AC kalibrierte Spannungsquelle - woher?

Ich bin ebenfalls Hobby-Bastler und würde den Weg über das Oszilloskop wählen: Kalibrier den Oszi mit deinem 5V-DC-Normal. Anschließend ein niederfrequentes Sinussignal einspeisen, so dass Ueff ebenfalls 5V beträgt. Und damit kalibrierst du nun deine AC-Instrumente. Sehr genau ist das natürlich nicht, aber für Analoggeräte sollte das reichen. Was die Spannungsteiler dann in Abhängigkeit von der Frequenz noch versauen, weißt du natürlich nicht.

MfG / Regards

Peter Engels

Bei AC wackeln die DMM's ohnehin stark frequenzabhängig. Bei 50Hz / moderate NF kannst Du das Signal mit einem 16bit AD-Wandler sampeln und dann mit geeichter DC vergleichen.

Frage nebenbei: Wie baut man eigentlich eine Ur-DC-Eichspannungsquelle - also das womit die IC-Hersteller und Institute die Kalibrierung der Kalibrierten Spannungen herstellen

- ggf. selbst?

Grüsse Robert

"robert" schrieb im Newsbeitrag news:f80jvn$p74$ snipped-for-privacy@news.albasani.net...

Die DC sollte die Referenzspannung des ADC sein.

Das ist eine fortlaufende Wissenschaft, mit Millionen gesponsort, PTB fragen, aber fuer Hobbyansprueche tuts wohl eine Weston-Zelle, muss ja nicht RoHS konform sein.

Halo Peter

Stimmt, sehr genau ist das nicht. wenn aber mein DMM einen AC-Messfehler von

@MaWin in meinem ex-DDR-Betrieb hatten die im Labor ein brandneues und hochgenaues DMM aus volkseigener Produktion (Nummer weis ich nicht mehr) mit einem Normalelement als Referenz. Das hat mir die Labormaus so erklärt und ich hatte das noch Jahre später im Kopf (sie auch ;-))), doch immer die Befürchtung, das sowas wie jede Zelle auch mal altert bzw. sich entlädt. Woher bekommt man sowas heute und kostet?

Gruß Guido

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ut

Da nimmt man ein sog. Josephson-Spannungsnormal. Dies liefert eine von einer eingestrahlten Mikrowelle abh=E4ngige Gleichspannung im mV-Bereich. Vergleiche im Voltbereich macht man, indem man entsprechend viele Josephson-Elemente in Reihe schaltet. Wechselspannungen misst man, indem man einen Wechselspannungs- Gleichspannungs-Transfer macht. Gruss Harald

sampeln

So rum würd ich nicht blind drauf vertrauen. Einfach das kalibrierte DC(-Rechteck) mit demselben Wandler sampeln. Habe AD-Wandler gesehen, die bei der Ref.Spannung selbst ein paar Digits weniger - oder andersrum einiges overflow (mehr als 1 Digitäquivalent herunterregelbar) ergeben.

Grüsse Robert

Schaust Du hier:

Das nette am Josephson-Effekt ist, dass man nur eine Frequenz reinsteckt und eine Spannung dabei rauskommt. Die Frequenz (bzw. Zeit) ist Basiseinheit und stammt entsprechend ihrer Definition von einer Cs-Atomuhr.

Der Rest sind Naturkonstanten, wobei die leider nicht mit _der_ Genauigkeit bekannt sind, welche der Josephson Effekt und moderne Atomuhren bringen.

Denn Spannung ist u.a. Leistung durch Strom, ergo gibt sich

Einheit U (Volt,SI) = W / A = (kg m^2) / (s^3 A)

Einer bzw. der Übeltäter bezüglich der Naturkonstanten im SI System heißt Urkilogramm, die Einheit der Masse ist noch immer an dem komischen Platin-Zylinder festgemacht, und man vermutet, dass er in den letzten Jahrzehnten seine Masse leicht verändert hat. Für die anderen Basiseinheiten gibt es prototypunabhängige Definitionen. Derzeit wird mit Hochdruck daran gearbeitet, eine neue Definition für die Einheit der Masse zu finden, welche nicht mehr von dem einen Ur-Exemplar abhängig ist.

Bis dahin muss man damit leben, dass man die Spannung zwar sehr genau messen kann, aber ab einer gewissen Stellenzahl eine Unsicherheit bzgl. der Kalibrierung gegen die anderen Basiseinheiten besteht.

