messen_von_spannungen
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messen_von_spannungen [2024/01/24 09:08] – [Spannungen verkleinern] torsten.roehl | messen_von_spannungen [2024/01/24 09:18] (aktuell) – [Beispiel] torsten.roehl | ||
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===== Spannungen verkleinern ===== | ===== Spannungen verkleinern ===== | ||
+ | Wenn die zu messende Spannung zu groß ist, kann mit mit lediglich zwei Widerständen einen Spannungsteiler bilden. | ||
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+ | |{{ : | ||
+ | |Spannungsteiler teilen mit Hilfe von zwei Widerständen eine Eingangsspannung in zwei einzelne Teilspannungen auf. | | ||
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+ | \( U_0 \) ist die Eingangsspannung. Diese wird in zwei Teilspannungen zerlegt (\( U_1 \) und \( U_2\) ), deshalb gilt \( U_0 = U_1 + U_2\). | ||
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+ | Die Ausgangsspannung | ||
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+ | Das Verhältnis der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung wird durch die Widerstände \( R_1 \) und \( R_2 \) bestimmt. | ||
+ | === Formel === | ||
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+ | \begin{equation} \frac{U_2 }{ R_2} = \frac{U_0 }{ R_1 + R_2} \end{equation} | ||
+ | |||
+ | * \( U_2 \) Ausgangsspannung für die Weiterverarbeitung am Mikrocontroller oder PC | ||
+ | * \( U_0 \) Eingangspannung wird in der Regel von einem Sensor geliefert. | ||
+ | * \( R_1, R_2 \) Widerstände | ||
+ | ==== Beispiel ==== | ||
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+ | {{: | ||
+ | Eine Eingangsspannung von 0-10 Volt soll auf 0-5 Volt abgebildet werden. | ||
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+ | {{: | ||
+ | | ||
+ | |||
+ | \( U_2 = \frac{U_0}{2} \) | ||
+ | |||
+ | und liefern damit das gewünschte Ergebnis. | ||
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- | {{ : | ||
===== Spannungen verkleinern und verschieben ===== | ===== Spannungen verkleinern und verschieben ===== | ||
+ | Wenn die zu messende Spannung nicht nur zu groß ist, sondern auch verschoben werden muss werden drei Widerstände und eine zusätzliche Spannung (Referenzspannung \( U_{ref} \)), benötigt. | ||
+ | |||
+ | {{ : | ||
+ | |||
+ | \begin{equation} \frac{U_2 }{ R_2} = \frac{U_0 - U_2}{ R_1} | ||
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+ | Der Strom der durch \( R_2 \) fließt ist die Summe der Ströme durch die Widerstände \( R_1 \) und \( R_{ref} \). | ||
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+ | ==== Beispiel ==== | ||
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+ | {{: | ||
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+ | Eine unipolare Spannung | ||
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+ | D. h., der Messbereich soll verschoben werden. Diese hier vorgestellte (einfache) Methode bildet den Bereich von 2,5 auf 5 Volt ab. \\ | ||
+ | Dadurch wird es immerhin möglich (wenn auch mit geringerer Auslösung) die Eingangsspannung von 5 Volt bis 10 Volt zu verarbeiten. | ||
+ | |||
+ | {{: | ||
+ | Wir wählen : | ||
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+ | \( U_{ref}= 5 Volt\) | ||
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+ | \( R_{ref}= \) ∞, also freilassen (Spannungsteiler) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | \( R_{1}= 10 k\Omega \) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | \( R_{2}= 10 k\Omega \) | ||
+ | |||
+ | Eine Eingangsspannung von \( U_0 = 5 V\) ergibt jetzt: \(U_2 = 2,5 V\). | ||
+ | |||
+ | Und eine Eingangsspannung von \( U_0 = 10 V\) ergibt: \( U_2 = 5 V\). | ||
+ | ==== Beispiel ==== | ||
+ | |||
+ | {{: | ||
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+ | Eine bipolare Spannung -10 Volt bis + 10 Volt soll auf einen Bereich von 0-5 Volt abgebildet werden. | ||
+ | D. h. der Messbereich soll verkleinert und gleichzeitig verschoben werden. | ||
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+ | {{: | ||
+ | Wir wählen : | ||
+ | |||
+ | \( U_{ref}= 5 Volt\) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | \( R_{ref}= 5 k\Omega \) | ||
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+ | |||
+ | \( R_{1}= 10 k\Omega \) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | \( R_{2}= 10 k\Omega \) | ||
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+ | Eine Eingangsspannung von \( U_0 = -10 V\) ergibt jetzt: \(U_2 = 0 V\) | ||
+ | Und eine Eingangsspannung von \( U_0 =+10 V\) ergibt: \( U_2 = 5 V\) | ||
===== Weitere Themen ===== | ===== Weitere Themen ===== | ||
messen_von_spannungen.1706087305.txt.gz · Zuletzt geändert: 2024/01/24 09:08 von torsten.roehl