Wiederstandsmessung mit Wechselspannung

[Gregor Müller]

Hallo,
ich will den Widerstand eines (Feuchtigkeits-)Sensors messen. Allerdings
verträgt dieser nur wechselspannung. wie kann ich das machen?
warscheinlich muss ich einen OpAmp zum einsatz bringen. der Sensor hat
einen mittleren R von 80k und verträgt max 1Vs. kann mir jemand einen
gedankenanstoß geben?

 

[MaWin]

"Gregor Müller" <gregor54321@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dje2ma$mh5$05$1@news.t-online.com...

ich will den Widerstand eines (Feuchtigkeits-)Sensors messen.

NH3 ? Am uC ?

Portpin1 ----+
NH3
A/D-Input1 --+
47k
Portpin2 ----+

und Wechselspannung per uC erzeugen, Auswertung A/D synchronisiert
dazu.

--
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.

 

[Michael Eggert]

Gregor Müller <gregor54321@gmx.de> wrote:

Hi!

ich will den Widerstand eines (Feuchtigkeits-)Sensors messen. Allerdings
verträgt dieser nur wechselspannung. wie kann ich das machen?

Kommt ganz drauf an, wie genau und wie einfach es sein soll, und wie
Du die Daten auswerten willst. Willst Du vielleicht sowieso einen
Mikrocontroller dranklemmen? Dann geht das mit minimalem Aufwand, nur
positiver Versorgung, ohne weitere aktive Bauteile:

5V o 5V o
| |
R R
2 3
| |
Ausgang --- R1 ---*---Rmess---*--- Analoger Eingang
| |
R R
2 3
| |
GND o GND o

R1 und R2 so wählen, daß 2,5 +- 1V links von Rmess entstehen.
R3 so wählen, daß der Spannungsteiler aus Rmess und R3 ein gutes
Signal liefert. Also immer schön am Ausgang wackeln, Eingangsspannung
bei Ausgang=High und bei Ausgang=Low messen und die Differenz bilden.

R1 und R2 entweder niederohmig gegenüber Rmess oder später
herausrechnen.

Gruß,
Michael.

 

[Michael Eggert]

"MaWin" <me@private.net> wrote:

Hi!

Portpin1 ----+
NH3
A/D-Input1 --+
47k
Portpin2 ----+

Oops, da warst Du wohl schneller. So hast allerdings mehr als 1V
Spitze, was Gregor nicht wollte...

Gruß,
Michael.

 

[Gregor Müller]

MaWin schrieb:

ich will den Widerstand eines (Feuchtigkeits-)Sensors messen.

NH3 ? Am uC ?

Portpin1 ----+
NH3
A/D-Input1 --+
47k
Portpin2 ----+

Ich wollte gern analog bleiben. Hab keine Ahnung von uControllern. Ich
will mit Hilfe einer Referenzspannung eine konstante dem Widerstandswert
entsprechende Ausgangsspannung erzeugen. Sensor = EFS-10

 

[MaWin]

"Gregor Müller" <gregor54321@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dje5qq$t3i$02$1@news.t-online.com...

Ich wollte gern analog bleiben. Hab keine Ahnung von uControllern. Ich will
mit Hilfe einer Referenzspannung eine konstante dem Widerstandswert
entsprechende Ausgangsspannung erzeugen. Sensor = EFS-10

Dann nimm einen LMC555 mit nachgeschaltetem FlipFlop (fuer genau 50%
Tastverhaeltnis) nimm einen OpAmp und sample die Spannung per
selbstgebautem Sample&Hold und schreib das naechste mal deine
Grundanforderungen in dein erstes Posting.

| +5V
555--FlopFlop--R--(-+-EPS10--+
| | | | vom FlipFlop gesteuert
R +--|+\ | +----+
| | >--+--|4066|-+- Analogausgang
+----|-/ +----+ |
R C
| GND | GND

--
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[Joerg]

Hallo Gregor,

Die bisher gegebenen Denkanstoesse waren ja echt ingenieurmaessig. Man
kann es aber auch ganz profan erledigen: Mit einem LCR Meter, das den
gewuenschten Frequenzbereich schafft, hier wahrscheinlich 50Hz.

< duck >

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Gregor Müller]

Die bisher gegebenen Denkanstoesse waren ja echt ingenieurmaessig. Man
kann es aber auch ganz profan erledigen: Mit einem LCR Meter, das den
gewuenschten Frequenzbereich schafft, hier wahrscheinlich 50Hz.

Ich wüsste nicht, wie ich den R so messen sollte? Das R-Meter misst
mittels DC, zur C- und L- Messung wird zwar AC verwendet, aber zeigt
keinen R an...
Oder verstehe ich dich nicht? Die Frequenz ist völlig egal. Hauptsache
das Tastverhältnis liegt bei 50%.

