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Thema: Spannungen bis ca. 750 Volt messen

  1. #1

    Spannungen bis ca. 750 Volt messen

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    Hallo,

    ich habe ein Problem und weiß da nicht so ganz weiter. Ich muss eine Gleichspannung messen, die vermutlich zwischen 200Volt bis 600Volt liegen wird. Eine maximale Spannung von 750 Euro lege ich mal fest, um auf Nummer sicher zu gehen. Das ganze soll möglichst verlustfrei ablaufen.
    Mein Problem ist, dass ich keine Ahnung habe, wie ich das realisieren soll (Spannungsteiler?) und auch noch galvanisch getrennt halten soll.
    Messbereich wäre 0-5V, ein AD-Wandler mit I²C (AD799 erledigt das für mich mit 12bit.
    Hat da jemand vielleicht was im Hinterkopf oder kann mir einen Tip geben?

    Danke

    Michael

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    mh von was für einer Leistung redest du, dh musst du nur die Spannung messen, oder fließt auch ein Strom? In diesem Fall könnte ich dir eine Magnetfeldmessung empfehlen. Rein theoretisch könnte man das auch mit nem Shunt machen, hochohmiger Shunt erzeugt einen Stromfluss, diesen Stromfluss kann man dann über sein statisches Magnetfeld mit einem Hallsensor messen und wieder auf die Spannung zurückrechnen, das wäre dann natürlich galvanisch getrennt.
    Sonst könntest du versuchen, die Messplatine über Transformator und Optokoppler galvanisch getrennt zu versorgen und einen Spannungsteiler nehmen, um die Spannung zu messen.

  3. #3
    Hallo,

    danke erstmal für die schnelle Antwort!
    Ich muss reine Spannung messen. Den Strom werde ich mithilfe von Hall-Sensoren von LEM messen.
    Dein Beispiel für die Spannungsmessung mit dem Hall hört sich auf jedenfall auch gut an. Wäre eine Möglichkeit.
    Werde das mal ins Auge fassen.

    Gruß

    Michael

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Eine Spannungsmssung über den Umweg Hallsonde ist ziehmlich schlecht, denn eine hallsonde mitßt ein Magnetfeld und um da was messbares zu kriegen braucht man zu viel Strom (kaum unter 1 mA).

    Ein alternative wäre da schon ein linear betriebener Optokoppler. Aller dings wird das nicht sonderlich genau. Eine andere alternative wäre es ein paar Kapatzitätsdioden mit der zu messenden Spannung abzustimmen. Auswerten kann man das als Brückenschaltung oder Resonazkreis durch einen trafo getrennt. Diese Methode braucht aber eine extra Kalibrierung wegen der Nichtlinearitäten.

    Dann gäbe es noch die Möglichkeit eine Feldmühle (für die Differenzen) aufzubauen, das gibt zwar keine 100% tige Trennung, aber die nötige Koppelkappatzität ist eher kleinern als die unvermeidbaren bei einem Optokoppler oder Trafo. Dafür könnte man damit praktisch Leistungslos spannungen Messen, denn man hat nur eine Eingangskappatzität.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Nimm lieber einen ADC mit einer Schnittstelle, die nur unidirektionale Leitungen verwendet, zb SPI. Die kann man besser per Optokoppler trennen als die bidirektionalen Leitungen von I2C.

  6. #6
    Benutzer Stammmitglied
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    hmm was selbst bauen bei so hohen Spannungen ob das gesund ist normales Multimeter innen wiederstandt rausfinden und dann den gleichen widerstand nochmal dranhängen dann kannst schon einmal die doppelte Spannung messen usw. oder noch besser ein kaufen
    z.B.
    http://cgi.ebay.de/Zaunpruefer-Digit...QQcmdZViewItem

    oder

    http://cgi.ebay.de/8-Funktionen-Univ...QQcmdZViewItem

    sowas in der Art
    Rechtschreibfehler dürfen behalten werden und Deutsche Grammatik ist für den Bobbes

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Ich habe im Code die Idee vom Besserwessi mit Optokoppler skizziert.

    Der Opto1 wird mit OpAmp linearisiert und wenn man einen zweifachen Optokoppler nimmt, kann man davon ausgehen, dass die beiden identisch sind. Damit die Spannungen aus den Optokoppler identisch sind, sollten folgende Werte gleich sein: VCC=VCC1 (aber galvanisch getrennt), R3=R4 und R5=R6. GND1 ist auch vom GND galvanisch getrennt.

    MfG
    Code:
                                                        VCC1
                                            +-----+      +
                                            |     |      |
                                            |    .-.    .-.
       0...750V >-----+                     |    | |R5  | |R4
                      |                     |    | |    | |
                     .-.      VCC           |    '-'    '-'
                   R1| |       +            |     |      |
                     | |       |            |     |Opto2 +-----> ADC
                     '-'       +-----+      |    .|------|.
                      |      |\|     |      |    ||      ||
                      +------|+\     |      |    ||    |/ |
                      |      |  >----|------+    |V -> |  |
                     .-.   +-|-/     |      |    |-    |> |
                   R2| |   | |/|     |     .-.   ||      ||
                     | |   |  ===    |   R6| |   '|------|'
                     '-'   |  GND   .-.    | |   ===    ===
                      |    |        | |R3  '-'   GND    GND1
                     ===   |        | |     |
                     GND   |        '-'     |
                           |         |      |
                           +---------+------|------+
                                            |Opto1 |
                                           .|------|.
                                           ||      ||
                                           ||    |/ |
                                           |V -> |  |
                                           |-    |> |
                                           ||      ||
                                           '|------|'
                                           ===    ===
                                           GND    GND

  8. #8
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    Die einfachste Lösung hatte ich vergessen: Den AD Wandler an der Seite mit der Hochspannung und dann die Daten per Optokoppler digital senden. I2C ist da weniger geeignet, wegen er bidirektional genutzten Leitungen. Besser wäre da SPI oder was ähnliches, ggf auch nur ein Optokoppler.

  9. #9
    Benutzer Stammmitglied
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    oh Sorry hab den 2 Letzten Satz nicht gesehen aber ich hab auf Platinen beobachtet das diese Teilweise normale wiederstände meist 3 in reihe nehmen um die Spannung zu erkennen und einen ad wandler?!
    Rechtschreibfehler dürfen behalten werden und Deutsche Grammatik ist für den Bobbes

  10. #10
    Hallo,

    danke erst mal für die vielen Antworten. Der AD7998 ist fix, bestellt und liegt im Labor, die Platine bekomme ich auch nächste Woche. Deswegen wird es bei I²C bleiben. Es geht im Endeffekt darum, von Photovoltaik-Anlagen Strom und Spannung zu messen und die effektive Leistung vor dem Wechselrichter erfassen. Der Strom wird - wie gesagt - mit Hall-Sensoren gemessen, aber bei der Spannung bin ich mir nach wie vor nicht sicher. Galvanische Trennung und einen Messbereich in der Dimension machen es mir schwer einen guten Weg zu finden. Der Umweg über Multimeter fällt auch weg. Werde mir den Schaltplan von PICture noch mal entspannter anschauen müssen.

    Gruß

    Michael

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