Messung nicht-sinusfrmiger Wechselgren

Hallo,

meinen alten 40-W-Lötkolben habe ich vor Jahrzehnten mit einer überbrückbaren Diode ergänzt, mit der sich eine Netz-Halbwelle abschalten lässt, was die Leistung reduziert auf etwas über 20 W, da der Heizwiderstand niederohmiger wird, wenn er nicht so heiß ist.

Diesen Effekt wollte ich nun nachmessen mit

Energiekostenmessgerät EM0001 Kreuzspul-Leistungsmesser (beide brachten die erwarteten Ergebnisse) Drehspul-Multimeter UNI7 Digital-Multimeter UT61B (kein echter Effektivwertmesser)

Drehspul-Multimeter und Digital-Multimeter, DC-Bereiche:

Messwerte in DC-Bereichen: 83 mA 102 V

Zu berücksichtigen ist der Formfaktor des halben Sinus mit je Pi/2:

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0,083 A * 102 V (Pi/2)² = 20,9 W (plausibel)

Nun die Gegenprobe mit Drehspul-Multimeter, AC-Bereiche:

136 mA 178 V

Drehspul-Multimeter messen den Gleichrichtwert (= arithmetischer Mittelwert der Beträge der Momentanwerte). Die Skale beinhaltet den Formfaktor Pi/2/sqrt2=1,11, damit der Effektivwert angezeigt wird.

Um die Effektivwerte zu erhalten, ist Strom und Spannung zunächst durch den Formfaktor zu teilen und dann mit dem schon eingeführten Formfaktor für Halbschwingungen Pi/2 zu multiplizieren. Also erst zurück zu den Gleichrichtwerten und daraus die Effektivwerte:

2*sqrt2/Pi * Pi/2 = sqrt2

Da Strom *und* Spannung zu multiplizieren sind, kommen wir zum Faktor 2:

0,136 A * 178 V * 2 = 48,4 (viel zu hoch!)

Mit dem Digital-Multimeter, DC-Bereiche ergibt sich entsprechend:

0,1002 A * 124 V * 2 = 24,8 W (zu hoch!)

Was mache ich falsch?

Kurioser Weise ergibt die unkorrigierte AC-Messung des Digital-Multimeters von Halbwellenstrom und Vollwellenspannung einen plausiblen Wert:

0,1002 A * 226,3 V = 22,7 W

Wahrscheinlich kommt auf diese Weise das Energiekosten-Messgerät ebenfalls zum richtigen Ergebnis - nur hätte ich es eben gern verstanden.

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Gruß Werner
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Werner Holtfreter
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Nimm' doch von Anfang an Dreheiseninstrumente oder True-RMS-Messgeräte oder einen Oszi und rechne:

P=1/T*sqrt(integral((us*sin(wt))^2dt von 0 bis PI)) *

1/T*sqrt(integral((is*sin(wt))^2dt von 0 bis PI))

oder willst Du Dir von hinten Durch die Brust ins Auge schießen?

mfG Leo

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Leo Baumann

Aber wenn Du richtig drehspul-gemessen hast sollte dieses richtig sein.

mfG Leo

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Leo Baumann

Ich nehme an, DA ist ein Spitzen-Gleichrichter drin und die Skala erwartet Sinus-Verläufe.

Das wird wohl ein Gerät nach dem Dual-Slope-verfahren sein. Das orientiert sich vor der Digitalisierung auch am Spitzenwert der / des anliegenden Spannung / Stroms.

Wenn Du ungeeignete Messgeräte verwendest und das ausrechnen willst, musst Du die Messgeräte ersteinmal total analysieren, wie die wirklich arbeiten.

mfG Leo

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Leo Baumann

Am 29.12.2012 08:36, schrieb Leo Baumann:

Und dann kommt noch dazu das die Netzspannung meistens kein reiner Sinus mehr ist. D.h. alle Berechnungen die von einem reinen Sinus ausgehen sind nicht mehr korrekt.

Gruß, Christian

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Christian Karsten

Ja, die Netzspannung ist in den letzten 20 Jahren ziemlich verbeult.

mfG Leo

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Leo Baumann

Am Sat, 29 Dec 2012 06:22:43 +0100 schrieb Leo Baumann:

Ich weiß, wie ich zu richtigen Ergebnissen kommen könnte, wenn ich sie nicht schon auf Grund einer einfachen Überlegung hätte:

50 % der Leistung bei Halbwellenbetrieb, da die Hälfte der Zeit keine Leistung auftritt.

Nein, ich will wissen, was die verschiedenen Messgeräte anzeigen und wie deren Anzeige ggf. umgerechnet werden muss, um zu einem sinnvollen Ergebnis zu kommen.

