| Autor |
Nachricht |
JOberst
Anmeldungsdatum: 18.03.2012
Beiträge: 69
|
 JOberst Verfasst am: 01. Apr 2012 11:22 Titel: Fehler bei Messung der Leerlaufspannung |
 |
|
Hallo!
An eine 10V Quelle wurde ein 1kOhm Potentiometer angeschlossen und die Leerlaufspannung von 10 Stufen des Abgriffs mit einem 10MOhm-Multimeter gemessen.
Der Wert des Innenwiderstands Ri für den Abgriff am Poti von k=0,1 (von 0 bis 1) beträgt 90 Ohm. Die hierfür theoretisch zu messende Spannung liegt bei 1,00 Volt. Gemessen wurden allerdings 1,129 Volt, also fast 13 % zu viel. Die weiteren Werte liegen wesentlich näher an den errechneten (1-2%). Gibt es dafür einen schlüssigen Grund oder wurde schlecht gemessen?
Ich kann auch eine Skizze anfügen, aber das Problem dürfte soweit klar sein denke ich, der Aufbau ist ja nicht sehr kompliziert.
|
|
 |
D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
|
|
|
JOberst
Anmeldungsdatum: 18.03.2012
Beiträge: 69
|
| JOberst Verfasst am: 01. Apr 2012 13:09 Titel: |
|
|
Hallo!
Das mit den 20% wusste ich nicht, aber die anderen Werte der Messreihe sind ja auch wesentlich genauer ...
Die 90Ohm sind in meinem Fall der Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle für den Fall, dass das Poti bei 0,1 steht. Also nicht direkt in deine Zeichnung einzutragen. In der Zeichnung wäre R2=900 Ohm und R1 =100 Ohm bei k=0,1.
Dann ergibt sich der Innenwiderstand aus Ri = R*k*(1-k) = 90 Ohm.
Die theoretische Spannung ist
\frac{R}{R_L} } )
wobei R_L der Lastwiderstand ist der in dem Fall ja unendlich ist.
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 01. Apr 2012 14:04 Titel: |
|
|
| JOberst hat Folgendes geschrieben: | | wobei R_L der Lastwiderstand ist der in dem Fall ja unendlich ist. |
RL ist zwar nicht unendlich, aber in jedem Fall sehr viel größer als Ri. Und auch nicht 10^4 Ohm, wie D2 uns weismachen will, sondern 10^7 Ohm. Abgesehen davon ist es ausgesprochen unüblich, D2, den Vorwiderstand eines Voltmeters parallel zum Messwerk zu zeichnen. Das wäre nur richtig, wenn man den Messwerkwiderstand als unendlich groß annähme.
Die gemessenen 1,29V sind entweder ein Messfehler oder ein Ergebnis der ungenauen Potentiometerteilung, wie D2 bereits angedeutet hat.
|
|
|
JOberst
Anmeldungsdatum: 18.03.2012
Beiträge: 69
|
| JOberst Verfasst am: 01. Apr 2012 14:18 Titel: |
|
|
| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Die gemessenen 1,29V sind entweder ein Messfehler oder ein Ergebnis der ungenauen Potentiometerteilung, wie D2 bereits angedeutet hat. |
Das ist ärgerlich, denn wie schon gesagt sind alle anderen Werte sehr gut, daher liegt es wohl eher nicht am Poti. Die 13% dürften somit ein grober Fehler sein -.-
|
|
|
D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
|
| D2 Verfasst am: 01. Apr 2012 15:34 Titel: |
|
|
Ist das eine echte Messung? Kannst du Poti auf 180° drehen , und ihn auf 0,9 stellen? Oder einen anderen Poti verwenden?
http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsquelle
Ist bekannt ob es sich um eine Spannungsquelle handelt, die ich versucht habe zu zeichnen?
Kannst du diese mit anderem Widerstand belasten, um die Belastung deinen Spannungsquelle zu testen?
http://www.mmm.ethz.ch/dok01/d0000223.pdf
Ich habe verschiedene Variante ausprobiert und Poti zw. 800 -1200 Ohm gewählt. Niemals fiel die Ausgangsspannung unter 11,29 V gefallen.
