Hallo zusammen,
ich habe ein Problem.
Ich soll eine Ausarbeitung über das Messen nicht elektrischer Größen erstellen und habe mir das Messen von der Beleuchtungsstärke vorgenommen.
Nun habe ich das Problem, ich weiß nicht, wie ein Beleuchtungsstärkemessgerät (Luxmeter) aufgebaut ist.
Ich würde gerne Wissen, wie dieses Gerät genau funktioniert.
Auf diverse Internet- ,Foren- und Enzyklopädieseiten habe ich schon
nachgeschaut, habe aber nicht wirklich tiefgreifendes gefunden, was den Aufbau bzw. die Funktion des Gerätes darstellt bzw. beschreibt.
Hier meine konkreten Fragen:
1.)
Von welchen Bauelementen werden die Lichtsignale empfangen und wie werden diese in dem Gerät weiter verarbeitet (umgewandelt), sodass diese auf der Anzeige erscheinen?
(Bitte möglichst detailiert beschreiben, wenn möglich mit bildlicher Darstellung zum besserem verständnis)
2.)
Ist es möglich, den Angezeigten Wert über eine USB Schnittstelle auf dem PC/Laoptop anzuzeigen?
3.)
Ist ein Luxmeter das selbe wie ein Fotometer?
Ich bedanke mich schonmal im vorraus für die Antworten.
Matze.
Hilfe bei der Messtechnik
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MatzeSH
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lenco
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MatzeSH
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Hallo Oberwelle,
zur Zeit bin ich Stundent, aber ich wäre über jegliche Art von Infos erfreut.
Unabhängig von der Art der "Schulstufe", denn bevor ich was über das Thema schreiben kann, muss ich es ja erst einmal verstehen.
Vielleicht noch ein kleiner Hinweis, es geht um's Messen nicht elektrischer Größen und wie ich diese nach dem Messen digitalisieren kann (in digitale Signale umwandeln kann).
Danke Matze.
zur Zeit bin ich Stundent, aber ich wäre über jegliche Art von Infos erfreut.
Unabhängig von der Art der "Schulstufe", denn bevor ich was über das Thema schreiben kann, muss ich es ja erst einmal verstehen.
Vielleicht noch ein kleiner Hinweis, es geht um's Messen nicht elektrischer Größen und wie ich diese nach dem Messen digitalisieren kann (in digitale Signale umwandeln kann).
Danke Matze.
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ohoyer
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Im Prinzip isses ja einfach: Man hat eine Messgrösse wie Temperatur, Licht, Druck etc., dann eine Blackbox (den Fühler), der magische Dinge tut und danach an den Ausgängen einen elektrisch messbaren Wert präsentiert.
Gebräuchliche Grössen sind hier Widerstand, Strom und Spannung.
Beispiel Temperaturmessung:
Passive Fühler wie NTC oder Pt100 sind Widerstandsbasiert, dh. bei einer Temperatur X haben diese einen Widerstand Y, der anhand Kennlinie oder mathematischer Beziehung ausgewertet werden kann. Hier macht das Messgerät eine einfache Widerstandsmessung und wertet den Wert aus bzw. rechnet ihn in eine Temperatur um.
Aktive Fühler sind dann entweder Spannungs- oder Strombasiert.
Spannungsbasierte Fühler werden von einer wo auch immer befindlichen Spannungsquelle mit Strom versorgt, und auf einem Ausgang steht dann eine Spannung an, die gemessen wird. Üblich sind hier z.B. 0-10V DC.
In der Praxis wird sowas oft als Dreileitersystem mit gemeinsamer Masse realisiert, da hier die Distanzen wegen Spannungsfall etc. nicht allzu lang sein sollten.
Strombasierte Fühler gleichen hier den Leitungswiderstand etc. aus, hier wird der Fühler ebenfalls von wo auch immer mit Spannung versorgt und liefert als Ausgangssignal einen Strom. Da Strom über den gesamten Leitungsweg nunmal konstant sein muss, wird hier auch die Länge kompensiert. Üblich sind hier z.B. 4-20mA DC. Hier kann man auch mit zwei Drähten arbeiten, z.B. 15V DC anlegen und dann messen, was der Fühler (der etwas Schaltlogik im Sensor selbst drinhat) an Strom fliessen lässt.
