Rechnen mit Messungenauigkeit

Im Unterforum Methoden zur Fehlersuche - Beschreibung: Wie finde ich einen Fehler z.B. im Schaltnetzteil. Wie führe ich den Glühlampentest durch.

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Autor
Rechnen mit Messungenauigkeit

    







BID = 684285

kaidegen

Gesprächig



Beiträge: 170
 

  


Hallo Leute, habe da mal ne Frage:

Und zwar geht es um Messungenauigkeiten bei zB der Bestimmung des Netzinnenwiderstandes.

Annahme: Ein Multimeter mit einer Messungenauigkeit von 1,5 v.M. % + 3 digits ist vorhanden. (Auflösung 0,1 V)

Der Strom mit dem das Netz belastet wird sind 8A (Messungenauigkeit hierbei egal)

Das bestmögliche Messergebnis würde natürlich eine Differenzspannungsmessung ergeben. Aber: In diesem Fall gehts halt nunmal nicht, entweder Leerlauf oder belastet.

D.h. man führt im Endeffekt mit dem selben Gerät in kurzem Abstand 2 Messungen aus.

Erster Messwert 235,0 V Leerlauf
Zweiter Messwert 230,0 V Belastet

Was nehme ich nun als Differenz zwischen unbelastet und belastet an ?

Im blödesten Fall könnte je der erste Messwert zu niedrig sein, also der wahre Wert 235,0 + 1,5%+3 digits also 238,8 V betragen.

Der zweite Messwert könnte zu niedrig sein, so dass man am Ende zu einer maximalen Differenz von 11 V kommen könnte.

Beim Errechnen des Netzinnenwiderstands (mit den 8 A) liegt der Wert mit oberer und unterer Grenze dann zwischen maximal ca 1,5 Ohm könnte aber auch 0 sein, also es könnte keine Differenz vorhanden sein.

Was ist nun richtig ? Kann man bei dem gleichen Messgerät davon ausgehen dass der Fehler bei etwa gleichem Anzeigewert bei kurz hintereinander ausgeführten Messungen auch etwa gleich groß ist, also der Messwert in die selbe Richtung zu groß oder klein ist ?

Wie wird dies bei den Schelifenimpedanzmessgeräten gemacht ? Selbst eine Spannungsmessung mit 0,25 % Messungenauigkeit kann bei einer gemessenen Spannungsdifferenz von 2 V bei Absolutwerten von zB 230 V und 232 V eine Differenz von nur 1 V oder auch 3 V bedeuten. Bei der Berechnung von Z macht das dann einen riesen Unterschied. ( Mir ist klar dass bei größerem Strom und größerer Differnz das Ergebnis besser wird. Aber wie dann bei Schleifenimpedanzmessgeräten die den FI nicht auslösen ? )

Gruß Kai






[ Diese Nachricht wurde geändert von: kaidegen am 16 Apr 2010 13:06 ]

BID = 684320

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Du kannst den Lastwiderstand über eine vorgeschaltete Diode ans Netz anschliessen.

Auf diese Weise erzeugst du einen hohen Gleichstrom und dieser wiederum erzeugt am geringen Innenwiderstand eine geringe Gleichspannung, die man trotz der hohen überlagerten Wechselspannung gut messen kann.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 16 Apr 2010 14:56 ]

BID = 686311

kaidegen

Gesprächig



Beiträge: 170

Ah ok,

wie wird das denn in den Schleifenimpedanz-Messgeräten gemacht ?

So mit der Diode und dem Lastwiederstand ?

Mir gehts um die hohen Ungenauigkeiten der einzelnen Messungen.

Hab jetz gesehen, dass ein Schleifenimpedanzmessgerät bei der normalen Spannungsmessung 1,5% Messabweichung hat.

Mit diesen Werten kann der Schleifenwiderstand nur seeeehr ungenau ermittelt werden.

Wie funktionierts ? Hat da jmd Informationen zu ?

Gruß Kai

BID = 686314

Harald73

Schreibmaschine


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Beiträge: 1016

Hi,

hier
https://forum.electronicwerkstatt.d.....eige=
habe ich meine (unbestätigte!) Vermutung zur Funktionsweise meines analogen Impedanzmessgerätes beschrieben.

_________________
*..da waren sie wieder, meine 3 Probleme: 1)keiner 2)versteht 3)mich
* Immer die gültigen Vorschriften beachten und sich keinesfalls auf meine Aussagen verlassen!

BID = 686327

kaidegen

Gesprächig



Beiträge: 170

Hi, von der theorie ist es mir soweit klar, dass prinzipiell einmal die "Leerlaufspannung" gemessen wird, dann die Spannung bei Belastung mit einem Widerstand.

Die Differenz zwischen "unbelastet" und "belastet" ist die Spannung die am "Innenwiderstand" abfällt. Hat man nun den Strom durch den Lastwiderstand, lässt sich natürlich aus der Spannungsdifferenz und dem Strom der "Innenwiderstand" berechnen.

Ist dieser bekannt, kann man natürlich auch den möglichen Kurzschlussstrom berechnen.


Ich hatte überlegt:
Wie wird die "Differenz" zwischen Leerlauf und Belastung am genauesten gemessen.
Misst man zuerst die Leerlaufspannung zB 235,0 V
Dann bei Belastung 230,0 V bei 5 A Laststrom.
Wenn das Messgerät nun bei der Spannungsmessung eine Messungenauigkeit von 1% hat, dann ist der Vertrauenbereich für die Leerlaufspannung 232,6 V bis 237,4 V
Bei der Belastungsmessung 227,7 V bis 232,3 V.
Berechnet man nun die Differenz aus diesen beiden Werten dann liegt diese zwischen 0,3V und 9,7 V

Bei der Berechnung von Ri mit Differenzspannung / 5 A ergibt sich ein Ri von 0,06 Ohm bis 1,94 Ohm.

