) aufgeteilt wird, die jeweils einer "Leistungseinheit"
» entsprechen. Und diese werden dann addiert und daraus wird der Strom im
» Messgerät errechnet. Ist das so ähnlich?
»
» 2. Das VC165 für nur 35 Euro kann das anscheinend. Oder?
»
» Ich erkläre auch gern, wozu ich das brauche: Ich messe den Strom in einer
» galvanischen Elektrolyse-Anordnung. Nach den Faradayschen Gesetzen zur
» Elektrolyse (die nach 200 Jahren immer noch gelten) ist der Material-Abtrag
» an den Elektroden lediglich von Strom und Einschaltzeit abhängig, wenn man
» jetzt mal von immer ein- und demselben Material ausgeht. (Silber oder
» Kupfer z.B.) Temperatur sei gleich bleibend. Kontrolliert wird das im
» Anschluß durch Wiegen der Elektroden. Das heißt, die Elektroden werden
» vorher und nachher gewogen. Dazu ist eine entsprechende Analysen-Waage
» nötig, verbreitet ist 1 mg Auflösung oder sogar bis 0,01 mg. Ist
» vorhanden.
»
» Um den Strom gleich zu halten, muß also eine Strombegrenzung in den
» Stromkreis der Elektrolyse integriert sein. Und dabei ist mein Problem, daß
» ich bei Experimenten mit unterschiedlichen Strombegrenzungen zwar immer die
» gleichen Ströme einrichten und messen kann und daß es bei einigen
» Schaltungen auch tatsächlich ziemlich exakt beim Nachwiegen den lt. Faraday
» erwarteten Gewichtsverlust in mg ergibt, bei anderen hingegen aber ganz
» große Abweichungen. Zum Beispiel nur 25 Prozent. (Selbstverständlich gibt
» es diese Abweichungen dann immer "nach unten", also weniger und niemals
» mehr als nach Faraday erwartet, ist klar.)
»
» Meine Vermutung ist, daß die Ursache in der mangelnden Glättung des Stromes
» nach der Strombegrenzung liegt. Ist das eine mögliche Ursache? Und könnte
» ich dem mit einem TRMS-Messgerät auf die Spur kommen?

Wie bewerkstelligst du deine Strombegrenzung , mit einem Netzteil das strombegrenzt werden kann, oder stellst du nur eine gewisse Spannung ein das ein gewisser strom fließt.

Mit dieser Formel kann man herausfinden ob ein Messgerät True RMS beherscht.


Falsch

Richtig


nicht überall wo True RMS drauf steht ist auch True RMS enthalten.

Solche Dinge sollte man immer mit einem Oszilloskop messen, da sieht man gleich was Sache ist.

Offroad GTI(R)

24.06.2018,
19:44

@ Hartwig

Integrator --> Elektronische Last

» Wenn ich Dein Problem richtig verstehe, bräuchtest Du eher einen
» Integrator/Gleichstromzähler - sowas habe ich mal für Verbrauchsmessungen /
» Ladekontrolle im Modellbau gesehen.
Das denke ich auch.
Elektronische Lasten können die aufgenommene Ladung messen. Ist halt die Frage, wie genau sie sind, und was der Spaß kosten darf.
Wenn die Kosten nebensächlich sind, und es vor allem auf Genauigkeit ankommt, wäre wohl eine SMU angesagt.

xy(R)

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24.06.2018,
19:47

@ Offroad GTI

Integrator --> Elektronische Last

» » Wenn ich Dein Problem richtig verstehe, bräuchtest Du eher einen
» » Integrator/Gleichstromzähler - sowas habe ich mal für Verbrauchsmessungen
» /
» » Ladekontrolle im Modellbau gesehen.
» Das denke ich auch.
» Elektronische Lasten können die aufgenommene Ladung messen. Ist halt die
» Frage, wie genau sie sind, und was der Spaß kosten darf.
» Wenn die Kosten nebensächlich sind, und es vor allem auf Genauigkeit
» ankommt, wäre wohl eine SMU angesagt.

