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Hallo Gemeinde,

das Projekt geht dem Ende zu, und da muß ich mal fragen, wie ich das mit der Stromanzeige realisieren kann. Ich möchte, daß ein Strom im Bereich 0...20mA angezeigt wird, je nach Z-Strom halt. Wie muß ich R11 und R12 dimensionieren? Die Spannung als Funktion des Stromes greife ich über R13 ab. Bei 20mA habe ich eine an R13 abfallende Spannung v. 66mV. Brauche ich evtl. eine negative Versorgung von dem OPV IC3A? Oder/und einen Levelshifter mit IC3B? Versorgungsspannung jeweils 9VDC. Hier der Ausschnitt:

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greets from aix-la-chapelle

Matthes

Hallo Matthes,
» Hartwig, ich finde meine Darstellungen nicht so unübersichtlich, aber Du
» hast 1000 mal mehr Erfahrung als ich, wie ich meine Darstellungen besser
» machen könnte.
ok, deswegen erwähnte ich auch die Elektor-Schaltung: da ist z.B. die Masse möglichst gerade gezeichnet, so dass man sofort erkennt, was alles daran hängt. Und wenn die Schaltung ohnehin recht einfach ist, sind sauber durchgezogene Linien immer besser als Linien, die in irgendwelchen kryptischen Bezeichnungen enden.
»
» Jedenfalls ist es ja so, daß meine Module (DVMs) alle nur 3 Anschlüsse
» haben, zwar 4 Anschlußlöcher, aber der (-) - Eingang des Meßeinganges und
» die (-) - Versorgung haben dasselbe Potential, sind als direkt elektrisch
» miteinander verbunden.
Ok, dann scheinen es also doch solche Dreibeiner zu sein, wie bigdie erwähnte.
»
» Außerdem frage ich mich: Wie macht man es bei solchen DVMs, eine
» galvanische Trennung zwischen Versorgung und Meßeingang?

nein, da haben wir ein Mißverständnis. Im DVM-Modul ist nix galvanisch getrennt. Zur Erklärung:

Du hast ein Gerät mit einem Netzteil gebaut, sagen wir mal, einen Verstärker. Du arbeitest mit einem Oszi und misst Spannungen im Gerät. Dazu sind Masse des Verstärkers und Masse des Oszis über Die Meßleitung und / der den Schutzleiter verbunden. Jetzt möchtest Du aber im Netzteil die Spannung an einem Shunt messen, nur liegt dieser nicht an Masse. Ignorierst Du dass, dann knallt es.... Aber Du hast sicherlich einen Trenntrafo und schließt jetzt Deinen Verstärker über der Trenntrafo an. Mit dieser galvanischen Trennung (der Stromversorgung) ist Dein Problem gelöst und Du kannst mit dem Oszi über dem Shunt messen. Hast Du keinen Trenntrafo, dann stellst Du den Oszi beiseite und nimmst Dein batteriebetriebenes DMM. Du hast jetzt den Verstärker ganz normal in die Steckdose eingesteckt und misst mit dem DMM sicher die Spannung über dem Shunt. Kein Rauch!!! - Schließlich ist Dein DVM - dank der Batterie - galvanisch vom Netz getrennt! Du kannst es also beliebig in der Schaltung anschließen. Bei gemeinsamer Masse (oder galvanisch verbundener Versorgungsspannung von DMM und Verstärker wäre das nicht möglich, das würde zu Messfehlern oder schlimmstenfalls Kurzschlüssen führen. Die Batterie des DMM stellt also eine galvanisch (von der Umgebung bzw. dem Netz) getrennte Spannungsquelle dar.

