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Spannungen dividieren, wie?
#1
Hi,

ich habe zum Beispiel zwei Spannungen, einmal 10V und einmal 2V.
Jetzt möchte ich mit einem LED/LCD-Meßgerät die Spannungen dividieren (10 / 2 = 5), es soll auf der Anzeige also 5 stehen.
Wie kann ich das mit vertrebarem Aufwand realisieren?
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

Wer niemals fragt, bekommt nicht einmal ein Nein zur Antwort.

In Memorandum 2018
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#2
Huh
eine Spannungsgröße mit einer anderen teilen, das begreife ich nicht so richtig. Eine Spannung von einer anderen subtrahieren, z.B. mit einem Differenzverstärker, das funktioniert und leuchtet auch ein.
Eine Kenngröße eines Verstärkers ist die Spannungsverstärkung. Da wird die Ausgangsspannung und die Eingangsspannung gemessen und dann mathematisch Ua : Ue geteilt und man bekommt "v", die Spannungsverstärkung. Womit willst Du denn das messtechnisch darstellen? Und vor allem, warum?
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#3
Hi Wolfram,

R = U : I geht ja bekanntlich im DMM, jetzt soll aber U1 : U2 geteilt und direkt angezeigt werden. Idea

Warum ist noch ein Geheimnis, die Frage ist erst einmal nur theoretisch zu betrachten.
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

Wer niemals fragt, bekommt nicht einmal ein Nein zur Antwort.

In Memorandum 2018
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#4
(19.06.2017, 20:47)Opa.Wolle schrieb: Hi Wolfram,

R = U : I geht ja bekanntlich im DMM, jetzt soll aber U1 : U2 geteilt und direkt angezeigt werden.  Idea

Warum ist noch ein Geheimnis, die Frage ist erst einmal nur theoretisch zu betrachten.

Hallo, Wolfgang,
Die Fragestellung ist noch zu wenig präzise.
Folgende Fragen hätte ich noch:
Für Gleichspannung oder Wechselspannung, oder beides?
Bei Gleichspannung unipolar oder bipolar?
Spannungsbereich 0 bis 10 Volt für U1, U2, und auch für Ausgangswert?
U1 stets größer als U2?
Gefordertes Verhalten bei Division durch Null?
Übersteuerungsanzeige /Bereichsüberschreitungsanzeige?
Externe Stromversorgung möglich?
Wie schnell muss das Ganze sein? Mehrere Sekunden für erreichen des korrekten Ausgangswertes zulässig?

Ich habe durchaus Ideen, muss mir aber dann noch überlegen, ob ich das vor der Veröffentlichung patentieren lassen sollte:-)

VG Henning
Schlau ist, wer weiß, wo er nachlesen kann, was er nicht weiß.
Nur Messungen liefern Fakten, alles andere ist Kaffeesatz.
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#5
Hi Henning,

Für Gleichspannung oder Wechselspannung, oder beides? Wechselspannung
Spannungsbereich 0 bis 10 Volt für U1, U2, und auch für Ausgangswert? Max. 10Volt
U1 stets größer als U2? Ja
Gefordertes Verhalten bei Division durch Null? Egal
Übersteuerungsanzeige /Bereichsüberschreitungsanzeige? Nicht notwendig
Externe Stromversorgung möglich? Ja
Wie schnell muss das Ganze sein? Mehrere Sekunden für erreichen des korrekten Ausgangswertes zulässig? Ja

Und viel Erfolg beim Patentieren! Smiley58
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

Wer niemals fragt, bekommt nicht einmal ein Nein zur Antwort.

In Memorandum 2018
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#6
(19.06.2017, 20:47)Opa.Wolle schrieb: Hi Wolfram,

R = U : I geht ja bekanntlich im DMM, jetzt soll aber U1 : U2 geteilt und direkt angezeigt werden.  Idea

Warum ist noch ein Geheimnis, die Frage ist erst einmal nur theoretisch zu betrachten.