Auswahl dieser Typen erfolgt immer abhängig von der konkreten Applikation, z.B.:
- Was für Eingänge hat denn überhaupt meine Steuerung/Messgerät, wo ich das aufklemmen will? (Im Labor fast egal, im Feld, wo die SPS garantiert nur noch einen Eingang frei hat und man ansonsten wieder teure Baugruppen nachkaufen muss, schon so eine Preisfrage)
- Welche Leitungslängen zum Fühler brauche ich?
- Wie genau muss ich messen?
- Welche Einstreuungen und Verfälschungen erwarte ich?
An dieser Stelle mal ein Bericht, wo ich letzte Woche mit einem Klimatechniker noch komische Symptome an einem Temperaturfühler gejagt habe:
Klimaanlage hat einen Fühler, der die Wassertemperatur des Wasser-Glykol-Kreislaufes misst. Unterhalb einer bestimmten Vorlauftemperatur (also wenns draussen kalt genug ist) braucht man dann keinen Kompressor mehr, sondern kann mit dem Wasser draussen ja direkt auf die Wärmetauscher gehen (sog. freie Kühlung in den Prospekten der Klimaleute)
Hier sahen wir hohe Schwankungen in den Werten, teilweise bis zu 5K in 2s, was nicht sein kann.
Fühler ist strombasiert, also 15V DC rein, 4-20mA DC raus. Auswertung per Controller der Klimaanlage, die danach die Temperatur per Kennlinie bestimmt.
Messung ergab, dass das Signal von ca. 15 mA sauber anstand, mit minimalster Schwankung. Weitere Messung mit einem empfindlichen Multimeter ergab, dass noch ca. 0,2 mA AC auf dem Zweileiterfühler drauf waren, die wir uns nur durch Induktion etc. durch nebenliegende Baugruppen wie FU, Kompressor, Pumpen erklären konnten oder wollten, dan an anderen Anlagen im gleichen Raum identisch verlegte Fühler bessere Werte lieferten.
Hier ergab auch ein Vergleich mit einem älteren Multimeter, was nicht echtefektiv (True RMS) misst, dass hier 0,6 mA gemessen wurde, was a)zeigt, dass das Signal alles ausser Sinus sein kann, und b) man heutzutage älteren Geräten etwas misstrauisch gerade bei AC-Messungen begegnen muss, von der fehlenden Einstufung in die Schutzklasse CAT XY mal zu schweigen...
Ein Kondensator mit 100nF von der Fühlerleitung gegen Masse behob hier das Problem, genaue Ursachenforschung bzgl. der Quelle der Einstreuungen steht noch aus.
Gebräuchliche Grössen sind hier Widerstand, Strom und Spannung.
Beispiel Temperaturmessung:
Passive Fühler wie NTC oder Pt100 sind Widerstandsbasiert, dh. bei einer Temperatur X haben diese einen Widerstand Y, der anhand Kennlinie oder mathematischer Beziehung ausgewertet werden kann. Hier macht das Messgerät eine einfache Widerstandsmessung und wertet den Wert aus bzw. rechnet ihn in eine Temperatur um.
Aktive Fühler sind dann entweder Spannungs- oder Strombasiert.
Spannungsbasierte Fühler werden von einer wo auch immer befindlichen Spannungsquelle mit Strom versorgt, und auf einem Ausgang steht dann eine Spannung an, die gemessen wird. Üblich sind hier z.B. 0-10V DC.
In der Praxis wird sowas oft als Dreileitersystem mit gemeinsamer Masse realisiert, da hier die Distanzen wegen Spannungsfall etc. nicht allzu lang sein sollten.
Strombasierte Fühler gleichen hier den Leitungswiderstand etc. aus, hier wird der Fühler ebenfalls von wo auch immer mit Spannung versorgt und liefert als Ausgangssignal einen Strom. Da Strom über den gesamten Leitungsweg nunmal konstant sein muss, wird hier auch die Länge kompensiert. Üblich sind hier z.B. 4-20mA DC. Hier kann man auch mit zwei Drähten arbeiten, z.B. 15V DC anlegen und dann messen, was der Fühler (der etwas Schaltlogik im Sensor selbst drinhat) an Strom fliessen lässt.
