AC-Spannungsmessung über Trafo?

Hallo,

ich müsste eine Spannung (0-275v, 50Hz, Sinus) messen bei gegebener und sicherer Potentialtrennung. Meine erste Idee dazu war es, einfach einen 230v/6v 0,5VA-Trafo dafür, zu nehmen.Das Übersetzungsverhältnis ist zwar nicht präzise, aber nach einem einmaligen Abgleich müssts doch hinreichend gut (1%) passen? Lieg ich damit evtl. falsch und gibt es irgendwelche nichtlinearen Anteile daran? Soll man den Trafo eher hochohmig abschließen (OPV-Eingang) oder eher niederohmig (Nennlast bei max. Spannung)? Dahinter käme ein Spannungsteiler (gibt eben keine 1v-Trafos...) und dann ein aktiver Gleichrichter, danach ein ICL7107 für die 3-stellige Digitalanzeige _und_ (Kombiinstrument) ein Drehspulinstrument.

Ginge das Gleiche noch akzeptabel bei 0-48v ebenfalls mit einem

230v-Netztrafo?Evtl. lässt sich ein 115v-Trafo beschaffen, aber 48v-Netztrafos gibts eben keine :/

Wenn das mit nem Netztrafo gut genug ginge würde das einige Kosten ersparen (Alternativprogramm wäre ein ADC mit getrennter Versorgung auf der "heissen" Seite und digitale Übertragung über optos, und danach ein DAC um das Drehspulinstrument zu betreiben...)

Gruß, Robert

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Robert Obermayer
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Robert Obermayer schrieb:

=20

=20

Hallo,

nat=FCrlich den Trafo m=F6glichst hochohmig belasten. Das wird aber etwas= =20 nichtlinear weil das Eisen im Magnetkreis sich nun mal nichtlinear verh=E4= lt.

In der Praxis benutzt man zwar h=E4ufiger Stromwandlertrafos zur Messung =

von Str=F6men, aber Spannungswandeltrafos gibt es auch, man benutzt sie=20 aber eher f=FCr Spannungen von etlichen kV.

Bye

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Uwe Hercksen

Hallo Robert,

Wenn das Deine Quelle zulässt, also niederohmig genug ist und die Isolation des Trafos ausreichend ist, dann sollte dem nichts im Wege stehen.

Am Übersetzungsverhältnis sollte sich über die Laufzeit nichts ändern.

Solange der Trafo nicht in die Sättigung geht, sollte da nichst schief gehen (begrenzen tut hier die Spannungs-Zeit-Fläche)

Aber sicher doch. Du willst doch Spannungen messen, nicht Innenwiderstände.

Je nach Genauigkeit könnte es interessant sein, eine möglichst hohe Sekundärspannung zu nehmen und dann einfach eine normale Diode... (nicht hauen, duck... ;-)

Warum nicht? die Spannungs-Zeit Fläche wird kleiner, also unkritischer.

Und Du bist sicher, dass das mehr Aufwand ist? Den DAC kannst Du Dir zugunsten eines zweiten OK schenken, den Du direkt mit PWM aus dem µC versorgst, den Du als AD verwendest. Einen entsprechenden µC kannst Du ja direkt aus der Messspannung versorgen (falls es wirklich bis 0 messen soll muss da eben ein Minitrafo hin), so hochohmig scheint Deine Quelle ja nicht zu sein. Im Zweifel schau mal bei

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vorbei. Die haben einen SD-Wandler mit Isolationsstrecke. Was rauskommt kann gleich als PWM verstanden und geglättet werden, oder mit einem µC / FPGA interpretiert werden (digitale Filter und so...) Das macht bei Dir dann nicht wirklich viel Aufwand drumherum.

Marte

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Marte Schwarz

"Robert Obermayer"

nehmen.Das Übersetzungsverhältnis ist zwar nicht

passen?

daran?

