TRMS-Voltmeter für niedrige Frequenzen

Ich möchte mir die Effektivspannung einer leicht verzerrten Sinus-Spannung mit Freuqenz im Bereich 20-30 Hz anzeigen lassen. Die besonders interessanten Werte werden im Bereich 5-7 Volt liegen - aber es sollen auch Messungen im Bereich um 20 Volt und 200mV erfolgen. Insbesondere die

5-7 Volt Messung soll auf ein Hundertstel Volt genau erfolgen. Nett wäre es, wenn gleichzeitig die Frequenz auf ein Zehntel Hz genau angezeigt werden könnte. In Umschaltmomenten können auch kurze Spannungspeaks im Bereich um 100 Volt auftreten. Das Gerät soll an einem kleinen Serienprüfstand verwendung finden.

Bisherige Versuche mit verschiedenen besseren TRMS-Multimetern (Voltcraft M4660M, GMC29S, Metrix MTX3282) waren unbefriedigend. Diese Geräte messen zwar prinzipiell genau genug (insbesondere die letzten beiden), sind aber nicht für derart niederfrequente Signale geeignet. Je nach Phasenlage eines einzelnen Messvorgangs schwankt erwartungsgemäß das Ergebnis. Die hundertstel Volt springen um +/- zwei bis drei Stellen - was anstrengende Mittelwertbildung durch den Nutzer nötig macht. Das MTX3282 kann das zwar durch gleitende Mittelwertbildung ausgleichen, es dauert dann aber "ewig", bis das Ergebnis nach dem Sprung Null Volt auf die zu messende Spannung stabil ist (zudem ist die Ablesbarkeit auf dem Display des MTX3282 bescheiden).

Sicherlich läßt sich das Problem mit AD-Wandler und Software erschlagen. Gibt es aber vielleicht doch ein Digital-Voltmeter, das gut mit niederfrequentem AC zurecght kommt und genaue Ergebnisse liefert?

TIA Andreas

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Andreas Oehler
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Andreas Oehler schrieb:

AD737 z.B.

20 Hz sollten kein Problem sein. Auf den hinteren Seiten gibt es eine Konfigurationstabelle für niedrige Frequenzen. DC-Kopplung ist aber auch machbar.
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MfG

Frank

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Frank Scheffski

Würde ich auch so sehen. ADC müsste imo zumindest 14bit haben (11bit brauchst Du schon allein für 20V mit 0.01V auflösen) + Genauigkeit der Berechnung im uC...

Als Fertiggerät würden mir da spontan so Dinge wie LeCroy, Agilent & Co einfallen. Spilen alle aber in der 4stelligen Liga.

Ich würde das mit einem ADC+uC+LCD erledigen. Augenmerk auf Aufbau und Versorgung ist sicherlich zu legen.

10mV Genauigkeit 'san ka Brösel'...

Heinz

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Heinz Liebhart

Wed, 07 Feb 2007 19:36:59 +0100, Frank Scheffski:

Danke. Bei Analog gibt es ja haufenweise Infos zum Thema! Wo bekäme man schnell und unkompliziert Muster oder besser Evaluations-Platinen her? Spoerle?

Andreas

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Andreas Oehler

Nehme doch ein Oszi und ein wenig Mathematik. Digioszi's mit Computeranschluss sind hier durchaus praktisch, ansonsten geht auch was mit abzeichnen.

So wie dein Posting aussieht, hast du eh eines rumstehen und musst nur die Fl=E4chen unter der Kurve ausrechnen und ein wenig weiter umformen.

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Stefan Engler

... .

Ohne Frequenzangabe AFAIK das HP (äh nun Agilent?) HP3468A, ist allerdings eine Tischgerät...

Die Rohdaten zu

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sollte ich noch irgendwo haben. Habe aber leider keinen Zugriff mehr auf das Meßgerät.

Olaf

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Olaf Schultz

Andreas hat mit dem ,,leicht'' verdellten Sinus ,,leicht'' untertrieben (Zumindest wenn er seine Quellen im Leerlauf messen will:-)

Olaf

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Olaf Schultz

Da ist das GMC29s nicht weit von weg... Singer Aachen für HP? Oder die e-bucht. Da ist mir mal ein HP3325A aufgefallen, war damals aber zu geizig...

Olaf

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Olaf Schultz
7 Feb 2007 12:18:54 -0800, Stefan Engler:

Ich hab einen Meß-PC mit schneller AD-Wandler-Karte und passend modifizierbarer Software. Ich würde aber für die geplanten Prüfstände gerne etwas simpleres verwenden. Es soll schließlich von angelernten Montage-Hilfskräften in der Serienproduktion verwendet werden - da ist ein Gerät mit robustem Gehäuse, wenig "Knöpfen" und einem eindeutig ablesbaren Meßwert ziemlich wichtig. Möglichst sollte das Gerät bei Defekt innerhalb

48h ersetzbar sein.

Andreas

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Andreas Oehler

Wed, 07 Feb 2007 23:30:10 +0100, Olaf Schultz:

Danke - die naheliegendste Quelle für relevante Infos zum Thema hatte ich natürlich übersehen...