 

[Joerg]

Hallo Gregor,

Die bisher gegebenen Denkanstoesse waren ja echt ingenieurmaessig. Man
kann es aber auch ganz profan erledigen: Mit einem LCR Meter, das den
gewuenschten Frequenzbereich schafft, hier wahrscheinlich 50Hz.

Ich wüsste nicht, wie ich den R so messen sollte? Das R-Meter misst
mittels DC, zur C- und L- Messung wird zwar AC verwendet, aber zeigt
keinen R an...
Oder verstehe ich dich nicht? Die Frequenz ist völlig egal. Hauptsache
das Tastverhältnis liegt bei 50%.

Vernuenftige LCR Meter haben eine einstellbare Frequenz. Manchmal nur
einige diskrete Frequenzen, die besseren stufenlos. Sie messen auch R
auf der gewaehlten Frequenz.

Willst Du den Sensor nur ueberpruefen oder ein damit ein Messgeraet
bauen? Zum Ueberpruefen reicht notfalls das Draufgeben einer
Wechselspannung unter 1Vss ueber einen Widerstand von ein paar zig kohm.
Dann mit Multimeter (auf AC) messen, wieviel am Sensor abfaellt.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Marte Schwarz]

Hallo Jörg,

Vernuenftige LCR Meter haben eine einstellbare Frequenz. Manchmal nur
einige diskrete Frequenzen, die besseren stufenlos. Sie messen auch R auf
der gewaehlten Frequenz.

versteh ich nicht. Entweder ich habe eine einigermaßen gute Näherung an ein
RLC Serienkreis, oder an einen RLC Parallelkschaltung, dann sollte das
Ergebnis zumindest unterhalb von HF, was ohnehin kein LCR Meter verwendet,
konstant sein, oder nicht?
Für alle anderen RLC-Verschaltungen bringt mir ein LCR Meter doch gar nix,
oder hab ich da jetzt was übersehen. Ich würde da eher einen Wobbelgenerator
und Oszi vorziehen.

Marte

 

[Tilmann Reh]

Marte Schwarz schrieb:

Vernuenftige LCR Meter haben eine einstellbare Frequenz. Manchmal nur
einige diskrete Frequenzen, die besseren stufenlos. Sie messen auch R auf
der gewaehlten Frequenz.

versteh ich nicht. Entweder ich habe eine einigermaßen gute Näherung an ein
RLC Serienkreis, oder an einen RLC Parallelkschaltung, dann sollte das
Ergebnis zumindest unterhalb von HF, was ohnehin kein LCR Meter verwendet,
konstant sein, oder nicht?
Für alle anderen RLC-Verschaltungen bringt mir ein LCR Meter doch gar nix,
oder hab ich da jetzt was übersehen. Ich würde da eher einen Wobbelgenerator
und Oszi vorziehen.

Störe Dich nicht an dem wörtlichen Begriff LCR Meter: damit mißt man
keineswegs Objekte, die aus einer Zusammenschaltung von allen drei
Komponenten bestehen.

Das sind einfach nur Meßbrücken, die komplexe Widerstände/Impedanzen
messen können, also z.B. R mit Angabe von Serieninduktivität oder
Parallel-C, C mit Angabe eines Serien- oder Parallelwiderstandes, oder L
mit Serienwiderstand.

LCR Meter nennt man die, weil die L, C und R messen können.

(Sieh ruhig mal auf die Produktseiten der einschlägigen Hersteller.)

--
Dipl.-Ing. Tilmann Reh
http://www.autometer.de - Elektronik nach Maß.

 

[Rainer Ziegenbein]

Marte Schwarz wrote:

Vernuenftige LCR Meter haben eine einstellbare Frequenz.
Manchmal nur einige diskrete Frequenzen, die besseren
stufenlos. Sie messen auch R auf der gewaehlten Frequenz.

versteh ich nicht. Entweder ich habe eine einigermaßen gute
Näherung an ein RLC Serienkreis, oder an einen RLC Parallel-
kschaltung, dann sollte das Ergebnis zumindest unterhalb
von HF, was ohnehin kein LCR Meter verwendet, konstant sein,
oder nicht?

?!?!?

Die mir bekannten RLC-Meter messe Impedanzen, also komplexe
Widerstaende. Mit einem Schwingkreis bringst Du die Dinger aus
dem Konzept, denn da sind ja zwei Blind- und ein Wirkwiderstand
drin, und das koennen sie nicht mehr auseinanderpfriemeln. Dazu
muesste man Impedanzspektroskopie machen, was prinzipiell mit
den Dingern auch geht. Nur werten sie das nicht automatisch
aus, dass muss man dann extern machen.