Nichtlinear ist das sogar sehr. Aber das kannst du mit einem parallelen komplexen Widerstand (R,L und C) kompensieren. Das geht genauso wie man das bei bestimmten Temperatursensoren macht. Aber ich weiß nicht wie das mit der dann um gesetzten Leistung aussieht. Bei Temperatursensoren liegt das ja nur im mA-Bereich.

Aber du hast uns ja noch nicht verraten wie du die Datenverarbeitung machst. Wenn du "rechnen" kannst ist das linearisieren ja überflüssig, dann kannste besser paar Testspannungen nehmen und per Cauchydingensverfahren eine Funktion bilden. Hochohmig abgreifen haben andere ja schon gesagt. Am besten einen Spannungsfolger benutzen.

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Markus

Die Quelle leistet max. 2kVA Dauer, sollte also gut reichen. Ja, gehört zu nem Trenn/Stelltrafo. Spezielle Anwendung hier weil 3 Ausgänge schaltbar: 0-275v 10A netzverbunden, 0-275V 4A Netzgetrennt, 0-40v 10A neztgetrennt. Umschaltung ziwschen den Ausgängen schaltet eben das Messinstrument mit, wegen der nötigen Netztrennung wollte ich jedem Ausgang seinen Wandlersatz (Strom läuft über einen 50Hz-Stromwandler von Coilcraft) geben und auf dessen Sek. Seite schalten.

Gut.

Da muss ich mal sehen was der Trafo zu 275v sagt, ich vermute er tuts noch (steht nominal 240v 45-65hz drauf).Wenn nicht muss ich mir was einfallen lassen oder eben sehen wo ich einen zweiten 380v/24v 1,5VA Trafo herbekomme.Der stammte aus ner Heizungssteuerung.

Mal schaun, sieht net so berühmt aus da noch auf die gewünschte Genauigkeit zu kommen.Naja, n TL082 ist ja nicht sonderlich teuer.

Ist halt ne Einzelentwicklung...

2 C> Aber du hast uns ja noch nicht verraten wie du die Datenverarbeitung

Hab ich das nicht verraten? Ich hab doch was von einem ICL7107 geschrieben... Spannung vom Trafo -> aktiver Gleichrichter -> ICL7107 -> Display. Zumal ich so direkt nicht verstehe was an einem Trafo sonderlich nichtlinear sein soll, Uaus hängt ja eigentlich nur von N1/N2 ab, unterhalb der Sättigungsgrenze natürlich.

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Robert Obermayer

Wie stark darf man die zu messende Spannung belasten? Ich hätte jetzt einen stärkeren Trafo genommen. Alle Trafos haben Leerlauf- verluste aus Eisen- (Hysterese und Wirbelströme) und Kupfer- verlusten (ohmscher Wicklungswiderstand). Letzterer ist bei den Winzdingern sehr hoch, und der ist dann auch noch temperaturabhängig, 0.3%/K oder dergleichen. Ansonsten sind die Eisenverluste insofern egal, als sie halt von der Spannungsquelle "bezahlt" werden. Um Sättigungs- problemen aus dem Weg zu gehen würd ich einen mit 400V Eingang (gibts) nehmen. Trafos gehen bei Nennspannung etwas in Sättigung aufgrund von "Optimierungen" ;-), und bei dem hohen ohmschen Anteil bei Winztrafos wüsste ich dann nicht, wie stark das ärgern könnte.