Und genau darum geht es: Durch die galvanisch getrennte Erzeugung der Spannungsversorgung kannst Du Dein DVM-Modul (gleich ob Dreibeiner oder Vierbeiner) beliebig in der Schaltung anschließen. Mit 2 Versorgungsspannungen für 2 DVMs mußt du also nur jedes DVM direkt mit seiner Spannungsquelle verbinden, und Du kannst es wie ein batteriebetriebens DMM beliebig in der Schaltung anklemmen. Schaffst Du jetzt allerdings zusätzliche Verbindungen zwischen der DVM-Versorgung und Deiner Schaltung, dann mag das unter bestimmten Bedingungen gehen, es kann aber auch zu erheblichen Meßfehlern führen. Daher bist Du mit einer sauberen Trennung immer auf der sicheren Seite.


» Und die Schaltung von Lupus, aus Elektor 03-2010, das dort verwendete DVM,
» woher weißt Du, daß das keine Verbindung hat zwischen Meßmasse und
» Versorgungsmasse?

wie gesagt, die Verbindung mag durchaus bestehen. Nur liegen ja vielleicht irgendwelche Bauelemente intern zwischen der Meßmasse und der Versorgungsmasse, bei einer Verbindung beider "Massen" würde man diese dazwischen liegenden Bauelemente überbrücken. Gerade bei den auf dem ICL7106 basierenden Modulen ist da u.U. problematisch. Daher würde ich auch aus diesem Grund den -in -Eingang keinesfalls als "Masse" bezeichnen! Denke an Differenzverstärkereingänge! Und wenn Du z. B. ein Problem mit dem Vorzeichen bei der Messung hast, dann löst ein einfaches Tauschen der Meßeingänge das Problem. Mit festem Massebezug wäre das nicht immer so einfach.

Grüße
Hartwig
»

»
» Hartwig, ich finde meine Darstellungen nicht so unübersichtlich, aber Du
Naja ich auf meinem kleinen Laptop kann da gar nichts erkennen

» Viele messgeräte brauchen die galv. Trennung aber nicht. z.B. die von
» mir oben verlinkten China Teile.

» soolche Dinger hatte ich auch mal, die hatten allerdings auch nur 3
» Anschlüsse, also im "Normalfall" Versorgung durch das Meßobjekt, soll das
» nicht belastet werden, wird die UB getrennt eingespeist.

» Aufgrund der Darstellung mit den 4 Anschlüßen und den getrennten Trafos bin
» ich (evtl. fälschlicherweise) davon ausgegangen, dass das DVM mit völlig
» getrennter Versorgung sind.

» Was auch immer das für DVMs sind, Matthes würde nichts falsch machen, wenn
» er die Versorgung getrennt vornimmt. Könnte sein, dass es mit solchen
» Dreibein-DVMs auch so geht, muß Matthes halt herausfinden.

Hallo Hartwig, hallo bigdie,

danke daß Ihr Euch meiner Problematik annehmt

Hartwig, ich finde meine Darstellungen nicht so unübersichtlich, aber Du hast 1000 mal mehr Erfahrung als ich, wie ich meine Darstellungen besser machen könnte.

Jedenfalls ist es ja so, daß meine Module (DVMs) alle nur 3 Anschlüsse haben, zwar 4 Anschlußlöcher, aber der (-) - Eingang des Meßeinganges und die (-) - Versorgung haben dasselbe Potential, sind als direkt elektrisch miteinander verbunden.

Außerdem frage ich mich: Wie macht man es bei solchen DVMs, eine galvanische Trennung zwischen Versorgung und Meßeingang? Mit Optokopplern? Die haben ja wiederum Abweichungen, und mit Präzisions-OK oder so wäre ja so ein DVM nicht für 2,99.-€ zu kriegen. Und einfach die LED eines OKs als Eingang und dessen Phototransistor als Ausgang zum ADC des DVMs zu nehmen geht ja auch nicht so mal flott nebenher und ist, was linearität und so angeht, auch nicht so einfach zu bewerkstelligen. Aber ich bin da jetzt nicht so in Kenntnis, aber ein bischen .

Und die Schaltung von Lupus, aus Elektor 03-2010, das dort verwendete DVM, woher weißt Du, daß das keine Verbindung hat zwischen Meßmasse und Versorgungsmasse?