Deine Diagramme zeigen statische Abweichungen. Aber: Wurden die für die Kurven verwendeten Werte stets "sauber" dargestellt oder schwankten die Meßwerte wild in den letzten Digits und der Meßknecht hat per scharfem Hinsehen gemittelt? Ein fixer, frequenzabhängiger Fehler würde mich hier nicht (so sehr) stören. Aber wenn die Hundertstel Volt bei 20 Hz stets +/-

2 Digits hoch und runter schwanken ist das für den Prüfstand-Bediener unzumutbar. Ähnlich genaue Multimeter wie das neue, schicke Metrix MTX3282 und das eher altbackene GMC29S verhalten sich da unterschiedlich. Beim Metrix wird man ganz wirr im Kopf vom längeren schaun auf die flackernden Werte (egal ob mit oder ohne zugeschalteten Tiefpass), beim GMC wäre das Ablesen fast zumutbar.

Konnte man bei dem HP3468A die Samplerate verstellen oder die Mittelwertbildung geeignet beeinflussen?

Andreas

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Andreas Oehler

Hallo Andreas,

Die Frage stellt sich doch, ob die hundertstel Volt noch von Relevanz sind. Die digitalen Anzeigen täuschen eine Genauigkeit vor, die meist weder erforderlich noch gegeben ist.

Marte

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Marte Schwarz

Thu, 8 Feb 2007 09:52:34 +0100, Marte Schwarz:

Sie sind relevant.

Eben habe ich aber eingrenzen können, daß ein Großteil der Anzeigeschwankung *nicht* durch ungünstig arbeitende Multimeter bedingt ist, sondern doch durch Drehzahl-/Frequenzschwankungen mit folgender Spannungsschwankung auf dem neuen Prüfstand. Entweder flattert der Zahnriemen oder der Frequenzumrichter der Motorsteuerung regt den Motor zu irgendwelcehn Drehschwingungen an :-(

Andreas

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Andreas Oehler

In vielen solchen digitalen Meßaufbauten sampelt man dann nicht mit konstanter Frequenz sondern abgestimmt auf Drehzahl. "Modal analysis" ist zwar schiefer Begriff aber würde aber bei google zusammen mit "Motor" wohl zu solchen Applikationen führen.

Letztlich führt tiefe Frequenz, hohe Genauigkeit und solche speziellen Randbedingungen zu Controllerboard + Software.

MfG JRD

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Rafael Deliano

#U soll=1 V TRMS, 14.06.01 am HP-Generatur, 50 Ohm, Oszi-verglichen # 8030-3 HP GDM-705 #f sin rect sin recht sin recht

4 0.95 0.97 0.90 0.92 0.925 0.94 5 0.97 0.988 0.94 0.93 0.9749 0.965 8 0.986 0.9967 0.97 0.986 0.983 0.993 10 0.9901 0.9985 0.98 0.97 0.993 1.000 20 0.996 1.0015 0.993 1.0005 1.005 1.013 25 0.9969 1.0017 0.9956 1.001 1.007 1.013 30 0.9961 1.002 0.995 1.00147 1.000 1.013 40 0.9967 1.0021 0.9963 1.00193 1.009 1.015 50 0.9981 1.0024 0.9978 1.00228 1.011 1.015 10e1 0.9988 1.0025 0.9986 1.00258 1.011 1.015 25e1 0.9991 1.0026 0.9988 1.00247 1.011 1.015 50e1 0.9996 1.0022 0.99908 1.0023 1.011 1.015 75e1 0.9997 1.0021 0.99921 1.00232 1.011 1.015 10e2 1.0000 1.0017 0.9994 1.00224 1.011 1.016 25e2 1.0003 1.0000 0.99982 1.00187 1.011 1.015 50e2 1.0005 0.9970 1.00018 1.00103 1.007 1.015 75e2 1.0002 0.9940 1.00025 1.00028 1.003 1.017 10e3 0.9999 0.9897 1.0003 0.9984 0.999 1.015 25e3 0.9943 0.9712 1.0013 0.99349 0.991 1.031 50e3 0.9775 0.9397 1.0042 0.98525 0.991 1.045 75e3 0.953 0.9064 1.0024 0.97695 1.013 1.054 10e4 0.9235 0.8732 1.0037 0.9689 1.049 1.085 25e4 0.7848 0.7203 1.0069 0.9235 0.925 0.887 50e4 0.709 0.6413 0.8555 0.7756 0.023 0.016 75e4 0.4585 0.3977 0.40445 0.3487 0.007 0.009 10e5 0.2529 0.2156 0.291 0.20738 0.001 0.009

Hatte wohl vergessen zu schreiben, daß ich die Amplituden exemplarisch mit einem HM604 kontrolliert hatte... das 8030-3 muß wohl HM8011-3 heißen...grumpf. Irgendwo sollte noch der Papierzettel sein...

Hm, weiß ich nicht mehr. AFAIR, ist ja schon länger her, war die Anzeige stabil.

Hatte Singer oder Agilent nicht pdfs der Datenblätter...

Olaf

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Olaf Schultz

Hallo,

lies doch mal nach wie hoch die Genauigkeit des Gerätes ist im Bereich für die 5 bis 7 Volt, bei Wechselspannungsmessung und Effektivwertanzeige von Frequenzen im Bereich von 20 bis 30 Hz.

Womöglich schafft das Gerät auch bei 20 +- 1 °C und weniger als 24 Stunden nach dem Kalibrieren die gewünschte Genauigkeit nicht, ebenso alternative Geräte nicht.

Bye

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Uwe Hercksen

Andreas Oehler schrieb:

Da käme eventuell ein PLL-Trick in Frage. Entweder als Frequenz- multiplizierer oder direkt als F-V Umsetzer, Siehe die Appnote AN-210 von natsemi.

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mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

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