Signale von Generator messen

[Andreas]

Hallo,

an einem kleinen AC-Motor (800W) ist an der Welle ein kleiner Generator
angebracht. Der Generator liefert in Abhängigkeit von der Drehzahl ein
sinusähnliches Signal mit unterschiedlicher Frequenz und Amplitude. In
meinem Fall wird dieses Signal, stark abgeschwächt, auf einen Eingang
zu einem Prozessor geleitet. Der zu erwartende Strom, der vom Generator
zum Eingang fließt, wird sehr klein sein. Gemessen habe ich den Strom
noch nicht.

Ich möchte das Signal, das der Generator erzeugt, messen, ohne dabei
direkt in die Schaltung einzugreifen. Mein erster Gedanke war eine
berührungslose Messung mit einer Stromzange. Wie groß / klein sollten
denn Ströme sein, damit diese noch sinnvoll mit einer Stromzange
erkannt werden können? Zusätzlich denke ich auch an Störeinflüsse,
die auf ein sensibles Meßsystem angreifen.
Gibt es noch andere bessere Messverfahren?

Andreas

 

[MaWin]

"Andreas" <amelz@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:1137968223.575424.89700@g44g2000cwa.googlegroups.com...

Ich möchte das Signal, das der Generator erzeugt, messen, ohne dabei
direkt in die Schaltung einzugreifen.

Oszilloskop dranklemmen ? Wozu sind die Dinger denn sonst da ?
Vermutlich ist es kein 25kW Drehstromgenerator, so das die
Stromzange nicht ganz die passende Wahl ist.
Ausserdem faellt dir vielleicht auf, das Abschwaechen nicht so
ganz die richtige Wahl ist, eher clippen. Aber das sagt dir
vermutlich noch nicht mal in der deutschen Form begrenzen was,
oder ?
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Winfried Salomon]

Hallo Andreas,

Andreas wrote:

Hallo,

an einem kleinen AC-Motor (800W) ist an der Welle ein kleiner Generator
angebracht. Der Generator liefert in Abhängigkeit von der Drehzahl ein
sinusähnliches Signal mit unterschiedlicher Frequenz und Amplitude. In
meinem Fall wird dieses Signal, stark abgeschwächt, auf einen Eingang
zu einem Prozessor geleitet. Der zu erwartende Strom, der vom Generator
zum Eingang fließt, wird sehr klein sein. Gemessen habe ich den Strom
noch nicht.

wenn da ein Komparator mit Hysterese davor sitzt, können das nA sein.

Ich möchte das Signal, das der Generator erzeugt, messen, ohne dabei
direkt in die Schaltung einzugreifen. Mein erster Gedanke war eine
berührungslose Messung mit einer Stromzange. Wie groß / klein sollten
denn Ströme sein, damit diese noch sinnvoll mit einer Stromzange
erkannt werden können? Zusätzlich denke ich auch an Störeinflüsse,
die auf ein sensibles Meßsystem angreifen.
Gibt es noch andere bessere Messverfahren?

Mir ist nicht klar, worum es Dir geht. Mit einer Stromzange kannst Du im
Prinzip auch Ströme unter 1 mA messen, sogar Gleichströme, normalerweise
nimmt man die für weit größere Ströme. Bei unter 10 mA ist es IMHO mit
OP einfacher, falls das Signal im Bereich etwa +-10 V liegt. Ich kenne 2
Varianten von Strommeßschaltungen mit 2 OPs, eine davon steht im
Tietze/Schenk. Dabei ist der Innenwiderstand praktisch = 0 im Gegensatz
zur primitiven Methode über den Spannungsabfall am Widerstand. Solange
Du also im Bereich um 50 Hz bist, beeinflußt Du Dein Meßobjekt damit
praktisch nicht.

Willst Du vielleicht eine Leitung unter Wasser messen oder so? Da könnte
ich mir eine Stromzange als sinnvoll vorstellen.

Wenn die Meßgrößen sehr klein werden, werden die Störungen natürlich
immer größer, dann kämen Filter in's Spiel, aber dazu müßten erstmal die
Größenordnungen bekannt sein, Spannung, Strom und Frequenz des Signals,
wie auch immer.

mfg. Winfried

 

[Andreas]

Winfried Salomon schrieb:

Hallo Andreas,

Andreas wrote:
Hallo,

an einem kleinen AC-Motor (800W) ist an der Welle ein kleiner Generator
angebracht. Der Generator liefert in Abhängigkeit von der Drehzahl ein
sinusähnliches Signal mit unterschiedlicher Frequenz und Amplitude. In
meinem Fall wird dieses Signal, stark abgeschwächt, auf einen Eingang
zu einem Prozessor geleitet. Der zu erwartende Strom, der vom Generator
zum Eingang fließt, wird sehr klein sein. Gemessen habe ich den Strom
noch nicht.


wenn da ein Komparator mit Hysterese davor sitzt, können das nA sein.

Leider könnten das auch nA sein.