» » Allerdings wollen die Masse dort wo man misst. Du verbindest da nicht
» » Minus mit Minus, sondern Minus vom Netzteil des Messgerätes mit dem
» » Minus
» » der zu prüfenden Z-Diode

» das ist ja ansatzweise auch so gezeichnet, aber durch dieses ganze gnd1 /
» gnd2 wirrwarr ist das nicht sofort zu sehen. Bei der Darstellung ist es
» nicht gerade erbaulich, sich mit der Schaltung zu befassen. Ist wie bei
» einer per Google übersetzten chinesischen Anleitung
» Hartwig

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Matthes

» » Viele messgeräte brauchen die galv. Trennung aber nicht. z.B. die von
» mir
» » oben verlinkten China Teile.
» soolche Dinger hatte ich auch mal, die hatten allerdings auch nur 3
» Anschlüsse, also im "Normalfall" Versorgung durch das Meßobjekt, soll das
» nicht belastet werden, wird die UB getrennt eingespeist.
» Aufgrund der Darstellung mit den 4 Anschlüßen und den getrennten Trafos bin
» ich (evtl. fälschlicherweise) davon ausgegangen, dass das DVM mit völlig
» getrennter Versorgung sind.
» Was auch immer das für DVMs sind, Matthes würde nichts falsch machen, wenn
» er die Versorgung getrennt vornimmt. Könnte sein, dass es mit solchen
» Dreibein-DVMs auch so geht, muß Matthes halt herausfinden.
» » Allerdings wollen die Masse dort wo man misst. Du verbindest da nicht
» » Minus mit Minus, sondern Minus vom Netzteil des Messgerätes mit dem
» Minus
» » der zu prüfenden Z-Diode
» das ist ja ansatzweise auch so gezeichnet, aber durch dieses ganze gnd1 /
» gnd2 wirrwarr ist das nicht sofort zu sehen. Bei der Darstellung ist es
» nicht gerade erbaulich, sich mit der Schaltung zu befassen. Ist wie bei
» einer per Google übersetzten chinesischen Anleitung
» Hartwig
Ich hatte auch mal welche von Conrad, die wollten galv. Trennung, bei 9V Betriebsspannung und bei 5V brauchten die keine.

» Viele messgeräte brauchen die galv. Trennung aber nicht. z.B. die von mir
» oben verlinkten China Teile.
soolche Dinger hatte ich auch mal, die hatten allerdings auch nur 3 Anschlüsse, also im "Normalfall" Versorgung durch das Meßobjekt, soll das nicht belastet werden, wird die UB getrennt eingespeist.
Aufgrund der Darstellung mit den 4 Anschlüßen und den getrennten Trafos bin ich (evtl. fälschlicherweise) davon ausgegangen, dass das DVM mit völlig getrennter Versorgung sind.
Was auch immer das für DVMs sind, Matthes würde nichts falsch machen, wenn er die Versorgung getrennt vornimmt. Könnte sein, dass es mit solchen Dreibein-DVMs auch so geht, muß Matthes halt herausfinden.
» Allerdings wollen die Masse dort wo man misst. Du verbindest da nicht
» Minus mit Minus, sondern Minus vom Netzteil des Messgerätes mit dem Minus
» der zu prüfenden Z-Diode
das ist ja ansatzweise auch so gezeichnet, aber durch dieses ganze gnd1 / gnd2 wirrwarr ist das nicht sofort zu sehen. Bei der Darstellung ist es nicht gerade erbaulich, sich mit der Schaltung zu befassen. Ist wie bei einer per Google übersetzten chinesischen Anleitung
Hartwig