Mit Hobbymitteln hast Du da eher schlechte Karten, weil die Spannung keine Basiseinheit ist, d.h. sie wird auf andere physikalische Größen. Machbar sind wohl bestimmte galvanische Elemente, von denen man recht genau weiß, wo ihre Spannung (in etwa ;-) liegt.

Gruß Oliver

einen Rechteck zum Kalibrieren in einem Abtastsystem (egal wie genau) würde ich wegen des Abtastheorems nicht nehmen, oder Du müßtest Dir Gedanken machen, wie das mit der mittleren Leistung über einen größeren Zeitbereich ist. Sogar ein Sinus wird bei der Abtastung stark verzerrt, die Signalkomponente wird auch hier durch die sin(x)/x-Verzerrung stark gedämpft, also müßtest Du zum Kompensieren noch die Frequenz genau messen wegen x= omega*t.

Schau Dir mal ein reales abgetastetes Signal an, das ist extrem verzerrt mit komplizierten Schwebungen, umso schlimmer, je näher Du an der halben Abtastfrequenz bist.

Den Offset des AD-Wandlers kannst Du, solange er konstant bleibt, natürlich leicht herauskalibrieren.

mfg. Winfried

Es ist so, das es ja neben dem "echten" Urkilogramm in Paris noch viele andere in den anderen L=E4ndern gibt. Das Problem ist nun, das sich in Vergleichsmessungen herausgestellt hat, das das Verh=E4ltnis der Gewichte dieser Prototypen nicht mehr stimmt. Man kann aber nicht sagen, welcher der Prototypen sich nun ver=E4ndert hat. Die Zeiten, das die Franzosen gesagt haben, unser Prototyp ist richtig und alle anderen snd falsch, sind zum Gl=FCck vorbei.

M=2EW. gilt das aber auch f=FCr die Einheit Strom.

Das Problem besteht aber in der gesamten Messtechnik. Man kann nie eine 100% ige Genauigkeit erzielen. Im Endeffekt wird die Gr=F6sse von verschiedenen Naturkonstanten, wie z.B. der Avogadro-Konstante, die f=FCr die Definition des kg gebraucht wird, auf internationalen Konferenzen festgelegt

M=2EW. betr=E4gt die Leerlauf-Spannung einer neuen Zink- Kohle-Monozelle 1,64 Volt mit einer Abweichung von weniger als 1%. Das reicht schon f=FCr die meisten Hobby- Kalibrierzwecke. Wer es genauer will, kann sich ja mein Weston-Normalelement ausleihen. Ausserdem kann man ja auch die Dienste des Deutschen Kalibrierdienstes (DKD) in Anspruch nehmen. Das ist nat=FCrlich kosetenpflichtig. Gruss Harald

Es geht ja um sehr niedrige Frequenzen beim AC weit unterhalb der Abtastfrequenz. Und die geeichte DC(-"Rechteck" :-) ) gibt man auf auf manueller Zeitskala drauf. Wie es bei hohen Frequenzen dann alles verschwimmt, würde man dann sehen. Ab 20kHz wird ein DMM sowieso nix sinnvolles (mit 2% oder so) mehr anzeigen. Bei HF hat Spannung an sich wegen dielektrischer Feld-Effekte kaum mehr eine präzise Bedeutung - d.h. anderes Thema EM-Leistungsmessung.

Grüsse Robert

"robert" schrieb im Newsbeitrag news:f81mcn$me8$ snipped-for-privacy@news.albasani.net...

Eine Referenzspannung heisst Referenzspannung weil sie die Referenz ist, und ein 16 bit D/A zerhackt die in +/- 1/32768 Stueckchen. Wenn es kein Audio-DAC ist, sondern messtauglich, stimmt das auch auf's

Anspruchsvoller ist der analoge Ausgangstreiber, der dem Sinus so exakt folgen muss, vor allem bei mehr als 50 Hz.

Audio-DACs.

Das muss nicht funktionieren, je nach Messgeraet mag das nur Sinus mit geringstem Klirrfaktor.

Ein recht guter Weg ist ein R&S URV-35-Milliwattmeter mit einem URV-Z51 thermischen Leistungskopf. Man kann das gute Stück mit DC kalibrieren und AC eff bedeutet eben "macht gleich viel Wärme". Der Kopf geht von DC bis 18 GHz.