Für alle anderen RLC-Verschaltungen bringt mir ein LCR Meter
doch gar nix, oder hab ich da jetzt was übersehen. Ich würde
da eher einen Wobbelgenerator und Oszi vorziehen.

Doch. Bedeutend bequemer und bedeutend genauer. Unseres hatte,
glaube ich, 0.05%. Das mit einem fliegenden Aufbau erreichen
zu wollen ist schon sportlich.

Grusz,
Rainer

 

[Joerg]

Hallo Marte,

Vernuenftige LCR Meter haben eine einstellbare Frequenz. Manchmal nur
einige diskrete Frequenzen, die besseren stufenlos. Sie messen auch R auf
der gewaehlten Frequenz.

versteh ich nicht. Entweder ich habe eine einigermaßen gute Näherung an ein
RLC Serienkreis, oder an einen RLC Parallelkschaltung, dann sollte das
Ergebnis zumindest unterhalb von HF, was ohnehin kein LCR Meter verwendet,
konstant sein, oder nicht?

Ja. Doch Du sagtest, dass der Widerstand Deines Sensors nur mit AC zu
messen ist. Also muss man 50Hz oder was immer er will benutzen. Gute LCR
Meter koennen das und noch viel mehr. Die meisten von Agilent gehen bis
einige zig MHz. Meines geht bis 1GHz, ist allerdings auch groesser als
eine Bierkiste und wiegt wohl um die 100 Pfund.

Für alle anderen RLC-Verschaltungen bringt mir ein LCR Meter doch gar nix,
oder hab ich da jetzt was übersehen. Ich würde da eher einen Wobbelgenerator
und Oszi vorziehen.

Geht auch. Bedenke aber, dass die Ablesung auf eine Genauigkeit unter
10% mit dem Oszi eher ein Wuenschelrutengang ist. Dann lieber mit einem
guten Digitalmessgeraet. Dessen Genauigkeit ueber die Frequenz steht im
Datenblatt, aber meist nur bei guten Industriegeraeten.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Marte Schwarz]

Hallo Jörg,

Ja. Doch Du sagtest, dass der Widerstand Deines Sensors

War nicht mein Sensor, aber egal...

einige zig MHz. Meines geht bis 1GHz, ist allerdings auch groesser als
eine Bierkiste und wiegt wohl um die 100 Pfund.

OK, LCR Meter war für mich gerade eine Handkiste, wie DMM oder so.
Missverständnis geklärt. Die großen Teile kenn ich auch, aber eben als
impedance analyser.

Geht auch. Bedenke aber, dass die Ablesung auf eine Genauigkeit unter 10%
mit dem Oszi eher ein Wuenschelrutengang ist.

Dem kann ich nicht zustimmen. Ich habe schon oft mit dem Oszi sehr fein
abgeglichen/-lesen. Du musst nur vorher sauber kalibrieren und wissen,
worauf Du achten willst. Im Praktikum haben die nicht schlecht gestaunt, wie
genau und schnell das ging, mit dem Oszi anstelle des Frequenzzählers
Oszillatoren abzugleichen. Die hatten bisher immer einen Zähler dran, dessen
Torzeit entsprechend lange war. Da dauert der Abgleich minutenlang, weil
nach jeder Bewegung mit dem Schraubendreher erst wieder die Torzeit
abgewartet werden musste. ich hab das Oszi drangehängt mein Signal schön
groß aufgelöst und den Nulldurchgang geschickt in die Mitte verschoben. In
5-10 Sekunden/ Gerät war ich fertig mit dem Abgleich und das genauer als die
nach konventioneller Messtechnik justierten.

Mit Amplituden kann man beim Analogen auch schon recht fein auflösen, wenn
man denn ein gutes Auge und stabile Temperaturverhältnisse hat ;-)

Marte

 

[Joerg]

Hallo Marte,

Geht auch. Bedenke aber, dass die Ablesung auf eine Genauigkeit unter 10%
mit dem Oszi eher ein Wuenschelrutengang ist.

Dem kann ich nicht zustimmen. Ich habe schon oft mit dem Oszi sehr fein
abgeglichen/-lesen. Du musst nur vorher sauber kalibrieren und wissen,
worauf Du achten willst. Im Praktikum haben die nicht schlecht gestaunt, wie
genau und schnell das ging, mit dem Oszi anstelle des Frequenzzählers
Oszillatoren abzugleichen. Die hatten bisher immer einen Zähler dran, dessen
Torzeit entsprechend lange war. Da dauert der Abgleich minutenlang, weil
nach jeder Bewegung mit dem Schraubendreher erst wieder die Torzeit
abgewartet werden musste. ich hab das Oszi drangehängt mein Signal schön
groß aufgelöst und den Nulldurchgang geschickt in die Mitte verschoben. In
5-10 Sekunden/ Gerät war ich fertig mit dem Abgleich und das genauer als die
nach konventioneller Messtechnik justierten.

