Berechnung Ersatzwiderstand

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Autor
Berechnung Ersatzwiderstand

    







BID = 663525

siggns

Neu hier



Beiträge: 33
Wohnort: Schierling
 

  


Hallo Forum,

ich studiere Kraftfahrzeugtechnik und hoffe auf eine gute Zusammenarbeit, vielleicht kann ich euch ja auch mal bei etwas helfen

Für einen Prüfstand muss ich die eigentlichen Drucksensoren durch andere Bauteile ersetzen, da der Ausgang der Drucksensoren "simuliert" werden muss.
Also werden die Drucksensoren ausgebaut und durch eine andere Schaltung (siehe Bild) ersetzt.

Der Drucksensor geht von 0 bis 100bar und gibt entsprechend 4 bis 20mA aus. Er arbeitet zwischen 12 und 30V.
In meinem Prüfstand wird er mit 15V betrieben.

Nun habe ich mir eine Ersatzschaltung mit einem Drehpoti überlegt, die zuerst mit einem normalen Widerstand den Strom auf 20mA begrenzt und ich nachher den Strom mit dem Drehpoti auf 4mA "runterdrehen" kann.

Bitte sagt mir ob das so praktikabel ist und ob das auch mit realen Bauteilen so funktionieren wird...

Is zwar eigentlich ziemliche einfach, bin mir aber ein bisschen unsicher ob das so korrekt ist

DANKE für eure Hilfe !
Grüße, Sebastian



BID = 663542

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13763
Wohnort: 37081 Göttingen

 

  

Willkommen im Forum.

Alle Achtung, deine Rechnung stimmt!
Beachte bitte die Leistung, die verbraten werden muß.
Es handelt sich hier um max. 0,3W.
Ich würde für 2W Widerstände plädieren, da eine Erwärmung durch den Strom möglichst vermieden werden sollte, weil die den Widerstand negativ beeinflußt.
Gruß
Peter

BID = 663558

siggns

Neu hier



Beiträge: 33
Wohnort: Schierling

Super, danke !

Ich habe nur ewig rumgemacht bis ich auf die Lösung mit dem Widerstand gekommen bin, der den Strom erstmal begrenzt und mein Drehpoti dann in Reihe zu schalten.
Dass ich damit nen Spannungsteiler gebaut habe müsste ja eigentlich egal sein, da es ja um den Strom geht, oder?

Werde über das weitere Vorgehen berichten,
mfG Sebastian

BID = 663560

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Der Drucksensor geht von 0 bis 100bar und gibt entsprechend 4 bis 20mA aus
Du solltest auch mal prüfen, ob er für die beabsichtigte Anwendung schnell genug ist.

Zu deiner Schaltung:
Du hast die Messchaltung vergessen und dass an deren Lastwiderstand auch ein Spannungsabfall eintritt. Ausserdem die Widerstände der Zuleitungen und evtl. Spannungsschwankungen der Versorgung.
Um die daraus resultierenden systematischen Fehler zu vermeiden, sind die Geber der 4..20mA Schnittstelle regelmäßig als Stromquellen bzw. -senken konstruiert.
Das bedeutet, dass der Strom in weiten Grenzen unabhängig von der am Geber abfallenden Spannung ist.

Deshalb empfiehlt es sich auch nicht den Geber durch einen Widerstand zu ersetzen, sondern durch eine Stromquellenschaltung.
Diese muss nicht kompliziert sein, sondern ein LM317 mit einem für 1,2V berechneten Lastwiderstand reicht dafür aus.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 17 Jan 2010 14:39 ]

BID = 663569

siggns

Neu hier



Beiträge: 33
Wohnort: Schierling

Hm,

das ist natürlich ein viel wissenschaftlicherer Ansatz
Eine Stromquellenschaltung, wie Du sie vorgeschlagen hast, wäre natürlich perfekt.
Die Spannungsquelle ist sehr exakt (stabilisierter Spannungswandler) und den Rest werde ich nächste Woche einfach mal an der realen Schaltung auf der Maschine durchmessen.

Bis dann !

BID = 663573

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat : Otiffany hat am 17 Jan 2010 13:05 geschrieben :

Willkommen im Forum.

Alle Achtung, deine Rechnung stimmt!...
Na ja, so ganz in Fleisch und Blut übergegangen ist das noch nicht, sonst würde auf dem Blatt nicht stehen
"----> Vorwiderstand 750 A"

BID = 663574

siggns

Neu hier



Beiträge: 33
Wohnort: Schierling

uups,

aber oben stimmt das Zwischenergebnis, da steht 750 Ohm...
Kleiner Flüchtigkeitsfehler der Punktabzug gibt.

Sorry

BID = 663711

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13763
Wohnort: 37081 Göttingen

Ich hab es auch gesehen, aber als Flüchtigkeitsfehler abgetan, weil er ja schon mehrfach die richtige Bezeichnung hatte.
Gruß
Peter


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Otiffany am 17 Jan 2010 22:04 ]

BID = 664554

siggns

Neu hier



Beiträge: 33
Wohnort: Schierling

So Leute,

habe nun nochmal den Innenwiderstand des Rechners mit einbezogen.
Da es kein 6900Ohm-Poti gibt, habe ich ein 10kOhm Poti genommen und es mit dem parallel geschalteten Widerstand "angepasst".

Bitte sagt mir ob das auch in Realität so funktioniert und ob die Berechnung der Leistungen korrekt ist. Mir kommen sie nämlich sehr klein vor.

Danke!