» Hallo Matthes,
» Tr1 und Tr2 speisen die Gleichrichter, die dann mit Minus an der
» gemeinsamen Masse liegen. Das ist bei Tr3 für das DVM nicht der Fall.
» Das "galvanisch getrennt" bezieht sich auf die Spannungsversorgung für das
» DVM, und die erfolgt deswegen über eine eigene Trafowicklung, hier Tr3. Und
» deren Gleichrichter ist nirgendwo mit Masse verbunden, genau darum geht es.
» Oder anders gesagt: die Versorgung dieser DVMs darf nicht mit der
» Spannungsversorgung der Schaltung verbunden werden. Das DVM hat intern
» seine eigene Masse die darf keine Verbindung zur Gesamtschaltung haben. Nur
» die Messeingänge werden mit der Gesamtschaltung verbunden!
» Hartwig
Viele messgeräte brauchen die galv. Trennung aber nicht. z.B. die von mir oben verlinkten China Teile.
Allerdings wollen die Masse dort wo man misst. Du verbindest da nicht Minus mit Minus, sondern Minus vom Netzteil des Messgerätes mit dem Minus der zu prüfenden Z-Diode

Hallo Matthes,
Tr1 und Tr2 speisen die Gleichrichter, die dann mit Minus an der gemeinsamen Masse liegen. Das ist bei Tr3 für das DVM nicht der Fall.
Das "galvanisch getrennt" bezieht sich auf die Spannungsversorgung für das DVM, und die erfolgt deswegen über eine eigene Trafowicklung, hier Tr3. Und deren Gleichrichter ist nirgendwo mit Masse verbunden, genau darum geht es. Oder anders gesagt: die Versorgung dieser DVMs darf nicht mit der Spannungsversorgung der Schaltung verbunden werden. Das DVM hat intern seine eigene Masse die darf keine Verbindung zur Gesamtschaltung haben. Nur die Messeingänge werden mit der Gesamtschaltung verbunden!
Hartwig

» Hallo Matthes,
» sieh Dir die von Lupus verlinkte Elektor-Schaltung genau an. Unten links
» ist die Spannungsversorgung mit eigenem Trafo für das DVM. Von dort gehen +
» und - zum DVM und sonst nirgendwo hin, keine Masseverbindung oder sonstige
» Nutzung. Für ein 2. DVM wäre das in gleicher Weise aufzubauen, also wieder
» eine reine Punkt-zu-Punkt Verbindung.
» Die - Versorgungsspannung der DVMs ist intern kein Massepotential, sondern
» eine negative Hilfsspannung. Die darf also keinesfalls mit einer
» Schaltungsmasse oder dem Nullpunkt bzw. einem Eingang des DVM verbunden
» werden! Gleiches gilt für die + Versorgung, auch die sollte nirgendwo sonst
» angeschlossen sein. Als alleinige Masse/gnd in Deiner Schaltung würde ich
» den Fußpunkt der Konstantstromquelle bezeichnen, also das Potenzial, an dem
» u. a. R3,R4, R6 und R7 zusammen liegen. Die Meßgeräte werden dann
» "freischwebend" angeschlossen, da deren Versorgung ja galvanisch getrennt
» ist und die Eingänge hochohmig sind. Gerade so, als würdest Du mit einem
» batteriebetriebenen DMM in der Schaltung beliebige Spannungen ohne
» Massebezug messen.
» Grüße
» Hartwig

Hallo Hartwig,

eben ist mir klar geworden, daß da nix galvanisch getrennt ist. Jedoch hat jedes der 3 Potentiale seinen eigenen Bezugspunkt bzgl. jeweiliger Masse. Da stolpere ich jetzt ein bischen 'rum...