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Gruß Werner
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Werner Holtfreter

Am Sat, 29 Dec 2012 13:14:54 +0100 schrieb Christian Karsten:

Die Verbiegung des Sinus ist deutlich aber gegenüber Halbwellenbetrieb doch eher nachrangig.

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Gruß Werner
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Werner Holtfreter

Dat sach ikk Dir!

Ich brauche hier eine Leselampe. Ich wollte nicht so sein und mich neuem verschließen, also mal GU10 gekauft. Der blanke Schrott, drei in kurzer Zeit kaputt. Jetzt betreibe ich eine auf Halbwelle, das geht. Dann eine E14 gekauft, eine 30 Stunden, eine 10 Stunden und soeben eine keine halbe Stunde gehalten. Ich erinnere mich, im Probebetrieb zwei Hochvolt Halogen eines Projektors in Minuten zerschossen zu haben, die 15 Stunden halten sollen. Da ist doch was nicht in Ordnung?! Ich werde wohl doch mal die Kurvenlehre anlegen müssen! 236 sagt der Digipol.

Carsten

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Dummheit ist nachhaltig
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Carsten Thumulla

Das Problem ist, Du weisst nicht was die verschiedenen Geräte anzeigen von dem gemessenen Wert. Nur bei Drehspulinstrumenten kannst Du sicher sein, dass es der arithmetische Mittelwert ist.

Das siehst Du ja schon an Deinen Vergleichen.

mfG Leo

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Leo Baumann

Am 29 Dec 2012 04:40:23 GMT schrieb Werner Holtfreter :

Ketzerische Idee:

Vielleicht hat der Hoch-Präzisions-Lötkolben einfach nicht genau 40W? Wie frech!

CNR, Marc

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Marc Santhoff

Das ist wahr.

Das ist nicht wahr. Ein reales Drehspulinstrument ist nämlich immer auch ein Filter.

Übrigens genau wie ein digitales True-RMS-Gerät auch...
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Heiko Nocon

Ja, aber die Grundwelle ist hier im Problem nur 50 Hz. Allerdings weiss ich nicht wie weit die verschiedenen Drehspulinstrumente im Frequenzbereich gehen.-

Übrigens mein selbstgebautes True-RMS-Gerät arbeitet bis 120 KHz bei einem Crestfaktor von 6. Dreheiseninstrumente werden das natürlich nicht erreichen.

mfG Leo

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Leo Baumann

Am 29 Dec 2012 04:40:23 GMT schrieb Werner Holtfreter :

Ketzerische Idee:

Vielleicht hat der Hoch-Präzisions-Lötkolben einfach nicht genau elktrische 40W? Oder womöglich ist die Heizspirale induktiv? Wie frech!

CNR, Marc

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Marc Santhoff

Am Sat, 29 Dec 2012 19:21:52 +0100 schrieb Leo Baumann:

Was begrenzt da? Die Sättigung des Eisens?

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Gruß Werner
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Werner Holtfreter

Nein, da ist ein Chip von Analog Devices drin der eine fo hat. :-)

mfG Leo

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Leo Baumann

Am Sat, 29 Dec 2012 19:50:22 +0100 schrieb Leo Baumann:

Leo, ich schrieb doch von Eisen! Also was begrenzt den Scheitelfaktor des Dreheisenmesswerks?

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Gruß Werner
Reply to
Werner Holtfreter

Ich nehme nicht an, dass ein Dreheisenmessgerät so gebaut ist, dass es bis in die Sättigung des Kerns ausgesteuert wird.-

Wir sprachen ja auch von der Bandbreite:

Die Bandbreite sollte begrenzt sein durch die Remanz und den Blindwiderstand..

Allerdings habe ich mich mit Dreheisenmessgeräten nicht besonders beschäftigt, zumal ich weiss, dass die bei einigen hundert Herz versagen, weshalb man dann als nächstes zu Thermowandlern übergegangen ist.

mfG Leo

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Leo Baumann

Am 29.12.2012 20:46, schrieb Werner Holtfreter:

Solange es mit keinen Rauchzeichen Überlast signalisiert und die Anzeige sinnvolle Wert zeigt, hat ein Dreheisen keine Probleme und schon garnicht mit dem Scheitelfaktor. ;-) Als Betriebsinstrument ist ein Dreheiseninstrument an Zuverlässigkeit kaum zu toppen.

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Bei der üblichen minimalen Verwendung von Ferromaterial fährt auch nichts in die Sättigung. ;-)

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mfg hdw
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Horst-D.Winzler

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