Ich möchte das Signal, das der Generator erzeugt, messen, ohne dabei
direkt in die Schaltung einzugreifen. Mein erster Gedanke war eine
berührungslose Messung mit einer Stromzange. Wie groß / klein sollten
denn Ströme sein, damit diese noch sinnvoll mit einer Stromzange
erkannt werden können? Zusätzlich denke ich auch an Störeinflüsse,
die auf ein sensibles Meßsystem angreifen.
Gibt es noch andere bessere Messverfahren?


Mir ist nicht klar, worum es Dir geht.

Die Signale die aus dem Generator kommen werden weiter verarbeitet,
innerhalb eines Mikrokontrollers. Meine Messung soll als eine Art
"Qualitätskontrolle" für die weitere Verarbeitung im Mikrokontroller
dienen. Deshalb will ich die ursprünglichen Signale so wenig wie
möglich stören, auch wenn z.B. eine Messung mit einem Tastkopf eines
Oszilloskops den Generator extrem gering belastet.
Zusätzlich soll der Messaufbau auch schnell von der Generatorleitung
gelöst und an eine gleichartige Leitung angebracht werden können. Und
noch weiter, die Signale sollen als digitaler Wert via
irgendwasSchnittstelle an eine Aufzeichnungssoftware übergeben werden,
das kommt aber erst später. Um die Daten in einem Computer zu bekommen
muß ich diese analogen Größen erstmal (möglichst mit geringem
Aufwand) sauber erfassen, in digitale Größen wandeln und später an
den Computer senden. Daher erschien mir eine berührungslose
Meßmethode am einfachsten, obgleich mir nicht klar war (ist) inwieweit
solche geringen Ströme auch zuverlässig erkannt werden können.

Mit einer Stromzange kannst Du im

Prinzip auch Ströme unter 1 mA messen, sogar Gleichströme, normalerweise
nimmt man die für weit größere Ströme. Bei unter 10 mA ist es IMHO mit
OP einfacher, falls das Signal im Bereich etwa +-10 V liegt. Ich kenne 2
Varianten von Strommeßschaltungen mit 2 OPs, eine davon steht im
Tietze/Schenk. Dabei ist der Innenwiderstand praktisch = 0 im Gegensatz
zur primitiven Methode über den Spannungsabfall am Widerstand. Solange
Du also im Bereich um 50 Hz bist, beeinflußt Du Dein Meßobjekt damit
praktisch nicht.

Willst Du vielleicht eine Leitung unter Wasser messen oder so? Da könnte
ich mir eine Stromzange als sinnvoll vorstellen.

Wenn die Meßgrößen sehr klein werden, werden die Störungen natürlich
immer größer, dann kämen Filter in's Spiel, aber dazu müßten erstmal die
Größenordnungen bekannt sein, Spannung, Strom und Frequenz des Signals,
wie auch immer.

mfg. Winfried

 

[Winfried Salomon]

Hallo Andreas,

wenn da ein Komparator mit Hysterese davor sitzt, können das nA sein.



Leider könnten das auch nA sein.



das würde ich aber mal nachmessen, nA mit Stromzange zu messen, halte

ich aber für unangemessen schwierig, von unmöglich will ich
vorsichtshalber nicht sprechen, machbar wäre mit Lock-In-Verstärker fast
alles.

Die Signale die aus dem Generator kommen werden weiter verarbeitet,
innerhalb eines Mikrokontrollers. Meine Messung soll als eine Art
"Qualitätskontrolle" für die weitere Verarbeitung im Mikrokontroller
dienen. Deshalb will ich die ursprünglichen Signale so wenig wie
möglich stören, auch wenn z.B. eine Messung mit einem Tastkopf eines
Oszilloskops den Generator extrem gering belastet.

Ein Tastkopf mit 1 MOhm/10 pF dürfte bei ca. 50 Hz doch praktisch
garnicht stören, welchen Innenwiderstand hat denn der Generator? Geht es
um Messungen in einer Fertigung? Das einfachste wäre doch, Meßspitzen
einfach an die Anschlüsse zu halten.

Zusätzlich soll der Messaufbau auch schnell von der Generatorleitung
gelöst und an eine gleichartige Leitung angebracht werden können. Und


Was willst Du denn kontrollieren, den Strom oder die Frequenz? Wenn es

nur um die Frequenz geht, gibt vielleicht der Generator ein
Wechselmagnetfeld ab, das sich mit Hallsensor in seiner Nähe erfassen läßt.

noch weiter, die Signale sollen als digitaler Wert via
irgendwasSchnittstelle an eine Aufzeichnungssoftware übergeben werden,
das kommt aber erst später. Um die Daten in einem Computer zu bekommen
muß ich diese analogen Größen erstmal (möglichst mit geringem
Aufwand) sauber erfassen, in digitale Größen wandeln und später an
den Computer senden. Daher erschien mir eine berührungslose
Meßmethode am einfachsten, obgleich mir nicht klar war (ist) inwieweit
solche geringen Ströme auch zuverlässig erkannt werden können.



Wenn Du die Meßwerte erstmal hast, ist Digitalisierung und

Programmierung eine andere Sache.

mfg. Winfried

 

[Andreas]

Winfried Salomon schrieb:

wenn da ein Komparator mit Hysterese davor sitzt, können das nA sein.