... und eben sehe ich, daß da alle 3 sekundäre Trafowicklungen jeweils über einer Graetzbrücke, und dann je Brücke alle gemeinsam an(-) miteinander verbunden sind:

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Matthes

» Hallo Matthes,
» sieh Dir die von Lupus verlinkte Elektor-Schaltung genau an. Unten links
» ist die Spannungsversorgung mit eigenem Trafo für das DVM. Von dort gehen +
» und - zum DVM und sonst nirgendwo hin, keine Masseverbindung oder sonstige
» Nutzung. Für ein 2. DVM wäre das in gleicher Weise aufzubauen, also wieder
» eine reine Punkt-zu-Punkt Verbindung.
» Die - Versorgungsspannung der DVMs ist intern kein Massepotential, sondern
» eine negative Hilfsspannung. Die darf also keinesfalls mit einer
» Schaltungsmasse oder dem Nullpunkt bzw. einem Eingang des DVM verbunden
» werden! Gleiches gilt für die + Versorgung, auch die sollte nirgendwo sonst
» angeschlossen sein. Als alleinige Masse/gnd in Deiner Schaltung würde ich
» den Fußpunkt der Konstantstromquelle bezeichnen, also das Potenzial, an dem
» u. a. R3,R4, R6 und R7 zusammen liegen. Die Meßgeräte werden dann
» "freischwebend" angeschlossen, da deren Versorgung ja galvanisch getrennt
» ist und die Eingänge hochohmig sind. Gerade so, als würdest Du mit einem
» batteriebetriebenen DMM in der Schaltung beliebige Spannungen ohne
» Massebezug messen.
» Grüße
» Hartwig

Ich danke Dir für Deine ausführlichen Antworten, ich muß da erst mal drüber brüten. Die Schaltung von Lupus hattest Du ja schon weiter oben mir nahegelegt, sie zu betrachten und auszubrüten.

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Matthes

Hallo Matthes,
sieh Dir die von Lupus verlinkte Elektor-Schaltung genau an. Unten links ist die Spannungsversorgung mit eigenem Trafo für das DVM. Von dort gehen + und - zum DVM und sonst nirgendwo hin, keine Masseverbindung oder sonstige Nutzung. Für ein 2. DVM wäre das in gleicher Weise aufzubauen, also wieder eine reine Punkt-zu-Punkt Verbindung.
Die - Versorgungsspannung der DVMs ist intern kein Massepotential, sondern eine negative Hilfsspannung. Die darf also keinesfalls mit einer Schaltungsmasse oder dem Nullpunkt bzw. einem Eingang des DVM verbunden werden! Gleiches gilt für die + Versorgung, auch die sollte nirgendwo sonst angeschlossen sein. Als alleinige Masse/gnd in Deiner Schaltung würde ich den Fußpunkt der Konstantstromquelle bezeichnen, also das Potenzial, an dem u. a. R3,R4, R6 und R7 zusammen liegen. Die Meßgeräte werden dann "freischwebend" angeschlossen, da deren Versorgung ja galvanisch getrennt ist und die Eingänge hochohmig sind. Gerade so, als würdest Du mit einem batteriebetriebenen DMM in der Schaltung beliebige Spannungen ohne Massebezug messen.
Grüße
Hartwig

» Endlich wieder runde Ecken im Schaltplan!
»
» Bei einfacher Stromversorgung und keinen besonderen Schaltungstricks
» empfehle ich OPVs zu nehmen, deren Innenschaltung rail-to-rail
» Eigenschaften hat. Da sparste (fast) den Nullabgleich und kommst knapp bei
» null oder der Betriebsspannung hinten raus (+/- wenige Millivolt). Und die
» kosten für einfache, nicht zu schnelle Aufgaben auch nicht mehr als
» "normale" OPVs. Fürs Stromsparen gibts auch OPVs in CMOS-Technik, meist
» sinds Trigger-IC.
»
» Deine Schaltung habe ich jetzt nicht analysiert. Jedoch habe ich oft den
» Eindruck bei dir, du willst immer mehr als eigentlich notwendig (sinnvoll)
» ist.
»
» LG Sel

rail-to-rail... habe ich schonmal gehört... sind das so Dinger die bis sehr knapp ausgangsseitig an die Versorgungsspannung gehen?

edit: Jo, sind es, eben gegoogelt. Was für Typen sind das? Und wieso sollen die rail-to-rail sein?