Und umgekehrt:

https://www.aliexpress.com/item/Black-Digital-Micro-USB-LCD-USB-Mini-Current-and-Voltage-Detector-Mobile-Power-USB-Charger-Tester/32809366739.html

HDT(R)

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24.06.2018,
21:29

@ JBE

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

»
» Wie bewerkstelligst du deine Strombegrenzung , mit einem Netzteil das
» strombegrenzt werden kann, oder stellst du nur eine gewisse Spannung ein
» das ein gewisser strom fließt.
»

Ich verwende den LM317 in der klassischen Schaltung mit einem Widerstand von ADJ nach OUT. Stromeingang an IN, Stromausgang an ADJ. Also genau die Schaltung, die auf jedem Datenblatt zu finden ist.

Alternativ zum LM317 verwende ich noch den LR8 und den LR12.

Ich glaube, es mangelt an der Glättung hinter der Strombegrenzung.

HDT(R)

E-Mail

24.06.2018,
21:41

@ HDT

Vielen Dank bis hierher...

Ich hab auf Grund der Vorschläge mal nach den Gleichstrom-Zählern geschaut. Will jetzt nicht alle Links hier reinstellen. Bei Amazon gibt es allein schon drei, die passen könnten. Das probiere ich mal. Und dann noch ein Profi-Gerät bei dem anscheinend genau die Anwendung für galvanische Bäder usw. empfohlen wird. Da denke ich aber, wird es am Preis scheitern, der muß erst angefragt werden. Für die ersten Einsteiger-Experimente wird das zu teuer sein. Noch bastele ich ja daran herum. Aber ich habe zu meinem Erstaunen mehrere Angebote von sehr alten, fast antiken Gleichstromzählern mechanischer Bauart gesehen. Also motorgetrieben und somit wohl lediglich "veraltet", aber nicht verkehrt.

Hier mal zum Anschauen: https://www.ebay.de/itm/ZEB-20-51-oR-Praz-Gleichstromzahler-220V-AC/382432947909?hash=item590ac7aec5:g:StkAAOSw9bdazGd2

Den gibt es nicht nur bei ebay. Ich werde damit mal anfangen und mit denen, die ich bei Amazon gefunden habe. Die Ergebnisse der Anzeige kann ich dann mit meinen Wiegungen mit der Analysen-Waage vergleichen.

Vielen Dank!

Hartwig(R)

24.06.2018,
22:30

@ HDT

Vielen Dank bis hierher...

Die mechanischen Zähler dürften aufgrund ihrer Trägheit kaum in der Lage sein, kurzzeitige Schwankungen oder Störsignale zu erfassen....

JBE

25.06.2018,
10:59

@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

» »
» » Wie bewerkstelligst du deine Strombegrenzung , mit einem Netzteil das
» » strombegrenzt werden kann, oder stellst du nur eine gewisse Spannung ein
» » das ein gewisser strom fließt.
» »
»
» Ich verwende den LM317 in der klassischen Schaltung mit einem Widerstand
» von ADJ nach OUT. Stromeingang an IN, Stromausgang an ADJ. Also genau die
» Schaltung, die auf jedem Datenblatt zu finden ist.
»
» Alternativ zum LM317 verwende ich noch den LR8 und den LR12.
»
» Ich glaube, es mangelt an der Glättung hinter der Strombegrenzung.

Eigentlich regelt der LM317 den Strom gut aus, kann natürlch gut sein das er vielleicht bei bestimmter Belastung.schwingt.


par bilder von dem LM317

welche davon hast du gebaut.


Konstantstromquelle

Konstantspannungsquelle

Einstellbare Reglerschaltung mit verbesserter Restwelligkeit

HDT(R)

E-Mail

25.06.2018,
21:23

@ JBE

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

» » »
» » » Wie bewerkstelligst du deine Strombegrenzung , mit einem Netzteil das
» » » strombegrenzt werden kann, oder stellst du nur eine gewisse Spannung
» ein
» » » das ein gewisser strom fließt.
» » »
» »
» » Ich verwende den LM317 in der klassischen Schaltung mit einem Widerstand
» » von ADJ nach OUT. Stromeingang an IN, Stromausgang an ADJ. Also genau
» die
» » Schaltung, die auf jedem Datenblatt zu finden ist.
» »
» » Alternativ zum LM317 verwende ich noch den LR8 und den LR12.
» »
» » Ich glaube, es mangelt an der Glättung hinter der Strombegrenzung.
»
» Eigentlich regelt der LM317 den Strom gut aus, kann natürlch gut sein das
» er vielleicht bei bestimmter Belastung.schwingt.
»
» par bilder von dem LM317
»
» welche davon hast du gebaut.
»
»
» Konstantstromquelle
»
» Konstantspannungsquelle
»
» Einstellbare Reglerschaltung mit verbesserter Restwelligkeit
»