Das würde kein Zufriedenstellendes Ergebnis liefern.

Dein Ansatz ist da deutlich besser.
Ein Kondensator speichert quasi den Leerlaufwert, ein zweiter Kondensator den Belastungswert, dann könnte man direkt die Differenz messen. Und dies mit relativ kleinem Fehler.

So lässt sich Ri und somit Ik ziemlich genau ermitteln.

Darauf bin ich nicht gekommen. Danke schonmal dafür.

Eine genaue Schaltung würde mich dennoch interessieren, auch zB wie es ein modernes Gerät macht.




BID = 686338

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Ein Kondensator speichert quasi den Leerlaufwert, ein zweiter Kondensator den Belastungswert, dann könnte man direkt die Differenz messen. Und dies mit relativ kleinem Fehler.
Wenn da nicht noch andere Verbraucher am Netz wären.
Die sorgen dafür, dass die Netzspannung ständig etwas schwankt und auch die Spannungskurve nicht besonders sinusförmig ist.
Deshalb sind die Messergebnisse von Verfahren, die erst die eine und dann die andere Spannung messen zumindest zweifelhaft.
Mit der Diode vor dem Lastwiderstand und einem einfachen RC-Tiefpass zur Entfernung des Wechselanteils vor dem Voltmeter hingegen macht man 100 solcher Messungen pro Sekunde und bildet automatisch auch den Mittelwert.
Ohne weitere Maßnahmen ist die relative Genauigkeit dieses Mittelwertes genau so hoch wie die der Netzspannung, d.h. etwa +/- 10%.
Wer es genauer braucht, kann die aktuell vorhandene Netzspannung als Referenz benutzen.

Das ist aber auch nur Theorie. Ich benutze solche Messgeräte nicht und habe mich auch nicht danmit beschäftigt.
Eigentlich müssten solche Informationen über das Messprinzip in den einschlägigen Bedienungsanleitungen zu finden sein, denn Möglichkeiten um systematische Fehlmessungen anzustellen, gibt es immer.

BID = 686497

Murray

Inventar



Beiträge: 4853


Zitat :
kaidegen hat am 26 Apr 2010 12:17 geschrieben :

Berechnet man nun die Differenz aus diesen beiden Werten dann liegt diese zwischen 0,3V und 9,7 V



Das wäre nicht so da du ja mit dem gleichen Meßgerät mißt, ist ja nur die Differenz ,relativ zum Fehler.

Ich hatte ja die Messung auch schon mal so gemacht und dazu aus der Firma ein Meßgerät mitgenommen was noch Nachkommastellen bei 230V anzeigt. Wenn man da nullte hat man erst mal gesehen wie stark die Spannung ständig schwankte

BID = 686571

kaidegen

Gesprächig



Beiträge: 170


Zitat :
Murray hat am 26 Apr 2010 21:55 geschrieben :




Das wäre nicht so da du ja mit dem gleichen Meßgerät mißt, ist ja nur die Differenz ,relativ zum Fehler.



Bitte um Erklärung.

Ja ich messe mit dem selben Gerät, kann man dann davon ausgehen dass die Abweichung vom wahren Wert bei beiden Messungen etwa gleich ist ??

Das ist das was ich Ursprüunglich wissen wollte

Wenn das zwei Messwerte sind die von verschiedenen Geräten stammen ist mir vollkommen klar, dass es so gerechnet werden msus wie ich das getan habe.

Kommen die Messwerte aber vom selben Gerät bei selben Umgebungsbedingungen, wie ists da genau ?

Gruß Kai


BID = 686588

Murray

Inventar



Beiträge: 4853

Wie es da genau ist weis ich auch nicht, also wie man das berechnet.
Aber ist ja logisch das der Fehler nicht so groß sein kann wie von dir geschrieben da der Fehler des Meßspannungsteilers selber ja gleich bleibt, machst ja sozusagen auch nur eine Differenzmessung. Gibt aber ja auch noch mehr Fehler als diesen.
Da dürften die Einflüsse die perl nannte einen größeren Einfluß haben (vorausgesetzt du nimmst kein Baumarktmeßgerät)

BID = 686667

rasender roland

Schreibmaschine



Beiträge: 1735
Wohnort: Liessow b SN


Zitat :
ich hatte überlegt:
Wie wird die "Differenz" zwischen Leerlauf und Belastung am genauesten gemessen.
Misst man zuerst die Leerlaufspannung zB 235,0 V
Dann bei Belastung 230,0 V bei 5 A Laststrom.
Wenn das Messgerät nun bei der Spannungsmessung eine Messungenauigkeit von 1% hat, dann ist der Vertrauenbereich für die Leerlaufspannung 232,6 V bis 237,4 V
Bei der Belastungsmessung 227,7 V bis 232,3 V.
Berechnet man nun die Differenz aus diesen beiden Werten dann liegt diese zwischen 0,3V und 9,7 V


Das kann ich nicht nachvollziehen.
Der Fehler,in Deinem Beispiel 1%, bezieht sich doch auf den Messbereichs-
endwert.Beim 400V Bereich eines Multimeters z.B. haben wir 4V.
Deine Leerlaufspannung kann also zwischen 231 bis 239 Volt liegen.
Im Lastfall sind es 226 bis 234.
Der Prozentuale Fehler des Messgerätes bleibt doch bei 2 Messungen gleich.
Die Differenz wäre jedesmal 5V.
Und Ri somit 1R.




_________________
mfg
Rasender Roland


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