--
mfg Rolf Bombach
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Rolf_Bombach

Rolf_Bombach schrieb:

Einfacher ists zwei 230V Trafos in Reihe zu schalten.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

"Robert Obermayer"

sein soll, Uaus hängt ja eigentlich nur von N1/N2 ab,

Die Nichtlinearität kommt IMHO hauptsächlich aus den rein Ohmschen Verlusten der Spule. Aber diese Nichtlinearität dürfte eigentlich nur dann auftauchen, wenn die Sekundärspule belastet wird. Wenn du die sehr hochohmig abgreifst dürfte das keinen Einfluss haben. Mich interessiert das Thema zufällig auch gerade. Ich mache gleich mal mit meinem Stelltrafo eine kleine Messreihe dazu und poste die dann hier. Dann wissen wir es genau. ~22 Uhr

MfG,

Markus

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Markus

Stromquelle liefert bis 10A, also mehr als ausreichend belastbar. Ich hätte

Ok, also brauch ich noch nen zweiten 400v, oder evtl. auch 2 gleiche... Hab noch einen 380v/24v aus ner Buderus-Heizungssteuerung (man soll nix wegwerfen!) aber keine Ahnung ob der noch tut.Wo man so etwas auf die Schnelle bekommt weis ich auch nicht unbedingt... Oder ich schalt 2 230v-Trafos Pri-seitig in Serie und sek-seitig parallel.Wäre wirtschafltich kein Problem, brauch das Ganze 2x und kleine Printtrafos kosten beim P... wirklich nicht viel.

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Robert Obermayer

sein soll, Uaus hängt ja eigentlich nur von N1/N2

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U_prim_billig-MM U_sekundär teures-MM U_sekundär billig-MM Ausgleichsgerade Abweichung in % mal 10

18,05 0,929 0,6 0,983594203 0,587666339 7,25 0,366 0,1 0,395072464 0,794329611 10,3 0,519 0,2 0,561275362 0,814554187 30,2 1,519 1,2 1,645681159 0,83397735 36,9 1,958 1,6 2,010782609 0,2695741 51,7 2,775 2,35 2,817275362 0,152343648 73,8 4,015 3,6 4,021565217 0,016351725 107,8 5,87 5,4 5,874318841 0,00735748 140,1 7,54 7,1 7,634434783 0,12524507 197,8 9,73 9,2 10,77866667 1,077766358 240 10,485 10 13,07826087 2,47330555 250 10,58 10,1 13,62318841 2,876359552 265 10,74 10,25 14,44057971 3,445604944

MfG,

Markus

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Markus

"Markus"

sein soll, Uaus hängt ja eigentlich nur von N1/N2

Wenn du wirklich bis 400V~ _linear_ anzeigen möchtest sieht es wohl so aus als müsstest du ganze 4 Trafos in Reihe schalten ;-)

MfG,

Markus

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Markus

Hallo Markus,

Vielen Dank schon mal vorab, aber ich hätt da ne Bitte: machst Du uns das noch einmal aber ein bischen sinnvoller?

Warum misst Du uns die Eingangsspannung nur mit dem billischen Teilschen und nicht genau? Was hier schon falsch gemessen wird, macht ein gutes MMM am Ausgang auch nicht mehr besser. Dann wäre es auch schön, wenn wir wüssten, wie die MM denn genau heissen, damit wir uns ein Bild davon machen können, was da gemessen wurde und wie sehr man den Werten vertrauen kann.

Sieht aber schwer danach aus, dass das Teil erheblich unterdimensioniert ist und bei 230 V wohl schon erheblich ausserhalb des linearen Bereich betrieben wird. Dass es aber schon bei 150 V derartig abgeht, verwundert mich schon ein bischen. Mal schauen, ob ich am WE eine Messung hinzusteuern kann (interessiert mich dann schon auch...)

Marte

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Marte Schwarz

"Marte Schwarz"

Abweichung in % mal 10

nicht genau? Was hier schon falsch gemessen wird,

Mich interessiert doch nur die Abweichung und ich glaube den OP auch, dafür reicht das ja. Mal abgesehen davon sieht man im unteren Bereich sehr schön die Fehler die allein durch die Digits des billig-MMs entstehen. Oder aber der Trafo verhält sich wirklich so komisch... Außerdem habe ich nur ein einziges teures MM (für 79 DM ;) die anderen beiden sind für 2 Euro vom real,-

wir uns ein Bild davon machen können, was da

s.o.