Auch wenn man annimmt, dass die Klemmspannung 12 V beträgt, ist bei mir
Ri ziemlich genau 75 Ohm falls der Poti 1200 Ohm hat.
Sollte der Poti 800 Ohm haben , dann ist Ri auch 50,3 Ohm, also deutlich kleiner als 90 Ohm.
Kannst du Strom, der durch Poti fließt messen?
Bzw. Spannungen in Position 0,5 und 0,9?
Noch eine Erklärung ist die Unterteilung in 0,1 Schritten am Poti.
Wie genaue ist diese? Und wie genaue kann man den Poti drehen?
Ach so, es gibt auch nichtlineare Potis. Eine Reihenschaltung aus gleichen(gemessenen ) Widerständen ist jedem Poti vorzuziehen.
Und was ist es eigentlich diese 10V Quelle? Wenn diese aus einem Transformator und einer Diodenbrücke besteht, dann muss man die Messungen mehrmals machen, da die Netzspannung extremen (für dein Messergebnis relevanten) Schwankungen unterliegt.
Messfehler durch Voltmeter (Hochohmig , Megaohm 10 -20E6 Bereich) können auch entstehen, da es wichtig ist in welchen Messbereich die Messung stattfindet. Je besser Messbereich ausgenutzt werden kann, desto kleiner der Fehler.
http://www.elektroniktutor.de/analog/ui_mess.html
Vielleicht kannst du mit einem Voltmeter anderen Herstellers deine Messungen widerholen?
Viel bessere Messungen verspreche ich mir mit einem Oszi.
|
|
|
Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
|
| Leonardo vom Winde Verfasst am: 01. Apr 2012 15:54 Titel: |
|
|
Moin @JOberst,
einfache Fehlersuche:
1. Klemm die Spannungsquelle ab!
2. Nimm dein Multimeter schalte es auf Ohm-Messung.
3. Miss den Widerstand des Potis bei jeder Position.
Mit Voodoo-Raten kommt man hier nicht weiter.
Schöönen Sonntag noch
_________________
Ich weiß genau was Raum und Zeit ist, aber wenn ich es erklären soll weiß ich es nicht mehr |
|
|
JOberst
Anmeldungsdatum: 18.03.2012
Beiträge: 69
|
| JOberst Verfasst am: 01. Apr 2012 17:14 Titel: |
|
|
Der Versuch ist real, ich habe ihn am letzten Mittwoch im Labor gemacht (Elektronikpraktikum 1). Weil heute Sonntag ist und ich auch noch ein Leben neben der Uni habe kann ich leider nichts nachmessen o.ä.
Der Poti sollte linear sein und die Einteilung ist ziemlich genau (Hundertstel), wodurch sich auch die ansonsten sehr guten Werte erklären lassen.
Das Multimeter hatte wie gesagt 10MOhm, der Messbereich war bei dieser einen Messung um die es geht natürlich am untersten Rand, was eine Fehlerquelle sein kann, allerdings war er das auch bei anderen Messungen.
Die Spannungsquelle ist ein Netzgerät von Hameg, den genauen Aufbau kenne ich nicht, aber die Toleranz zu den angezeigten 10,00 V ist sehr gering.
Wenn sich so kein vernünftiger Grund für diese Abweichung finden lässt muss ich morgen eben wieder hin ...
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 02. Apr 2012 10:43 Titel: |
|
|
@D2
Deine Aussagen und Angaben sind ziemlich wirr.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | Auch wenn man annimmt, dass die Klemmspannung 12 V beträgt, ist bei mir
Ri ziemlich genau 75 Ohm falls der Poti 1200 Ohm hat. |
Wieso sollte der Innenwiderstand der aus idealer Spannungsquelle und Potentiometer bestehenden realen Ersatzspannungsquelle von der Spannung abhängen?