Ich verwende die oberste Schaltung mit R1 als Festwiderstand. Einstellbar darf sie nicht sein. Wenn es dazu Verbesserungsvorschläge mit Diode oder Kondensator gibt, wäre mir geholfen. Ansonsten suche ich angestrengt nach einer simplen Messmöglichkeit der Glättung. Es hätte wenig Sinn, wenn ich mich nur wegen diesem Problem monatelang in die Oszilloskope-Technik einarbeiten würde. Ich brauche nur einen Tip, wie man eine gute von einer schlechten Glättung per Messen unterscheiden kann. Dann kann ich damit weiter experimentieren.

Es hat ja schon mal funktioniert, das heißt, die Metallabscheidung in meiner nachgeschalteten Galvanik ließ sich per Waage in Milligramm ziemlich exakt entsprechend den Faradayschen Gesetzen nachweisen. Jetzt habe ich bei gleichem Strom und Einschaltzeit nur noch 25 Prozent durch Wiegen ermittelt. Ich nehme auch nun vorzugshalter den LR8 oder LR12, wegen der höheren Spannung. Ich weiß nicht, ob das auch die Ursache sein kann. Ich muß erstmal was messen können.

Habt ihr Ratschläge für mich?

Hartwig(R)

25.06.2018,
23:04

@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

Hallo,
der LM317 oder der LR8/12 geben den Strom vor. Den Strom zu messen sagt also zunächst nur aus, dass der Regler richtig arbeitet. Weiter ist ja im Stromkreis nur das Bad mit den Elektroden sowie die Versorgungsspannungsquelle. Jetzt wäre es ja vielleicht interessant zu messen, ob sich die Spannung über dem Bad mit den Elektroden bei normaler Abscheidung anders verhält als bei reduzierter Abscheidung. Natürlich würden sich auch technische Defekte wie Übergangswiderstände als Spannungsschwankungen darstellen.
Dann stellte sich ja noch die Frage, ob evtl. Schwingungen des Reglers die Ursache sind. Ohne Oszi hast Du da 2 Möglichkeiten, das zu prüfen: 1) Ein DVM im AC-Bereich zur Spannungsmessung über dem Bad anschliessen. Misst Du dort eine irgendeine Wechselspannung, auch im mV-Bereich, können das Regelschwingungen sein - oder eben Störungen von aussen. (Schaltnetzteil?). Allerdings kann ich mir nicht so ganz vorstellen, das Störeinstreuung die Elektrolyse derart massiv beeinflusst. Das DVM wird im AC-Bereich evtl. eine obere Frequenzgrenze haben, die nur wenig über den NF-Bereich hinausgeht. Um HF-Schwingungen als Ursache Deiner Probleme auszuschließen, brauchst Du einen HF-Detektor:



also ein einfacher Gleichrichter, gemessen wird mit dem DVM im Gleichspannungsbereich. Durch die Schwellspannung der Diode ist unter 0,3-0,5 V die Messung kaum möglich - das sollte in diesem Fall aber keine Rolle spielen - störende Schwingungen sollten eine kräftige Amplitude habe.

Ausser den bereits genannten Kontrollmöglichkeiten fällt mir nicht mehr ein.