Auswahl dieser Typen erfolgt immer abhängig von der konkreten Applikation, z.B.:
- Was für Eingänge hat denn überhaupt meine Steuerung/Messgerät, wo ich das aufklemmen will? (Im Labor fast egal, im Feld, wo die SPS garantiert nur noch einen Eingang frei hat und man ansonsten wieder teure Baugruppen nachkaufen muss, schon so eine Preisfrage)
- Welche Leitungslängen zum Fühler brauche ich?
- Wie genau muss ich messen?
- Welche Einstreuungen und Verfälschungen erwarte ich?
An dieser Stelle mal ein Bericht, wo ich letzte Woche mit einem Klimatechniker noch komische Symptome an einem Temperaturfühler gejagt habe:
Klimaanlage hat einen Fühler, der die Wassertemperatur des Wasser-Glykol-Kreislaufes misst. Unterhalb einer bestimmten Vorlauftemperatur (also wenns draussen kalt genug ist) braucht man dann keinen Kompressor mehr, sondern kann mit dem Wasser draussen ja direkt auf die Wärmetauscher gehen (sog. freie Kühlung in den Prospekten der Klimaleute)
Hier sahen wir hohe Schwankungen in den Werten, teilweise bis zu 5K in 2s, was nicht sein kann.
Fühler ist strombasiert, also 15V DC rein, 4-20mA DC raus. Auswertung per Controller der Klimaanlage, die danach die Temperatur per Kennlinie bestimmt.
Messung ergab, dass das Signal von ca. 15 mA sauber anstand, mit minimalster Schwankung. Weitere Messung mit einem empfindlichen Multimeter ergab, dass noch ca. 0,2 mA AC auf dem Zweileiterfühler drauf waren, die wir uns nur durch Induktion etc. durch nebenliegende Baugruppen wie FU, Kompressor, Pumpen erklären konnten oder wollten, dan an anderen Anlagen im gleichen Raum identisch verlegte Fühler bessere Werte lieferten.
Hier ergab auch ein Vergleich mit einem älteren Multimeter, was nicht echtefektiv (True RMS) misst, dass hier 0,6 mA gemessen wurde, was a)zeigt, dass das Signal alles ausser Sinus sein kann, und b) man heutzutage älteren Geräten etwas misstrauisch gerade bei AC-Messungen begegnen muss, von der fehlenden Einstufung in die Schutzklasse CAT XY mal zu schweigen...
Ein Kondensator mit 100nF von der Fühlerleitung gegen Masse behob hier das Problem, genaue Ursachenforschung bzgl. der Quelle der Einstreuungen steht noch aus.
„Wer mit Ungeheuern kämpft, mag zusehn, dass er nicht dabei zum Ungeheuer wird. Und wenn du lange in einen Abgrund blickst, blickt der Abgrund auch in dich hinein.“
Friedrich Nietzsche (Werk: Jenseits von Gut und Böse, Aph. 146)
Friedrich Nietzsche (Werk: Jenseits von Gut und Böse, Aph. 146)
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ohoyer
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Schau z.B. mal bei http://www.fuehlersysteme.de nach, die haben eine Auswahl an gängigen Fühlern im Programm nebst Datenblättern online, wie die die Werte nachher präsentieren.
Dann kann man in einem Laboraufbau z.B. mit einem normalen Multimeter die Werte abgreifen, in ein Protokoll eintragen und nachher umrechnen und dann eine Kurve draus malen, oder man nimmt eine Kleinsteuerung, die entsprechend programmiert wird, wie die Moeller Easy oder vergleichbar.
Beispiel hier: Gegeben sei z.B. ein Umfeld, wo man sich für irgendwas (sagen wir mal, Steuerung eines Rolladens) entschieden hat, hier eine kleine Easy 500 einzusetzen. Das Teil hat 8 digitale Eingänge, davon sind 2 als Analogeingänge schaltbar und akzeptieren nur 0-10V.
Das bedeutet, dass man hier zwangsweise Fühler 0-10V nehmen muss, oder Erweiterungsmodule kauft, oder mal eben die Steuerung durch was anderes ersetzt...
