Wer misst, misst Mist? Teil 2 Workshop Messtechnik Nützliches für die Praxis Christof Ermer Widerstand ist zwecklos. Wenn es so aussieht, erübrigt sich jeder Messaufwand und teures Gerät! Und das passiert schneller als man denkt. Denn auf dem Weg vom Messobjekt zum Messgerät ist genügend Platz für Fehler aller Art. Leider ist die Praxis etwas unvollkommen. Workshop Messtechnik Um was geht’s? Da „nicht alle“ schon seit Jahren nichts anderes tun, als Arbeits & Freitzeit im Labor zu verbringen, also als routinierter Profi zu arbeiten, möchte ich einige hilfreiche Gedanken vermitteln. …vorwiegend für „Beginner“ bzw. auch zur Erinnerung, wie es evtl. sein sollte. Also nicht gähnen und böse sein, wenn manches selbstverständlich scheint. Workshop Messtechnik Ideale Messung: „Kaum macht man es richtig, schon geht es !“ Schön wäre es (Konjunktiv), wenn Meßsignale 1:1 vom Sensor auf dem Meßplatz ankommen. Jedoch, wenn man ein paar „einfache“ Regeln beachtet, wird man in der Regel auch mit Erfolg belohnt. Workshop Messtechnik Die Wirklichkeit… Zahlreiche Komponenten sind an einer gewöhnlichen Messung beteiligt… und jede hat die Chance Ärger zu machen.. div. Steckverbindungen, Kabel aller Art und deren Qualität unglückliche Leitungsführung.. (an strahlendem Gerätschaften vorbei, usw.. Workshop Messtechnik Ergebins der Einflüsse des Aufbaus Workshop Messtechnik Fehlerquellen: ein Auge auf verwendetes Material werfen Hoch betagtes Kabel-Allerlei zweifelhafter Provenienz…? Beliebt, weil immer irgendwo in der Nähe. In der Not, und dann beständig… Und wann hat man schon Zeit für Neue… Workshop Messtechnik Provisorien vermeiden… ..denn Sie halten ewig. Leider nicht nur eine Redensart und jemand Anderes ist wenig motiviert es ‚besser‘ zu machen. Workshop Messtechnik Auge auf die Qualität ! Neueres Kabelmaterial vermeidet wackelige Verbindungen und „Rauschen, Knistern, merkwürdige Spikes im Signal Workshop Messtechnik Nicht unter Artenschutz stehend…. Der Adpaterwald Bei der Verwendung von Adaptern kann ein Übergang von Stecker und Kabeltypen erfolgen. Schön ist es jedoch zu wissen, was man tut. Ist es wirklich sinnvoll einen Übergang von einem Qualitäts-HF-BNC Kabel an einem Kälberstrick ähnlichen Bannanenstecker-Draht zu schaffen !? Ungünstig ist es sicher, mehrere Ampere auf diese Weise über ein BNC-Koax zu schicken! Möglich schon.!! Klug nicht.! Workshop Messtechnik Bastellösung Versus ordentlicher Aufbau Wider erwarten brauchen Bastellösungen effektiv mehr Zeit als aufwendigere saubere Lösungen. Von der Fehleranfälligkeit ganz zu schweigen. Aber maches hat seine Daseinsberechtigung Bsp: Ein Flachband – Kabeladapter. Free-wired..oder Workshop Messtechnik Gewachsene Strukturen Die straffe Schaltdrahtführung mag übertrieben erscheinen, ist aber für den Entstörfall unabdingbar. Jedenfalls stellt sich nach einiger Zeit des Laborbetriebes ein natürliches Gleichgewicht neuronaler Vernetzungen der Gerätschaften ein. Es hilft jedoch, gelegentlich ein Auge auf evtl. unsinnige, zu lange, zu kurze Verkabelungen usw. zu werfen und neu zu konfigurieren. Der Lohn, Übersicht und ein frei gewordenes Kabel, dass sofort neue Orte sucht. Workshop Messtechnik Übersichtlichkeit Die präzise Dokumentation an jeder Leitung sichert den schnellen Zugriff auf jeden Anschluss. Die massive Bauweise des Gehäuses wehrt jegliche Manipulation an der sensiblen Technik ab. Mit anderen Worten. Wir können alle etwas tun, um ein gewissen Standard zu halten. Ausuferndes Chaos zu vermeiden. Auch z.B. bei Veränderungen am Aufbau, Ausleihung von Geräten etc. andere Betroffene zu unterrichten. Workshop Messtechnik Das wollte ich nicht vorenthalten Durch die sehr transparente Kabelführung gewinnt man schnell einen Eindruck über die Struktur des Netzes Ich glaube, es ist klar, was ich sagen will. Workshop Messtechnik Erkennbare Kabelfarben Um Aufbaufehler zu vermeiden, kann/könnte z.B. zur Erkennung der Polungsrichtung