Grüße
Hartwig

JBE

25.06.2018,
23:42

@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

» » » »
» » » » Wie bewerkstelligst du deine Strombegrenzung , mit einem Netzteil
» das
» » » » strombegrenzt werden kann, oder stellst du nur eine gewisse Spannung
» » ein
» » » » das ein gewisser strom fließt.
» » » »
» » »
» » » Ich verwende den LM317 in der klassischen Schaltung mit einem
» Widerstand
» » » von ADJ nach OUT. Stromeingang an IN, Stromausgang an ADJ. Also genau
» » die
» » » Schaltung, die auf jedem Datenblatt zu finden ist.
» » »
» » » Alternativ zum LM317 verwende ich noch den LR8 und den LR12.
» » »
» » » Ich glaube, es mangelt an der Glättung hinter der Strombegrenzung.
» »
» » Eigentlich regelt der LM317 den Strom gut aus, kann natürlch gut sein
» das
» » er vielleicht bei bestimmter Belastung.schwingt.
» »
» » par bilder von dem LM317
» »
» » welche davon hast du gebaut.
» »
» »
» » Konstantstromquelle
» »
» » Konstantspannungsquelle
» »
» » Einstellbare Reglerschaltung mit verbesserter Restwelligkeit
» »
»
» Ich verwende die oberste Schaltung mit R1 als Festwiderstand. Einstellbar
» darf sie nicht sein.
Hast du mal geschaut ob das ein engtolerierter Widerstand ist und auch nicht durch Belastung dieser sich aufwärmt
denn ein erwärmter Widerstand verändert seinen Widerstandswert. Das zu Folge hat, das sich der Strom mit verändert.
Eine Präzisionskonstantstromquelle ist der LM317 mit dieser Konfiguration nicht.
Du kannst versuchen mit einem Voltmeter auf AC die Welligkeit zu messen im mV Bereich.
Kannst aber nicht damit feststellen ob die Schaltung Schwingt


Wenn es dazu Verbesserungsvorschläge mit Diode oder
» Kondensator gibt, wäre mir geholfen. Ansonsten suche ich angestrengt nach
» einer simplen Messmöglichkeit der Glättung. Es hätte wenig Sinn, wenn ich
» mich nur wegen diesem Problem monatelang in die Oszilloskope-Technik
» einarbeiten würde. Ich brauche nur einen Tip, wie man eine gute von einer
» schlechten Glättung per Messen unterscheiden kann. Dann kann ich damit
» weiter experimentieren.
»
» Es hat ja schon mal funktioniert, das heißt, die Metallabscheidung in
Auch ein LM317 braucht Kondensatoren sowohl am Eingang wie auch am Ausgang.
Und ohne Oszilloskop ist es leider nur ein Glücksspiel, es kommt der Tag dann musst du dich mit einem Oszi mal Beschäftigen.

Anregung hast du schon von anderer Seite erhalten um HF schwingen zu messen.

» meiner nachgeschalteten Galvanik ließ sich per Waage in Milligramm ziemlich
» exakt entsprechend den Faradayschen Gesetzen nachweisen. Jetzt habe ich bei
» gleichem Strom und Einschaltzeit nur noch 25 Prozent durch Wiegen
» ermittelt. Ich nehme auch nun vorzugshalter den LR8 oder LR12, wegen der
» höheren Spannung. Ich weiß nicht, ob das auch die Ursache sein kann. Ich
» muß erstmal was messen können.
»
» Habt ihr Ratschläge für mich?

Wolfgang Horejsi

E-Mail

26.06.2018,
10:09

@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter? Testen der Glättung

» Meine Vermutung ist, daß die Ursache in der mangelnden Glättung des Stromes
» nach der Strombegrenzung liegt. Ist das eine mögliche Ursache? Und könnte
» ich dem mit einem TRMS-Messgerät auf die Spur kommen?

Man könnte einen Elko in Serie mit einem Lautsprecher an die verdächtige Stelle anklemmen. Reine DC erzeugt ein Knacken oder Plopp. Polarität beachten, vorher mit 9V-Batterie üben. Elko unbedingt jedesmal entladen.

Hartwig(R)

26.06.2018,
13:38

@ HDT

Wie funktioniert ein TRMS-Multimeter?

Noch ein Vorschlag:
Theorien gelten oft nur unter idealen Bedingungen oder innerhalb gewisser Grenzen. Dafür gibt es natürlich auch wieder Theorien, siehe Posting von xy zur Stromdichte. Wenn also die Hardware keine Anhaltspunkte für die beobachtete Fehlfunktion liefert, würde ich unter Beibehaltung der Hardware eine sich von Deiner Anwendung deutlich unterscheidende Elektrolyse/Galvanik einsetzen.
Grüße
Hartwig