Man würde hier dann eine Easy einsetzen, die 24V DC versorgt wird, damit man die Fühler ebenfalls damit versorgen kann und nicht mehr Komponenten braucht als nötig.
Als Fühler z.B.:
http://www.fuehlersysteme.de/0697/HFA-A ... reich.html
Damit man z.B. bei hohen Aussentemperaturen die Rolläden runterfährt (Hochsommer, Mittags) wird noch ein Temperatursensor dazugesteckt:
http://www.fuehlersysteme.de/0726/AM1-E ... ormer.html
Sieht dann so aus, dass man dann vom Netzteil die SPS selbst versorgt, und die Fühler hier parallel aufgeklemmt werden, so dass eine gemeinsame Masse vorhanden ist. Wenns hell wird, wird ab einer gewissen Helligkeit der Rolladen hochgefahren (Ausgang gesetzt, der einen Motor steuert), unterhalb der Helligkeit die Rolläden runterfährt, und oberhalb einer gewissen Aussentemperatur die Rolläden unabhängig von der Helligkeit schliesst.
Dann kann man in einem Laboraufbau z.B. mit einem normalen Multimeter die Werte abgreifen, in ein Protokoll eintragen und nachher umrechnen und dann eine Kurve draus malen, oder man nimmt eine Kleinsteuerung, die entsprechend programmiert wird, wie die Moeller Easy oder vergleichbar.
Beispiel hier: Gegeben sei z.B. ein Umfeld, wo man sich für irgendwas (sagen wir mal, Steuerung eines Rolladens) entschieden hat, hier eine kleine Easy 500 einzusetzen. Das Teil hat 8 digitale Eingänge, davon sind 2 als Analogeingänge schaltbar und akzeptieren nur 0-10V.
Das bedeutet, dass man hier zwangsweise Fühler 0-10V nehmen muss, oder Erweiterungsmodule kauft, oder mal eben die Steuerung durch was anderes ersetzt...
Man würde hier dann eine Easy einsetzen, die 24V DC versorgt wird, damit man die Fühler ebenfalls damit versorgen kann und nicht mehr Komponenten braucht als nötig.
Als Fühler z.B.:
http://www.fuehlersysteme.de/0697/HFA-A ... reich.html
Damit man z.B. bei hohen Aussentemperaturen die Rolläden runterfährt (Hochsommer, Mittags) wird noch ein Temperatursensor dazugesteckt:
http://www.fuehlersysteme.de/0726/AM1-E ... ormer.html
Sieht dann so aus, dass man dann vom Netzteil die SPS selbst versorgt, und die Fühler hier parallel aufgeklemmt werden, so dass eine gemeinsame Masse vorhanden ist. Wenns hell wird, wird ab einer gewissen Helligkeit der Rolladen hochgefahren (Ausgang gesetzt, der einen Motor steuert), unterhalb der Helligkeit die Rolläden runterfährt, und oberhalb einer gewissen Aussentemperatur die Rolläden unabhängig von der Helligkeit schliesst.
„Wer mit Ungeheuern kämpft, mag zusehn, dass er nicht dabei zum Ungeheuer wird. Und wenn du lange in einen Abgrund blickst, blickt der Abgrund auch in dich hinein.“
Friedrich Nietzsche (Werk: Jenseits von Gut und Böse, Aph. 146)
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MatzeSH
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- Beiträge: 25
- Registriert: Freitag 6. Juli 2007, 15:53
Hallo zusammen,
die Links die Ihr mir angegeben habt, helfen mir schon richtig weiter.
Auch die Infos in den Beiträgen.
Vielen Dank an alle.
Matze.
PS.:
Bitte noch weitere Beiträge/Links posten, wenn Ihr noch welche habt bzw. kennt.Danke.
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Auch die Infos in den Beiträgen.
Vielen Dank an alle.
Matze.
PS.:
Bitte noch weitere Beiträge/Links posten, wenn Ihr noch welche habt bzw. kennt.Danke.
Zwei Dinge sind unendlich:
das Universum und die menschliche Dummheit.
Aber beim Universum bin ich mir nicht ganz sicher.
Albert Einstein
das Universum und die menschliche Dummheit.
Aber beim Universum bin ich mir nicht ganz sicher.
Albert Einstein