Damit und mit einem GPS-diszipliertem Frequenznormal kann man eigentlich alle Scopes, Frequenzzähler, Generatoren, Spektrumanalyzer, Abschwächer etc in einem annähernd rückführbarem Zustand halten, allemal gut genug für Pre-Compliance.

(hat mir mal ein befreundeter Inhaber eines Kalibrierlabors empfohlen.)

Wenn Du's schon bis nach Potsdam geschafft hast: Ich bin vorläufig noch in Berlin-Lübars und habe so ein Ding.

Gruß, Gerhard

ps: URV5 / URY sind zu alt für den Z51-Kopf. Die Software kennt ihn nicht.

So etwas habe ich gerade ueber das Weston-Element gelesen: urspruenglich: 1.0191V bei 20 GradC USA: 1.0183V bei 20 GradC Deutschland: 1.01865V bei 20 GradC Haeh? Was soll das ? Gleiche Materialen unter gleichne Bedingungen sollen unterschiedliche Werte ergeben ? Ja, wenn man Umrechnung genauer macht (1.0191 nach 1.01865) mag das gehen, aber jedes Land macht sien eigenes Volt? (tiefergehende Infos meist hinter obskuren Pay-Physikartikel-Protalen versteckt, protektionistisches Gehabe von Grundlagenphysikern gehoert eigentlich in die Steinzeit verbannt.)

Komisch. Sollte eigentlich kein Thema mehr sein, seit man Atome kennt. Heute sollte man doch eigentlich Atome in "beliebiger Menge" einzeln zählen können.

Ob man das eine "Naturkonstante" nennt? Es ist ja (bei Glaube an reale Atome) nur eine willkürliche Zahl ohne echte Einheit. So und so viel Atome einer Sorte ergeben 1kg - könnte man einfach festlegen unabhängig von Paris.

Meine DMMs stimmen Kalibrierzwecke. Wer es genauer will, kann sich ja mein

D.h. es reicht nicht mal aus um ein einfaches 3 1/2 stelliges Voltmeter auf die letzten 2 Digit zu eichen?

Grüsse Robert

könnte man aber als Elektronen / Zeit festlegen.

Gruß, Gerhard

Da Masse = Stoffmenge, kann man die Masse des Ur-Kilogramms ja z.B. anhand der enthaltenen Elementarteilchen angeben. Der Einfachheit halber vielleicht in der Einheit "Ruhemasse des Neutrons". Muß man also nur einmal umrechnen und dann einen der vielen möglichen Meßwerte als "richtig" festlegen. Hat man beim Meter und der Sekunde ja genauso gemacht.

Ich bekomme übrigens leichte Bauchschmerzen, wenn Meter und Sekunde in Form von einmal als richtig *festgelegten* Meßwerten "definiert" sein sollen.

Tatsächlich definiert wurden beide durch die Länge des Urmeters (und das wiederum durch den Erdumfang) bzw. die mittlere Tageslänge. Erst nachdem man merkte, daß diese Festlegungen alles andere als konstant waren, hat man sich ein besseres Bezugssystem gesucht, die alten Normale aus- gemessen und die Meßwerte als neue Normale festgelegt.

Nur ist das halt keine Definition sondern nur eine bessere Variante der ursprünglichen Definition.

XL

MaWin schrieb:

So war das tatsächlich mal, aber man hatte sich schon lange auf die

Gruß Dieter

.=2E.und wie willst Du das tun? Am derzeitigen Prototyp wird "einfach" das Verh=E4lt- nis von Volumen zu Masse bestimmt. Eines der Probleme dabei ist aber z.B. das Der Durchmesser der Kugel nicht =FCberall gleich ist. Es gibt Abweichungen im Nanometer-Bereich.

Eine Naturkonstante ist f=FCr mich eine Gr=F6sse, die durch eine theoretische Formel festgelegt ist. Das heisst aber noch l=E4ngst nicht, das man sie mit beliebiger Genauigkeit bestimmen kann. Wie bereits gesagt, legt man sich nach entsprechenden Vergleichsmessungen in verschiedenen weltweit verteilten Laboratorien, einfach auf einen bestimmten Wert fest, bis man genauere Messmethoden hat.

Dann brauchst Du aber eine h=F6here Aufl=F6sung. Die Messgenauigkeit ist praktisch immer geringer als die Aufl=F6sung. Gruss Harald