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Matthes

» » Ah, jetzt sehe ich es. GND1 und GND2 haben nichts mit dem Strom duch die
» » Z-Diode zu tun.
»
» Und genau dort liegt wohl das Problem. GND1 und GND2 dürfen jeweils nur die
» neg. Verbindung zwischen einem DVM und dessen Versorgung darstellen, aber
» sonst nicht mit der Schaltung verbunden sein. Gleiches gilt für die pos.
» Versorgung.
»
» Zumindest könnte Matthes sich mal Die von Lupus verlinkte Schaltung ansehen
» - da wird die Funktion sofort klar. Und man erkennt auch die galvanische
» Trennung der Versorgung für das DVM sofort.

Aber galvanisch getrennt sind doch meine insg. 3 Versorgungsspannungen auch?! Bis auf die 3xMasse, U1 und U2 sind über den 3,3 Ohm-Widerstand verbunden, aber ohne geht es doch auch nicht, oder?

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Matthes

» https://www.ebay.de/itm/224643335498?hash=item344dc9454a:g:8oAAAOSwnNphY7NC

» Keine Ahnung, was du hast, ich hatte nie irgendwelche Probleme mit solchen
» Teilen Und gerade hier bei dem Z-Dioden Tester kommt es praktisch auf
» Genauigkeit kaum an. Geht oder geht nicht.

Von diesen Panels auch schon einige verbaut. Auch ich keinerlei Probleme damit bis dato.
Ob jetzt ein oder zwei Zehntel differieren, egal wie Suppenwürfel.


» Ich würde vermutlich so ein Teil nehmen und den Shunt ändern, das Zeigt
» dann auch noch die Watt an, die die Z-Diode verbrät, muss man sich nach
» Änderung des Shunts dann nur die Kommastelle woanders hin denken.
» https://www.ebay.de/itm/384428031244?
» Man kann aber auch den 50A Shunt lassen, wenn man damit leben kann, das es
» bei 5mA auch 4 oder 6 anzeigt.

Top!

» » https://www.pollin.de/p/einbau-messinstrument-0-30-ma-830884

» https://www.ebay.de/itm/224643335498?hash=item344dc9454a:g:8oAAAOSwnNphY7NC
»
» Optisch nicht mein Ding, zu teuer für die gebotene Qualität, Lebensdauer
» nur ca. 2 Jahre (zu billige Bauelemente), auffällige Temperaturdrift,
» merkliche Beriebsspannunganhängigkeit (trotz extra Stabilisierung auf der
» Platine)...

Was mich halt auch stört - oder ich finde es komisch, (vielleicht bin ich da selber auch komisch im Sinne von...) daß der Strom in rot und die Spannung in blau angezeigt wird. Umgekehrt ist es plausibel, finde ich.
»
» Alternativen? Ja schon, sprengt aber entweder das Budget oder erfordert ein
» gutes Multimeter zur Anzeige. Und das würde ich hier auch raten - man baut
» ein Zusatzgerät zum vorhandenen Multimeter und nicht ein komplettes neues
» Gerät.

Und auf Genauigkeit im Bereich von 10ppm oder so kommt es bei meiner Anwendung jetzt nicht an, es soll nur einen annähernd passenden Wert anzeigen.
»
» LG Sel

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Matthes

»
» Optisch nicht mein Ding, zu teuer für die gebotene Qualität, Lebensdauer
» nur ca. 2 Jahre (zu billige Bauelemente), auffällige Temperaturdrift,
» merkliche Beriebsspannunganhängigkeit (trotz extra Stabilisierung auf der
» Platine)...
Übrigens in meinem Wohnmobil hängt auch ein China Teil seit 6 Jahren ständig an der Batterie, hat schon Tausende Schlaglöcher erlebt, -20 bis + 40°C ausgehalten und geht immer noch. Der Akku war dieses Jahr Platt.