MfG,

Markus

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Markus

Hallo,

ich glaub ich leg morgen mal eine Messreihe mit sinnvollem Material auf. Opfer ist ein ERA 230v/15v 1,8VA der noch da ist, und so er denn funzt der 380v/24v. Vorhandene Messgeräte: Keithley 173A, Metrawatt metrahit 15s, paar billige Geräte (VC300 solar,

2x PM334, FX88-MX). Vermutlich nimm ich das Metrawatt auf der Priseite, da akkubetrieben. Spannungsquelle Stelltrafo 0-275v 10A.

Zusätzlich mal sehen wie es bei Belastung aussieht, und wie es mit Temperatur/Zeitdrift aussieht.

Gruß, Robert

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Robert Obermayer

Hallo Markus,

nicht wirklich !?!

Wie hießen die noch gleich?

Marte

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Marte Schwarz

Besten Dank. Übersteigt ja noch meine Befürchtungen. Allerdings zeigt die Messung, dass deine Theorie nicht zutrifft. Das DMM stellt ja praktisch keine Belastung dar. Die Abweichung kommt von Sättigungseffekten, welche einen Spannungsabfall am ohmschen Widerstand der Primärwicklung verursachen. Wie stark war der Trafo? Einskommairgendwas Watt? Wirds besser mit einem etwas stärkeren Trafo?

--
mfg Rolf Bombach
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Rolf_Bombach

Hallo Robert,

Ein 230V Trafo duerfte bei 275V schon tief in der Kernsaettigung sitzen und wird damit nicht-linear. Billige fangen das schon bei der Nennspannung an.

Ich nehme fuer so etwas Trafos mit deutlich mehr zulaessiger Eingangsspannung als maximal vorliegt. Das ist fuer uns natuerlich einfacher als fuer Euch, denn wir haben ein 120V Netz und da nehme ich einfach 230V Trafos. 60Hz helfen auch.

In Deinem Fall koennte man entweder herunterteilen oder zwei baugleiche Trafos mit den Primaerwindungen in Serie verwenden.

Hochohmig, dann faellen Streuinduktivitaet und Ohm'sche Verluste weniger ins Gewicht.

Gruesse, Joerg

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Joerg

nehmen.Das Übersetzungsverhältnis ist zwar nicht

passen?

daran?

Hier kam bis jetzt kein Widerspruch?!

Markus, wie willst Du mit linearen Bauteilen R,L,C etwas nichtlineares kompensieren? NL ist hier doch gemeint, dass das Übersetzungs- verhältnis eines Trenntrafos von 220:6 bei irgendwelchen Spannungen davon abweicht - bei unbelastetem Trafo.

Du schriebst "Nichtlinear ist das sogar sehr". Was meinst Du damit?

Norbert

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Norbert Hahn

Norbert Hahn schrieb:

Irgendwann ist man es leid, auf jeden von Markus' Ergüssen zu antworten... :-)

Markus hat da anscheinend Frequenzgang und Spannungsübertragungskennlinie durcheinandergebracht. Ersterer ist bei netzsynchronen Spannungen denkbar uninteressant.

Gruß Henning

--
henning paul home:  http://www.geocities.com/hennichodernich
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Henning Paul

Hallo,

Hier mal meine Messungen an einem 1,8VA-Trafo von ERA, 230v/15v.

Die Abweichungen sind seltsamerweise viel geringer als das vom Makus gemessene... Verwundern tut mich v.a. die Abweichung am Anfang (Fitkurve ca. bei 120v gerechnet).

Also nochmal verwendeter Schrott: Messung am Eingang: GMC Metrahit 15s Ausgang: Keithley 173A Stromquelle Stelltrafo Lastimpedanz: bis 3v U_out 10^9 Ohm, drüber 10^6 Ohm.

Hier gibts das Diagramm (ca. 100kb):

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Gruß, Robert

Reply to
Robert Obermayer

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