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OV G56 BSG LEONI Messmittel und deren richtige Nutzung VORTRAG ANLÄSSLICH INFOABEND DES OV G56 DER VERSUCH EINER ZUSAMMENFASSUNG 15.03.2013© ROLAND SCHULTNER.

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Präsentation zum Thema: "OV G56 BSG LEONI Messmittel und deren richtige Nutzung VORTRAG ANLÄSSLICH INFOABEND DES OV G56 DER VERSUCH EINER ZUSAMMENFASSUNG 15.03.2013© ROLAND SCHULTNER."—  Präsentation transkript:

1 OV G56 BSG LEONI Messmittel und deren richtige Nutzung VORTRAG ANLÄSSLICH INFOABEND DES OV G56 DER VERSUCH EINER ZUSAMMENFASSUNG © ROLAND SCHULTNER DL8XS 1

2 Worum soll es heute Abend gehen? Strom- und Spannungsmessung Analog oder Digital? Widerstandsmessung Kapazitätsmessung Induktivitätsmessung Frequenzmessung Leistungsmessung Halbleitertester Drehspulinstrument Digitalvoltmeter Röhrenvoltmeter Messbrücke(n) Frequenzzähler Oszilloskope Dummyload Dip Meter © ROLAND SCHULTNER DL8XS 2

3 Aber auch und insbesondere: Was kann ich falsch machen? Wie mache ich es richtig? Brauche ich höhere Mathematik um zu messen? Kann ich Messgeräte selber bauen? Was braucht der Funkamateur zum glücklich sein? Wer braucht überhaupt Messgeräte und welche? Gutes Feedback aus der Zuhörerschaft!!!!! © ROLAND SCHULTNER DL8XS 3

4 Strom- und Spannungsmessung Ohms Gesetz bestimmt den Widerstand R als Quotient zwischen U und I Der Widerstand des A-Meters fällt nicht ins Gewicht, da er vor dem zu bestimmenden Widerstand R liegt und die Spannung U direkt am Widerstand gemessen wird Der Strom I ist allerdings nicht mit dem A- Meter messbar da das A-Meter die Summe aus I und einem durch das V-Meter fließenden Messstromes misst © ROLAND SCHULTNER DL8XS 4

5 Daher gilt ab jetzt Strommessungen immer stromrichtig und Spannungsmessungen immerspannungsrichtig durchführen oder Voltmeter bitte hochohmig Amperemeter bitte niederohmig Messung an unverfälschender Stelle © ROLAND SCHULTNER DL8XS 5 Jede Spannung geht von einem Generator aus, der einen Innenwiderstand hat

6 Strom- oder Spannungsrichtig? Stromrichtig (Spannungsfehler) Spannungsrichtig (Stromfehler) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 6 Beispiel: Widerstandbestimmung; R I der Batterie vernachlässigt

7 Analog oder Digital? Analog Signalveränderungen erkennbar Grobe Abschätzung schnell möglich Technisch einfach zu realisieren Mechanisch etwas empfindlich Genauigkeitsklassen ab ca. 1% Genauigkeit im unteren Skalenbereich schlecht Älteste Messgeräteart Digital Hohe Genauigkeit auch im unteren Skalenbereich Veränderungen des Messsignals evtl. nicht oder nur schlecht erkennbar (abhängig vom Verfahren) Technisch aufwändiger Mechanisch robust Genauigkeitsanspruch nicht immer gerechtfertigt (Fehlbedienung möglich) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 7 Beide Messverfahren haben ihre Vorteile und in der Regel ergänzen sie sich!

8 Voltmeter / Amperemeter Drehspulsysteme Röhrenvoltmeter © ROLAND SCHULTNER DL8XS 8

9 Bereichsumschaltung Voltmeter Amperemeter © ROLAND SCHULTNER DL8XS 9

10 Bereichsumschaltung Voltmeter Amperemeter © ROLAND SCHULTNER DL8XS 10

11 Digitalvoltmeter © ROLAND SCHULTNER DL8XS 11

12 Digitalvoltmeter Umsetzung der analogen Spannung in eine Digitale Bitfolge Zählung der Bits Anzeige des Zählerstandes Latch Wiederholung des Ganzen >50/sec Ansonsten wie gehabt © ROLAND SCHULTNER DL8XS 12

13 Widerstandsmessung Multimetersystem Messbrücke © ROLAND SCHULTNER DL8XS 13 Abgleich bei Null nötig Genauigkeit ausreichend Abgleich zu Null Strom Sehr hohe Genauigkeit

14 Wattmeter ENTWEDERODER © ROLAND SCHULTNER DL8XS 14 P = I * U = U 2 / R oft R = 50Ω und I nicht gut messbar

15 Wattmeter 2 MESSOBJEKT(E)R L = 50Ω © ROLAND SCHULTNER DL8XS 15

16 Wattmeter © ROLAND SCHULTNER DL8XS 16 Dummy load mit Messausgang P = U²/R R= 1kΩ/anzahl Grundsätzlich gilt: Leistungsanpassung nötig Messung nur an bekannten Impedanzen Last vorher abtrennen (durch DL ersetzen) DL gegebenenfalls mit DC kalibrieren Messung ohne DL (RL nicht nötig) nur möglich, wenn Systemimpedanz bekannt