PDF anzeigen


BID = 664714

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

Die Werte stimmen, sind aber für deinen Fall des Potis von untergeordneter Bedeutung.
was Dich interressiert, ist wann wird die maximale Leistung an den einzelnen Widerständen umgesetzt, dafür sind Sie zu dimensionieren.

an den 130 und den 470 Ohm wird die maximale Leistung umgesetzt, wenn das Poti auf 0 steht, I²*R.

130Ohm*25mA²=81mW
470Ohm*25mA²=294mW

An Re wird die maximale Leistung umgesetzt, wenn das Poti auf 10kOhm steht
(Den Spannungsteiler habe ich jetzt nicht nachgerechnet)

P=U²/R
P=13,8V²/22,3kOhm=8,5mW

Nun zum Poti, da müssen wir etwas in die elektrotechnische und mathematische Trickkiste greifen.

1. Schritt

Umformen der Spannungsquelle in eine Stromquelle.

die 130 plus 470 Ohm sind der Innenwiderstand der Spannungsquelle von 15V.

Elektrisch gleich verhält sich aber auch eine Stromquelle mit genau gleichem Nebenwiderstandund einem Strom, der dem Kurzschlussstrom der Spannungsquelle entspricht.

15V mir Innenwiderstand von 600Ohm bringt beim Kurzschluss 25mA (wie Du schon berechnet hattest)

nun Hast Du eine Schaltung, Die aus einer Parallelschaltung der Stromquelle, 600Ohm, 22,3kOhm und dem Poti besteht.

Jetzt rechnen wir 600Ohm parralel zu 22,3kOhm aus und erhalten 584 Ohm

Nun ist beweisbar

(kurze Beweisskize: Bestimme die Leistung P in Abhänigkeit von R bei gegebenem Ri und I(Stromquelle), Leite nach R ab und bestimme das Maximum von P(R), analog natürlich auch mit Spannungsquelle machbar),
das die maximale Leistung bei Innenwiderstand gleich Außenwiderstand umgesetzt wird.
P_Max poti tritt also ein, wenn das Poti 584 Ohm hat.

P_Max_Poti=584Ohm*12,5mA²=91mW.

Gruß Topf_Gun

P.S. Ich empfehle ein Poti mit logaritmischer Einteilung, denn Du siehst der Einstellberech von 12,5 bis 25mA liegt im Bereich von 584 bis 0 Ohm, bei einem linaren 10kOhm Poti ist das nur ca 1/20 des Vollausschalges.








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Die Sonne, sieh, geht auf und nieder,
täglich weicht die Nacht dem Licht,
alles sieht man einmal wieder,
nur verborgtes Werkzeug nicht!

BID = 665670

siggns

Neu hier



Beiträge: 33
Wohnort: Schierling

OK, das habe ich soweit.

Kleine Frage noch:
Du hast nun die max. Leistung am Poti bei 12,5mA ausgerechnet. Ist mir klar, wegen der Schaltung.
Aber den Bereich zwischen 2 und 25mA deckt das Poti doch voll ab, oder? So sieht es zumindest meine Rechnung vor. Also habe ich keinen "Leerweg" am Poti?!

P.S.: Hatte schon vor ein log. Poti zu verwenden

BID = 665724

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Hatte schon vor ein log. Poti zu verwenden
Tu's nicht!
Nichtlineare Potis sind entweder sehr ungenau, oder außerordentlich teuer (mehrere hundert €).
Besser ist es ein 10-Gang Wendelpoti mit dem entsprechendem Einstellknopf zu verwenden und evtl. auch noch Bereichsumschaltungen mit Festwiderständen vorzusehen.
Den zufälligen Innenwiderstand der Quelle solltest du ebenfalls nicht in der Schaltung verwenden, sondern versuchen ihn durch schaltungstechnische Maßnahmen zu eliminieren.
Derartige Daten sind nämlich meist temperaturabhängig und oft gilt dafür nicht einmal das Ohmsche Gesetz.

Den langen Beitrag von Topf_Gun habe ich allerdings nicht gelesen, wenn's einen Schaltplan gibt, werfe ich mal einen Blick darauf.

BID = 666027

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

Du hast keinen "Leerweg", aber bedenke

Du hast bei ca 500 Ohm 12,5mA
Du hast bei 0 Ohm 25 mA
Du hast bei 10 kOhm 4mA

Die eine Hälfte des Regelbereiches liegt zw. 0 und 500 Ohm (1/20 des Ausschalges), die andere Hälfte des Regelbereiches liegt zwischen 1/20 und Vollauschlag).

Du wirst also in einem Bereich viel kurbeln, im anderen Berech die Flöhe husten hören.

Gruß Topf_Gun

Edit:

http://www.dieelektronikerseite.de/.....e.htm


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Topf_Gun am 26 Jan 2010 15:44 ]

BID = 666030

nabruxas

Monitorspezialist



Beiträge: 9265
Wohnort: Alpenrepublik

Saublöde Frage:
Gibt es log. Feintriebe?
Ist mir zwar noch nicht untergekommen, dass soll aber nichts heißen.

_________________
0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: nabruxas am 26 Jan 2010 16:00 ]

BID = 666033

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450


Zitat :
Saublöde Frage:
Gibt es log. Feintriebe?


Geben im Sinne "zu kaufen", kaum.
Geben, im Sinne von machbar, durchaus.
Mit Kurvenscheiben etc. kann man fast alles
realisieren.
In der goldenen Zeit der "Getriebephilosophen"
Reulaux und Redtenbacher ist so was vermutlich
schon gemacht worden.
Georg

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