Ja, auf der Zeitachse ist sogar mein altes dickes HP sehr praezise.

Mit Amplituden kann man beim Analogen auch schon recht fein auflösen, wenn
man denn ein gutes Auge und stabile Temperaturverhältnisse hat ;-)

Die Toleranzen des Eingangsteilers sind oft schon zu hoch fuer genaue
Amplitudenmessungen, um die es hier ja geht. Dahinter kommt noch einiges
mehr mit Toleranz und Drift. Digitale Scopes bieten meist nur 8bit und
das ueber den ganzen Schirmbereich. Mit Averaging kommen sie etwas
hoeher, aber nicht viel.

Klar, man kann alles bis in Kleinste hintrimmen. Die Frage ist dann nur,
wie lange das haelt.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Michael Eggert]

Joerg <notthisjoergsch@removethispacbell.net> wrote:

Hi!

[Oszillator abgleichen]

ich hab das Oszi drangehängt mein Signal schön
groß aufgelöst und den Nulldurchgang geschickt in die Mitte verschoben. In
5-10 Sekunden/ Gerät war ich fertig mit dem Abgleich und das genauer als die
nach konventioneller Messtechnik justierten.

Ja, auf der Zeitachse ist sogar mein altes dickes HP sehr praezise.

Und wenn nicht, dann triggert man eben auf eine entsprechend
frequenzstabile Referenz.

Gruß,
Michael.

 

[Joerg]

Hallo Michael,

ich hab das Oszi drangehängt mein Signal schön
groß aufgelöst und den Nulldurchgang geschickt in die Mitte verschoben. In
5-10 Sekunden/ Gerät war ich fertig mit dem Abgleich und das genauer als die
nach konventioneller Messtechnik justierten.

Ja, auf der Zeitachse ist sogar mein altes dickes HP sehr praezise.

Und wenn nicht, dann triggert man eben auf eine entsprechend
frequenzstabile Referenz.

Das mache ich noch auf die ganz klassische. Die Taktoszillatoren meiner
Messgeraete werden per WWVH abgeglichen. Bei der Gelegenheit stelle ich
immer gleich die Laboruhr mit ;-)

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Martin]

Am Sat, 22 Oct 2005 21:51:42 +0200 schrieb Michael Eggert
<m.eggert.nul@web.de>:

Gregor Müller <gregor54321@gmx.de> wrote:

Hi!

ich will den Widerstand eines (Feuchtigkeits-)Sensors messen. Allerdings
verträgt dieser nur wechselspannung. wie kann ich das machen?

Kommt ganz drauf an, wie genau und wie einfach es sein soll, und wie
Du die Daten auswerten willst. Willst Du vielleicht sowieso einen
Mikrocontroller dranklemmen? Dann geht das mit minimalem Aufwand, nur
positiver Versorgung, ohne weitere aktive Bauteile:

5V o 5V o
| |
R R
2 3
| |
Ausgang --- R1 ---*---Rmess---*--- Analoger Eingang
| |
R R
2 3
| |
GND o GND o

R1 und R2 so wählen, daß 2,5 +- 1V links von Rmess entstehen.
R3 so wählen, daß der Spannungsteiler aus Rmess und R3 ein gutes
Signal liefert. Also immer schön am Ausgang wackeln, Eingangsspannung
bei Ausgang=High und bei Ausgang=Low messen und die Differenz bilden.

R1 und R2 entweder niederohmig gegenüber Rmess oder später
herausrechnen.

Wenn der Sensor nur AC verträgt, dann würde ich ihm einen Kondensator in

Serie schalten, Seine Impedanz betrage max. 1/10 der Impedanz des Sensors.
dann bekommt er auch bei Programmfehlern kein DC ab.
--
Martin

 

[Rainer Knaepper]

Moin MaWin,

555--FlopFlop--R--(-+-EPS10--+
^^^^^^^^

Dafür hätte ich dann gern das Normschaltzeichen ;-)

Ich glaube, in der Liste der "ABER", "NABER", "RUND", "NIE" und
weiterer fortgeschrittener UnLogik-Schaltungen fehlt das noch.

Statt 555 + Flipflop ginge sicher auch ein 4060 oder sonst so ein
Teiler mit integriertem RC-Oszillator.

Rainer

--
+-------+
+---| immer |o-------O
| +-------+
---