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Sollte der Poti 800 Ohm haben , dann ist Ri auch 50,3 Ohm, also deutlich kleiner als 90 Ohm. |
Ich weiß zwar nicht, was Du als Ri bezeichnest. Gemeint ist jedoch, wie allgemein üblich, der Innenwiderstand der Ersatzzspannungsquelle bzgl. der Lastklemmen. Und der ist nun mal - eine ideale Konstantspannungsquelle vorausgesetzt - in Potentiometerstellung k
\cdot R=\frac{k\cdot R\cdot (1-k)\cdot R}{k\cdot R+(1-k)\cdot R}=\frac{k\cdot(k-1)}{k+1-k}\cdot R=k\cdot (1-k)\cdot R)
In Potentiometerstellung k=0,1 also
Und nun erkläre mal, wie Du bei einem Potentiometerwiderstand von R=1200 Ohm auf Ri=75 Ohm und bei einem Potentiometerwiderstand von R=800 Ohm auf Ri=50,3 Ohm kommst. Irgendwie ist das nur sehr schwer verständlich. Ehrlich gesagt, es ist überhaupt nicht verständlich. Denn selbst, wenn Du die Spannungsquelle als nicht ideal annimmst, ist der Innenwiderstand immer größer als der durch das Teilerverhältnis ermittelte, nie aber, wie Du es darzustellen versuchst, kleiner.
|
|
|
D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
|
| D2 Verfasst am: 02. Apr 2012 18:03 Titel: |
|
|
Zuerst wie gewünscht meine eigene Zahlen
U0 =12V , Ri =75 Ohm , R Poti 1200 Ohm, R1 = R/10 = 120 Ohm, U1 =1,129V
U0 =12V , Ri =50 Ohm , R Poti 800 Ohm, R1 = R/10 = 80 Ohm, U1 =1,129V
Sollte U0 ermittelt werden, dann errechne ich mit der Formel
U0 =(R+Ri)*U1/R1 die Leerlaufspannung.
U0 = (1200+75)*1,129/120 U 0 = 11,995625 V
U0 = (800+50)*1,129/80 U 0 = 11,995625 V
Ich habe mir zur Verfügung stehende Werte
U0 =10V , Ri =90 Ohm , R Poti 1000 Ohm, R1 = R/10 = 100 Ohm, U1 =1,129V
nach U0 =(R+Ri)*U1/R1 umgerechnet.
U0 = (100+90)*1,129/100 U 0 = 12,3061 V
Also kann die Quellenspannung, Innenwiderstand der Spannungsquelle oder vielleicht der Poti -Widerstand nicht korrekt eingegeben sein. Der Wert des Potentiometers darf +/- 20% haben, diesen habe ich mit 800 bis 1200 Ohm getestet, die Leerlaufspannung sank nicht unter 12,13 V.
Meine Vorschläge habe ich früher aufgelistet(ich habe auch weitere, aber ich warte lieber auf die Rückmeldung des Fragestellers).
Dann habe spekuliert was es sein könnte, verstehe nicht warum jemandem so was stört.
Unten kann man nachlesen wie ich zu erwähnten Formel komme.
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
70.04 KB |
| Angeschaut: |
3484 mal |
|
| Beschreibung: |
|
Download |
| Dateiname: |
MessFehl2.gif |
| Dateigröße: |
68.79 KB |
| Heruntergeladen: |
1687 mal |
|
|
|
Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
|
| Leonardo vom Winde Verfasst am: 02. Apr 2012 20:15 Titel: |
|
|
こんばんは、
@D2
ich glaube du hast die Aufgabe immer noch nicht verstanden. Die 10V kommen aus einer idealen Spannungsquelle Ri=0Ω
Im Anhang die Schaltung wie ich sie verstehe. Nachrechnen kannst du die Werte mit den Formeln von GvC.
さようなら レオ
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
7.33 KB |
| Angeschaut: |
3109 mal |
|
_________________
Ich weiß genau was Raum und Zeit ist, aber wenn ich es erklären soll weiß ich es nicht mehr |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
