ADC-Schaltung im Metallgehäuse: Frage zu Masse und Schutzleiter

Hallo,

Sorry zweiter Anlauf. Mit knode stimmt was nicht...

Ich habe eine Frage zum Thema Schutzleiter und Masse.

In einem Metallgehäuse, welches mit der Schutzerde verbunden ist werkelt ein µC und ein 12 Bit ADC mit vorgeschaltetem Instrumentenverstärker. Ich lese nun 10 Spannungswerte ein und nehme davon den Mittelwert.

Der ADC-Wert, z.B. 1024 ist aber nicht konstant. Vielmehr bewegt sich der Wert um etwa 3-4 Bit um diesen Wert herum. Übrigens gibt es keine Ausreißer (Grubb-Test).

Der Analogteil und der Digitalteil haben getrennte Spannungsversorgungen, die Massen sind direkt unterm ADC zusammengeführt.

Ich habe nun mal die Masse vom Analogteil mit dem Gehäuse verbunden. Und siehe da, die Schwankungen sind viel geringer (1-2 Bit). Soweit alles OK.

Nun aber meine Frage. Ist eine direkte Verbindung OK? Darf man das machen? Welche Gefahren sind möglich? Sollte man beide über einen Widerstand verbinden? Und was passiert, wenn ich mich auflade (diese verdammten Camels ;-) und das Gehäuse berühre?

Fragen über Fragen ... ich weiß.

Gruß Holger

Nachtrag: Es sind nicht 10 sondern 100 Werte. Ich könnte auch 200 oder 1000 nehmen. Das Erscheinungsbild ist gleich!

Gruß Holger

Hallo,

ja ist Netzversorgt mit zwei Spannungsversorgungen je für Analogteil- und Digitalteil.

Gruß Holger

Am 2006-04-06 schrieb Holger Dörschel:

Grundsätzlich: Ja, sie ist erlaubt.

Ja, man darf es machen. Erden darf man im Grunde alles.

Wenn du nun ohne weitere galvanische Trennung, nur über Widerstandsteiler deinen einseitig geerdeten ADC an L1 und L2 des Stromnetzes anschließt, wirst du wohl oder übel einen Erdschluss produzieren, du kannst also nur noch Spannungspotentiale gegen Erde messen.

Du siehst: Es hängt von der Anwendung ab, wofür du deinen ADC verwenden willst. Allgemein wird es aber darauf hinauslaufen, dass die Erdung dich nicht weiterbringen wird und du die Störungen anders beseitigen musst. Die Störungen werden daher kommen, dass deine Leiterbahnen oder Anschlussleitngen wie Antennen wirken und du somit immer einige Mikrovolt Rauschen bekommst. Den ersten Sender hast du mit deinem ADC ja direkt in der Schaltung, wahrscheinlich werkelt da auch noch zusätzlich eine CPU rum, die mit ihren Busleitungen schöne Antennen hat und wenn du Pech hast, hast du dich auch noch für ein Schaltnetzteil entschieden, da liegt der nächste Grund. Eine schlechte Siebung / Spannungsregelung (Schwingen, AC Anteil) birgt weitere Störquellen.

Also: Leite diese HF per Tiefpass (per Hardware!) gegen GND Analog ab, bis da nichts mehr sichtbar schwankt und nimm ein separates, gegen das Metallgehäuse isoliertes Abschirmgehäuse um den (SMD) Analogteil und ein zweites isoliertes um dein Digitalteil, welches du mit dem jeweiligem GND verbindest, wobei die Messspannung symmetrisch zum GND Analog sein muss. Die Leitungsführung zu den Buchsen muss übrigens ebenfalls abgeschirmt, kurz, symmetrisch und möglichst verdrillt und isoliert (mindestens bis 500 V geeignete Isolierung) zum Gehäuse sein, denn GND Analog liegt zum Beispiel, wenn man zwischen L1 und L2 misst auf über

230 V gegen Erde, wenn deine Messpannung symmetrisch zu GND Analog ist! Und: Messleitungen abschirmen. Letzteres wird gerne übersehen, aber wenn man eine 1 m lange Antenne in die Luft hält, sollte man sich nicht wundern, wenn man wundervoll von dem 2 m Band (150 MHz, etwa Flugfunk) Signale empfängt, auch wenn da kein erkennbarer Schwingkreis hinter hängt. Aber selbst bei 7 cm ärgert dich sicher auch schnell mal ein Handy, welches seine Station kontaktiert.

Es ist also schon ein Ding für sich ein Messgerät mit der Auflösung zu bauen. Aber noch etwas wirkt Wunder: Mache den Messeingang so niederohmig wie möglich! Sprich: Wenn du eine 50 Ohm Quelle hast, muss man keine 100 MOhm Messung durchführen, um fehlerfrei zu bleiben, 1 MOhm tut es auch.

Nein, das ist nicht der richtige Weg, denn er würde dir Ströme über den PE leiten, die da nun wirklich nicht hin gehören. Siehe oben.

Nichts, du zuckst nur einen Moment zusammen und ein Funke springt über.

Also: Du siehst, es ist ein Unterschied, ob man eine Erdung braucht (Wie das Metallgehäuse) oder einen störungsfreien Aufbau. Bei 12 Bit sind die Ansprüche gegen Störungen jeglicher Art schon sehr hoch und es bedarf schon einiger Erfahrung und oft auch mehrerer Anläufe um ein Design zu bekommen, welches läuft.

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Mit freundlichen Grüßen 

Jürgen Bors

Am 2006-04-05 schrieb Udo Piechottka:

Die Elektronik ist sekundär nur dann mit dem geerdetem Metallgehäuse verbunden, wenn externe elektrische Signale (hier das Messsignal) galvanisch getrennt in das Gerät gelangt oder es keine externen elektrischen Signale gibt. Geräte, die Batteriebetrieben sind, haben allgemein keinen Schutzleiter, würde aber Grundsätzlich am Problem auch nichts ändern, da er das Gerät mit dem Schutzleiter direkt an das Netz anschließt und so das Netz mit dem Messsignal verbindet.

Ein Schutzleiter (=PE = Potential Earth) ist eine Verbindung zur Erdung des Stromnetzes, alles andere nennt man anders. (Potentialausgleich, Abschirmung, GND)

Womit ja wohl explizit gesagt ist, dass das Gerät am Stromnetz hängt. (Ein PE reicht dafür).

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Mit freundlichen Grüßen 

Jürgen Bors

Hallo,

danke für die Auführungen!!!

Gruß Holger

SELV? Trenntrafo? T-I? Sachmermal fast alles...

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mfg Rolf Bombach

Juergen Bors schrieb:

Manches muß sogar geerdet werden. zB Leichen.

Vergiftung des Grundwassers.

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gruß hdw

Am 2006-04-10 schrieb Rolf_Bombach:

Einverstanden.

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Mit freundlichen Grüßen 

Jürgen Bors

Holger Dörschel wrote: he da, die Schwankungen sind viel geringer (1-2 Bit). Soweit alles OK.

Also bin mir nicht sicher aber ich vergleich das jetzt mal mit unseren SPS im geschäft.

Die haben wir auch aus emv gründen an den Schutzleiter angeschlossen. Das scheint kein Problem zu sein. Du darfst nur nicht auf die Idee kommen eine VDE Isolationsmessung deines Schutzleiters zu machen, denn das könnte dein µProz zerstören. 500V eben.

Wie es jetzt aber mit statischer aufladung aussieht weiß ich aber auch nicht.

Gruß

Manuel