Multimeter Eingangsschaltung

13/03/2011 - 19:01 von Frank Buss | Report spam
Ich habe eine Schaltung im Internet gefunden, wie man mit einer
einfachen Stromversorgung dennoch negative Spannungen messen kann. Etwas
angepasst sieht die so aus:

http://bildrian.de/n/b/54cf2b28c654eeb7.png

Erste Tests sind vielversprechend, denn scheint zu funktionieren, wie es
LTspice zeigt. Gibt es da noch was zu beachten? Ich wollte den Eingang
noch per Mux umschaltbar machen, was durch R3 und R4 symbolisiert wird,
sodaß ich mehrere differentielle Eingànge messen kann. Außerdem soll per
Mux jeweils der Spannungsteiler R5/R6, R7/R8 usw. ausgewàhlt werden,
denn der AD-Wandler, den ich mit R13/R14 simuliert habe (2 nA Leckstrom
laut Datenblatt), ist natürlich im unteren Bereich ungenauer. Ich komme
jetzt bei der Teilung mit 10 Meg / 10 k bei einer Eingangsspannung von
ca. 3 V bis 10 V auf eine Genauigkeit von besser 1%.

Bei der Originalschaltung, eine App-Note von Cypress ohne die ganzen
Muxes, war noch am Ausgang von Vref ein Widerstand gegen Masse
geschaltet, was für mich keinen Sinn macht. Zum Entladen von C1? War in
der Schaltung zwar auch eingezeichnet, aber als nicht bestückt
gekennzeichnet. Außerdem ging Vref nicht direkt auf den Spannungsteiler,
sondern erst über einen weiteren 10 k Widerstand, also vom Vref-Ausgang
auf 10 k und dann zum Vref Signal. Was soll das für einen Sinn machen,
außer das die Berechnung der Spannung umstàndlicher wird?

Wenn R1 und R2 entsprechend für hohe Spannungen ausgelegt sind und auch
sonst die Platine gut aussieht mit ausreichenden Kriech- und
Luftstrecken, kann man dann mit der Schaltung gefahrlos Netzspannung
messen? Mein Ziel wàre, von 1 mV bis 1000 V mit jeweils besser 1 %
Genauigkeit in den oberen 9/10 jedes Bereiches messen zu können. Ob das
mit 1% Widerstànden und Kalibrierung wohl machbar ist? Wechselspannung
müsste damit auch möglich sein, zumindest wenn der AD-Wandler schnell
genug ist, oder? Ich würde dann eine Software-Gleichrichtung
programmieren :-)

Frank Buss, http://www.frank-buss.de
piano and more: http://www.youtube.com/user/frankbuss
 

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#1 Joerg
13/03/2011 - 21:30 | Warnen spam
Frank Buss wrote:
Ich habe eine Schaltung im Internet gefunden, wie man mit einer
einfachen Stromversorgung dennoch negative Spannungen messen kann. Etwas
angepasst sieht die so aus:

http://bildrian.de/n/b/54cf2b28c654eeb7.png

Erste Tests sind vielversprechend, denn scheint zu funktionieren, wie es
LTspice zeigt. Gibt es da noch was zu beachten? Ich wollte den Eingang
noch per Mux umschaltbar machen, was durch R3 und R4 symbolisiert wird,
sodaß ich mehrere differentielle Eingànge messen kann. Außerdem soll per
Mux jeweils der Spannungsteiler R5/R6, R7/R8 usw. ausgewàhlt werden,
denn der AD-Wandler, den ich mit R13/R14 simuliert habe (2 nA Leckstrom
laut Datenblatt), ist natürlich im unteren Bereich ungenauer. Ich komme
jetzt bei der Teilung mit 10 Meg / 10 k bei einer Eingangsspannung von
ca. 3 V bis 10 V auf eine Genauigkeit von besser 1%.

Bei der Originalschaltung, eine App-Note von Cypress ohne die ganzen
Muxes, war noch am Ausgang von Vref ein Widerstand gegen Masse
geschaltet, was für mich keinen Sinn macht. Zum Entladen von C1? War in
der Schaltung zwar auch eingezeichnet, aber als nicht bestückt
gekennzeichnet. Außerdem ging Vref nicht direkt auf den Spannungsteiler,
sondern erst über einen weiteren 10 k Widerstand, also vom Vref-Ausgang
auf 10 k und dann zum Vref Signal. Was soll das für einen Sinn machen,
außer das die Berechnung der Spannung umstàndlicher wird?




Vielleicht hatten die Bedenken dass der Schleifer des Umschalters
schonmal auf Masse kommt? Oder jemand einen Inbus-Schluessel reinfallen
laesst :-)


Wenn R1 und R2 entsprechend für hohe Spannungen ausgelegt sind und auch
sonst die Platine gut aussieht mit ausreichenden Kriech- und
Luftstrecken, kann man dann mit der Schaltung gefahrlos Netzspannung
messen? ...




Theoretisch schon. Aber beachten dass dann einige zig uA in die Vdd
Schiene fliessen. Irgendwer muss die entweder mitverbrauchen oder
klemmen, sonst laeuft Dir Vdd hoch.


... Mein Ziel wàre, von 1 mV bis 1000 V mit jeweils besser 1 %
Genauigkeit in den oberen 9/10 jedes Bereiches messen zu können. Ob das
mit 1% Widerstànden und Kalibrierung wohl machbar ist? Wechselspannung
müsste damit auch möglich sein, zumindest wenn der AD-Wandler schnell
genug ist, oder? Ich würde dann eine Software-Gleichrichtung
programmieren :-)




Mit Kalibrierung sollte das gehen. Wechselspannung ist so eine Sache. 1n
und 10M gibt eine Zeitkonstante von 10msec, das macht Dir bei 50Hz die
Genauigkeit kaputt. Da muss das alles inklusive der MUXes sehr
kapazitaetsarm bleiben.

Gruesse, Joerg

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