Das Problem der analogen Division ist eigentlich so alt wie die Analogelektronik selber. Heutzutage wird das Problem
meistens durch A/D Wandlung, digitale Division und wieder D/A Wandlung gelöst, aber es ging und geht natürlich auch
rein analog.

Als Schaltungsvarianten kommen komplexere Op-Amp Schaltungen mit Feedback in Frage, andere Schaltungen basieren
auf der Subtraktion der logarithmierten Spannungen, also U1/U2=exp(ln(U1)-ln(U(2)) unter Zuhilfenahme der exponentiellen
U-I Kennlinien von Halbleitern, und wieder andere Schaltungen gehen den Umweg über einen Rechteckoszillator mit
Pulsweitenmodulation durch die Eingangsspannungen und anschließendem Ausmitteln.

Die gute Nachricht: Das Thema rein analoge Division ist auch heute noch aktuell und es gibt ICs dafür. Eine Möglichkeit
wäre der AD734. Dieser wird noch aktuell produziert und ist im PDIP-14 Gehäuse im Elektronik Handel erhältlich (also
kein SMD Aufbau nötig). Das Datenblatt dazu ist sehr ausführlich und betrachtet in einem eigenen Abschnitt die Anwendung
als Dividierer. Damit sollte die Aufgabe einfach, elegant und mit sehr guter Genauigkeit zu lösen sein.


Gruß BusUndervolt
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#7
Na,

das ist doch einmal eine positive Antwort, das Datenblatt des AD734 werde ich mir sofort ansehen.
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

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In Memorandum 2018
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#8
Hallo, Zusammen,
Ich hatte beruflich früher mit Gammakameras zu tun, und dort mussten Nadelimpulse mit hoher und zufälliger Impulsfolge über mehrere Kanäle verarbeitet werden. Zur Positionsbestimmung jedes einzelnen Events mussten mehrfach analoge Divisionen durchgeführt werden.

Schaltungstechnisch wurde das dadurch gelöst, das ein analoger Multiplizierer im Gegenkoppelzweig eines Operationsverstärkers angeordnet wurde. Diese Dinger waren Zigarettenschachtelgroße verlötete Blechdosen, und der Hersteller hat uns diese Dinger für eine unverschämte Summe verkauft.
Wir haben mal eine solche Dose geöffnet, drin war auf einer 0,2mm dünnen Leiterplatte eine Schaltung mit hunderten Widerständen, keramischen Kondensatoren, und mehr als 40 Transistoren, das Ganze mit einem thermisch leitenden Gel vergossen.

Die Schaltung datiert von 1975, und wurde bis in die 90er Jahre gebaut, und war da immer noch absolut konkurenzfähig.

Immerhin war eine Präzision in Verstärkung, Kanalgleichheit von 4 Koordinatensignalen, Drift durch Temperatur und Alterung von insgesamt 0,5% gefordert, und das haben die Geräte auch nach Jahrzehnten noch erreicht.

Der technische Fortschritt machte dann irgendwann vieles billiger, aber nicht besser.

VG Henning
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#9
Hallo Wolfgang,

ich habe mal mit dem AD633 experimentiert. Dieser Baustein kann multiplizieren und dividieren. Datenblatt mit Applikationen liegt bei mir vor und kann ich dir auf Wunsch per email schicken.

Dies funktioniert auch mit Wechselspannungen niedriger Frequenz. Da ich deine Anwendung nicht genau kenne, kann ich nicht sagen, ob er für dich geeignet ist.

Je nach Interesse könnte ich dich mit meinem Kollegen kurzschließen, der sehr viel damit gearbeitet hat und deutlich mehr Erfahrung als ich auf dem Gebiet hat.

So sieht die Schaltung zur Division aus:



       


Auf dem Eingang E und E x gehen die beiden Eingangsspannungen. Am Anschluss W erhält man E/E x. Über einen Spannungsteiler kann man dann auf den erforderlichen Spannungsbereich heruntersetzen. Diese Schaltung dividiert vorzeichenrichtig.
Grüße aus dem Odenwald,

Werner



Lesen gefährdet die Dummheit!
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#10
Hi Werner, das ist ja einfach!