17 DeziBel (oder Dezibel) Darstellung von Leistungsverhältnissen (Pegel) im dekadischen logarithmischen Maßstab L = lg (P 2 /P 1 ) in B = 10*lg (P 2 /P 1 ) in dB oder L = lg (U 2 ²/U 1 ²) in B = 20*lg (U 2 /U 1 ) in dB Üblich ist die Verwendung des DeziBel (dB) Oft mit fixen Bezugsgrößen (Leistung oder Spannung) Addiert man Logarithmen, multipliziert man deren Argumente Das vereinfacht sogenannte Pegelpläne für komplexe Anlagen © ROLAND SCHULTNER DL8XS 17

18 Dezibelrechnung 0dB entspricht P 2 = P 1 also Verstärkung 1 oder Leistungsgleichheit 10dB entspricht P 2 = 10*P 1 20dB entspricht P 2 = 100*P 1 und -10dB entspricht P 2 = 0,1*P 1 also Dämpfung um Faktor 10 Oft auch Angabe in dBu Spannungspegel mit Bezugsgröße 0,7746V (sqrt(600Ω*0,001W)) dBµ Bezugsgröße 1µV/m Feldstärke dBm Bezugsgröße 1mW dBA A-bewerteter Schallleistungspegel (20µPa) dBV Spannungspegel mit Bezugsgröße 1V © ROLAND SCHULTNER DL8XS 18

19 Halbleiterprüfung (vereinfacht) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 19 B-E sowie B-C sind Siliziumdioden C-E sind 2 gegeneinander geschaltete Dioden Die durch einen Widerstand von C nach E durchschalten Polarität bei PNP umgekehrt Achtung: Ohmmeter haben Minuspol an rotem Anschluss NPN Transistor 0,7V

20 Halbleiterprüfung (vereinfacht) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 20

21 Kapazitätsmessung (Prinzip) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 21 U x = I 0 /C x *t

22 Kapazitätsmessung (NE555) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 22 R1 und R2/3 bestimmen den Messbereich 2 verschiedene Wertetripel angegeben Details bei

23 Kapazitätsmessung (Beispiel) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 23 Messung der Impulsbreite mit Oszilloskop

24 Induktivitätsmessung (Prinzip) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 24 +U Ausgang F(L/C) Bereichsumschaltung Lx

25 © ROLAND SCHULTNER DL8XS 25 Messbereiche C=0,01pF bis~2µF 5% L=0,01µH bis 100mH 5-10% PIC16F84 als µController Weitere Infos L und C Messgerät

26 © ROLAND SCHULTNER DL8XS 26

27 Frequenzzähler © ROLAND SCHULTNER DL8XS 27 50MHz PIC 16F84 LCD Display

28 Frequenzzähler m. Vorverstärker © ROLAND SCHULTNER DL8XS 28 50MHz PIC 16F84 LCD Display

29 Frequenzzähler m. Eingangsdioden © ROLAND SCHULTNER DL8XS 29 50MHz PIC 16F84 LCD Display

30 Frequenzzähler m. Vorteiler © ROLAND SCHULTNER DL8XS 30 1GHz PIC 16F84 LCD Display Vorteiler 64:1

31 Oszilloskop © ROLAND SCHULTNER DL8XS 31 tptp Frequenzbestimmung mit der Formel F y = 1 / t p

32 Matrixbildschirm © ROLAND SCHULTNER DL8XS 32

33 Oszilloskop 2 Dynamische Darstellung des Signals mit Messmöglichkeit [U(t); F] Zweikanalosz. nutzen schnellen Umschalter für das Y-Signal und stellen beide Teilsignale gleichzeitig dar Trigger zur Steuerung der Sägezahnsignale (Zeitbasen) helfen die Darstellung optisch zu stabilisieren Geeichte Zeitbasen und geeichte Verstärkungsfaktoren lassen Spannungs- und Frequenzmessung zu Oszilloskope sind prinzipiell Spannungsmessgeräte (Strommessungen über Zusätze möglich) Oszillografen (alte Bezeichnung) Tastköpfe für die Signalspannung oft mit 1:10 Teiler Verhältnis (hoher R I ) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 33

34 Schwingkreismessungen Interessiert an Resonanzfrequenz und Kreisgüte Messung MIT parasitären Kondensatoren, Widerständen und Ls Benutzt wird das Prinzip der Leistungskopplung zwischen Schwingkreisen gleicher Resonanzfrequenz LC 1 entzieht LC 2 bei seiner Resonanzfrequenz die meiste Energie LC 2 ist aktiver Schwingkreis eines Grid Dip Meters Resonanzfrequenz des Dip Meters wird variiert Nimmt die Leistung des schwingenden Kreises ab, entzieht also der Sekundärkreis Energie, sind beide Resonanzfrequenzen gleich Je höher der Energieentzug, je höher die Kreisgüte © ROLAND SCHULTNER DL8XS 34

35 Dip Meter © ROLAND SCHULTNER DL8XS 35

36 Dip Meter (Prinzip) © ROLAND SCHULTNER DL8XS 36

37 Zusammenfassung Wer viel misst misst Mist Auch aufwändige Messgeräte müssen intelligent eingesetzt werden Messen ist keine Hexerei Kritisch gegenüber Messergebnissen macht Sinn Messen kann sehr interessant sein. Ich hoffe, dieser Vortrag war das auch Danke fürs Zuhören © ROLAND SCHULTNER DL8XS 37


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