Leider könnten das auch nA sein.

das würde ich aber mal nachmessen, nA mit Stromzange zu messen, halte
ich aber für unangemessen schwierig, von unmöglich will ich
vorsichtshalber nicht sprechen, machbar wäre mit Lock-In-Verstärker fast
alles.

Die Signale die aus dem Generator kommen werden weiter verarbeitet,
innerhalb eines Mikrokontrollers. Meine Messung soll als eine Art
"Qualitätskontrolle" für die weitere Verarbeitung im Mikrokontroller
dienen. Deshalb will ich die ursprünglichen Signale so wenig wie
möglich stören, auch wenn z.B. eine Messung mit einem Tastkopf eines
Oszilloskops den Generator extrem gering belastet.

Ein Tastkopf mit 1 MOhm/10 pF dürfte bei ca. 50 Hz doch praktisch
garnicht stören, welchen Innenwiderstand hat denn der Generator?

Unter 20 Ohm.

Geht es um Messungen in einer Fertigung?

Nein, keine Fertigung. Ein Prüflabor.

Das einfachste wäre doch, Meßspitzen einfach an die Anschlüsse zu
halten.

72 Stunden am Stück Meßspitzen festhalten wäre eine Qual.

Zusätzlich soll der Messaufbau auch schnell von der Generatorleitung
gelöst und an eine gleichartige Leitung angebracht werden können. Und


Was willst Du denn kontrollieren, den Strom oder die Frequenz? Wenn es
nur um die Frequenz geht, gibt vielleicht der Generator ein
Wechselmagnetfeld ab, das sich mit Hallsensor in seiner Nähe erfassen läßt.

Die Frequenz. Das Wechslmagnetfeld des Generators wird vermutlich vom
Motormagnetfeld überlagert. Zusätzlich ist der Motor sehr schwer
zugänglich.

noch weiter, die Signale sollen als digitaler Wert via
irgendwasSchnittstelle an eine Aufzeichnungssoftware übergeben werden,
das kommt aber erst später. Um die Daten in einem Computer zu bekommen
muß ich diese analogen Größen erstmal (möglichst mit geringem
Aufwand) sauber erfassen, in digitale Größen wandeln und später an
den Computer senden. Daher erschien mir eine berührungslose
Meßmethode am einfachsten, obgleich mir nicht klar war (ist) inwieweit
solche geringen Ströme auch zuverlässig erkannt werden können.



Wenn Du die Meßwerte erstmal hast, ist Digitalisierung und
Programmierung eine andere Sache.

Sehe ich auch so.

Gruss

Andreas

 

[Martin]

Am 24 Jan 2006 13:55:38 -0800 schrieb Andreas <amelz@gmx.de>:

Winfried Salomon schrieb:

wenn da ein Komparator mit Hysterese davor sitzt, können das nA sein.

Leider könnten das auch nA sein.

das würde ich aber mal nachmessen, nA mit Stromzange zu messen, halte
ich aber für unangemessen schwierig, von unmöglich will ich
vorsichtshalber nicht sprechen, machbar wäre mit Lock-In-Verstärker fast
alles.

Die Signale die aus dem Generator kommen werden weiter verarbeitet,
innerhalb eines Mikrokontrollers. Meine Messung soll als eine Art
"Qualitätskontrolle" für die weitere Verarbeitung im Mikrokontroller
dienen. Deshalb will ich die ursprünglichen Signale so wenig wie
möglich stören, auch wenn z.B. eine Messung mit einem Tastkopf eines
Oszilloskops den Generator extrem gering belastet.

Ein Tastkopf mit 1 MOhm/10 pF dürfte bei ca. 50 Hz doch praktisch
garnicht stören, welchen Innenwiderstand hat denn der Generator?

Unter 20 Ohm.

Geht es um Messungen in einer Fertigung?

Da könntest du von Operationsverstärker bis Line Eingang der Soundkarte
fast alles nehmen. Wenn ein Meßeingang niederohmige 1kOhm
Eingangswiderstand hat, dann würde er dein Generatorsignal ca. um 1/50
abschwächen. Der induktive Anteil des Generators wird auch nicht viel mehr
ausmachen.
Wenn du allerdings wegen dem Massebezug der Generatorwicklung /Steuerung
nicht 100%ig sicher bist, dann soltlest du eine galvanische Trennung
vorsehen. Je nach Frequenzbereich könnte das ein kleiner Audioübertrager
erledigen, eine andere Möglichkeit wäre ein Differenzverstärker, man muß
da aber auch wissen was man tut, sprich: Wie der Massebezug der Spannung
ist.
Ich würde jedenfalls eine Spannungsmessung (wie ein Oszi) durchführen

Nein, keine Fertigung. Ein Prüflabor.

Das einfachste wäre doch, Meßspitzen einfach an die Anschlüsse zu
halten.

72 Stunden am Stück Meßspitzen festhalten wäre eine Qual.

Dagfür gibt es aber Klemmen.


--
Martin