Warum das Ganze?
Jacob hat ja sein Z-Meßgerät vorgestellt, dort kann man den Widerstandswert ohne Rechnen ablesen.
Man muß nur einmal die Eingangswechselspannung an den eingesetzten Widerstand anpassen.
Mein Gedanke war nun, diese Spannungen ohne Abgleich direkt ablesen zu können.
Also den Trafo primär- und sekundärseitig anschließen, Knopf drücken und fertig.
Daher wäre dann Z = U / I mit nur einer Anzeige ermittelt.
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

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In Memorandum 2018
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#11
Hallo, Wolfgang,
Die Idee ist super. Daraus kann ein n sehr nützliches Gerät entstehen. Bitte, patentfreiSmile.
Gruß,
Ivan
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#12
Hallo, Wolfgang,
Wenn es nur darum geht, brauchst Du nur 2 Bauteile, und einen kleinen Netztrafo.

Die Dauer der Prozedur beträgt weniger als einige wenige Sekunden. Das Übersetzungsverhältniss wäre direkt ablesbar.

Neugierig geworden: Die Lösung kommt in einigen Tagen, bis dahin überlasse ich Euch Euren kleinen grauen Zellen :-)


Und nein, ich bin kein Sadist, aber nachdem der Sinn des Ganzen zu Anfang auch nicht genannt wurde, 
Lasse ich mir auch mit meiner Lösung etwas Zeit.

VG Henning
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#13
(20.06.2017, 14:33)Opa.Wolle schrieb: Hi Werner, das ist ja einfach!

Warum das Ganze?
Jacob hat ja sein Z-Meßgerät vorgestellt, dort kann man den Widerstandswert ohne Rechnen ablesen.
Man muß nur einmal die Eingangswechselspannung an den eingesetzten Widerstand anpassen.
Mein Gedanke war nun, diese Spannungen ohne Abgleich direkt ablesen zu können.
Also den Trafo primär- und sekundärseitig anschließen, Knopf drücken und fertig.
Daher wäre dann Z = U / I mit nur einer Anzeige ermittelt.

Hallo Wolfgang

Kurze Rückfrage: Du willst mit dem Dividierer die Wechselspannungen, die in Jakob's Schaltung (Thread: Ermittlung des Wechselstromwiderstandes (Impedanz) von Tontrafosvon, Post #8) von den Multimetern angezeigt werden dividieren?


Gruß BusUndervolt
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#14
Hi Ivan, könnte nützlich sein, und natürlich patentfrei.

Prima Henning, ich werde ungeduldig auf Deine Lösung warten.

Hi Bus, die Wechselspannungen nach Jogi, 50Hz sind ja bei Jacob nicht zu gebrauchen.
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

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#15
Na Henning,

jetzt hast Du Dich aber lange genug geziert, heraus mit der Schaltung, aber flott! Big Grin
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

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#16
Hallo, Zusammen,

stimmt...

benötigt wird ein Poti, möglichst präzise, mit Knopf und Skala, sowie ein Kopfhörer.

Da es ja um die Messung des Übersetzungsverhältnisses eines NF-Trafos geht, wird der Anfang der hochohmigen Wicklung an einen Tongenerator angeschlossen, die Enden der Primär und der Sekundärwicklung auf MAsse.

Das Poti wird ebenfalls mit dem Anfang der Schleifbahn am Tongenerator, mit dem Ende an Masse angeschlossen.

Der Kopfhörer wird nun zwischen dem Schleifer des Potis und dem Anfang der Sekundärwicklung geschaltet.

Messvorgang: Tongenerator einschalten, Poti auf die Stelle drehen, wo kein Signal mehr hörbar ist, Spannungsverhältniss auf der Skala ablesen.

Die Skala muss selbstverständlich zuvor noch erstellt werden.

Wenn man das einmal hat, kann man damit in Sekundenschnelle jeden Trafo nachmessen.

Ich hoffe, diese Idee ist verständlich, wird übrigends in Messbrücken auch so angewendet.

VG Henning

PS: Selbstverständlich kann man das durch entsprechende Beschaltung des Potis noch verbessern.....
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