unterschiedliche, sinnvolle Farben der Kabel verwendet werden. Und nicht nur das ‚Nächstbeste‘. Bewährt haben sich ROT für PLUS SCHWARZ für MINUS. Grün/Gelbe für MASSE Diese Farben werden meist auch von Laborfremden verstanden. Workshop Messtechnik Noch ein Wort zur Professionalität Zündvorrichtung.!? Kein passender Stecker da? Macht nichts….. Die Zündhitze wird garantiert geliefert. Some parts die from shame. Kritisieren könnte man, die Verwendung unpassender Leitungsquerschnitte. Zumindest ist der rote Draht für Plus richtig gewählt. Workshop Messtechnik Schon besser, aber…. Die zweifelhafte Provenienz, Alter und Zustand der beliebten (durchaus brauchbaren) Klemmstecker wäre noch gerade hinnehmbar, aber ROT an MINUS nicht. !! Von den Querschnitten gar noch nix gesagt. Workshop Messtechnik So sind ein ordentlicher Anschluss aus. Richtige Polung der verwendeten Farben Überzeugende Kabelquerschnitte, wie sie ein Netzteil für 5A auch braucht. Neuzeitliche Bannanenstecker. Sauber verarbeitet, verlötet, (nicht geschraubt) und mit Griff und Schutzkappe . Workshop Messtechnik Workshop Messtechnik Wie transportiert man ein Signal mit einem Kabel ? Mit zwei ungeschützten Drähten sollten, wen möglich, nur niederohmige , niederfrequente Signale mit relativ hohen Potentialen transportiert werden. ~>1V z.B. um mit einem Multimeter eine Batterie zu überprüfen Workshop Messtechnik Asymetrische geschirmte Leitung für Signale im mV Bereich Einen Asymetrischen Anschluss nennt man die Verbindung einer schwachen Signalquelle mittels einer „einadrigen“ geschirmten Leitung. Die Konsequenz ist, das Signalleistung als Stromfluss am Aussenmantel fließt, der natürlich einen kleinen Widerstand bildet. Ideal also für Störsignalle, sich hier einzukoppeln. Dennoch schon sehr brauchbar. Ein gute Lösung. Workshop Messtechnik Trick, 2 Adrige geschirmte Leitung, dennoch Asymetrisch Eine bessere, jedoch aufwendigere Lösung ist die Verwendung von 2adrigen geschirmten Leitungen. Dabei ist zwar eine Signalleitung „an nur einer Seite“ galvanisch (direkt) mit dem Schirm verbunden. Dieser liegt jedoch wie ein anderen Seite offener Strumpf um die Signaldrähte. Also Stromfrei.. Und kann somit nichts einfangen. Workshop Messtechnik Symetrischer, quasi potentialfreier Anschluss Dies erfordert einen Meßeingang mit einem quasi ‚potentialfreien‘ Differenzeingang. Störungen sind meist phasengleich. Bilden also keine Differenz und werden somit automatisch annulliert. Mit einem hochohmigen Widerstand „schwimmt“ das Potential jedoch gegen Masse. Workshop Messtechnik Vermeide Masseschleifen. Lösung: Masseknotenpunkt Workshop Messtechnik 50 Ohm Abschlusswiederstände bei HF Signal > 1Mhz Was hat es mit den sogenannten Abschlusswiederständen auf sich? Diese dämpfen doch nur „scheinbar“ das Signal stark ab. Tatsächlich gibt es diese in verschiedenen Bauformen, als BNC Adapter oder zum dazwischen stecken Workshop Messtechnik HF oder schnelle Signale verhalten sich wie zwei Pendel Kondition: Beide Pendel sind miteinander durch eine Schnur Verbunden (gekoppelt) 1.Wir werfen Pendel A an. Nur wenn beide Pendel gleich lang und schwer sind, bleibt Pendel A stehen, und B schwingt mit der Energie von A. Die Energie wird in diesem Fall zu 100% weitergeleitet. Genau das wollen wir ja bei der Übertragung von Signalen erreichen. Workshop Messtechnik Übertragung des gekoppelten Pendels auf eine HF-Leitung Die beiden Kabelenden einer HF-Leitung verhalten sich wie die gekoppelten Pendel. Der 50 Ohm Widerstand stellt den Wirkwiderstand R zur Gesamtimpetanz Z des HF Kabels dar . Welches sich intern aus den Wellenwiderständen Xc/Xl zusammensetzt. Somit stehen an beiden Enden gleiche (Pendel) Z-Größen gegenüber, und Signalreflektionen werden unterdrückt. Eine maximale HF-Leistungsübertragung findet statt. Workshop Messtechnik Automatische Messmaschine mit µC u. USB Anschluss Workshop Messtechnik
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