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5 Bewertung und Validierung
fließt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Stromversorgung
nicht unterbrochen werden muss und dass die Stromversorgung während der
Messung unverändert bleibt. Ein Nachteil liegt darin, dass diese Messungen
meist nicht sehr genau sind.
• Zur Messung des Stromes könnte man ein einfaches Strommessgerät (Ampèremeter) benutzen, welches man in die Stromzuführung einschleift, d.h. über das
der gesamte Strom fließt. Ein Nachteil ist, dass die Schaltung dann bei abgeklemmtem Messgerät gar nicht arbeitet und dass lange Leitungen zum Strommessgerät möglicherweise zusätzliche Störungen verursachen. Daher arbeitet
man lieber mit einem Shunt-Widerstand, wie in Abb. 5.16 (links) zu sehen.
Aufgrund des Shunt-Widerstandes werden Ströme, die in das zu testende Gerät
Shunt
Shunt
V
V
Spannungsquelle
Spannungsquelle
Zu testendes Gerät
Zu testendes Gerät
Abb. 5.16 Strommessung: links: 2-Draht-Verbindung; rechts: Rückkopplung über geregelte Spannungsquelle
fließen, einen Spannungsabfall über eben diesem Widerstand erzeugen. Diese
Spannung kann gemessen werden und mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes kann
der Strom ausgerechnet werden. Die Dimensionierung des Shunt-Widerstandes
bedarf einiger Überlegung. Wenn der Widerstandswert zu groß ist, dann wird
die Spannung am zu testenden Gerät eventuell zu klein und das Gerät funktioniert möglicherweise gar nicht mehr. Wenn der Widerstandswert zu klein ist,
dann wird die Spannung über dem Shunt zu klein, um zuverlässig gemessen
zu werden und wird ggf. durch Rauschen beeinflusst werden. Es hängt vom
Strom in das Gerät ab, welcher Widerstandswert geeignet ist. Wenn der Strom
sich stark ändert, kann es sogar notwendig sein, mehrere Shunt-Widerstände
zu benutzen und zwischen diesen abhängig vom Strom umzuschalten.
Das Problem des Spannungsabfalls über dem Shunt-Widerstand kann teilweise vermieden werden, wenn eine geregelte Spannungsversorgung benutzt wird
und wenn der Shunt-Widerstand in die Rückkopplungsschleife des Spannungsreglers integriert wird, wie dies in Abb. 5.16 zu sehen ist. Der Spannungsregler
wird dann versuchen, die Spannung über dem Gerät auf dem nominalen Wert
zu halten. Allerdings fließt so auch der Strom in den Regeleineingang des
Spannungsreglers über den Shunt-Widerstand und verfälscht so die abgelesene Spannung.
5 Bewertung und Validierung
fließt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Stromversorgung
nicht unterbrochen werden muss und dass die Stromversorgung während der
Messung unverändert bleibt. Ein Nachteil liegt darin, dass diese Messungen
meist nicht sehr genau sind.
• Zur Messung des Stromes könnte man ein einfaches Strommessgerät (Ampèremeter) benutzen, welches man in die Stromzuführung einschleift, d.h. über das
der gesamte Strom fließt. Ein Nachteil ist, dass die Schaltung dann bei abgeklemmtem Messgerät gar nicht arbeitet und dass lange Leitungen zum Strommessgerät möglicherweise zusätzliche Störungen verursachen. Daher arbeitet
man lieber mit einem Shunt-Widerstand, wie in Abb. 5.16 (links) zu sehen.
Aufgrund des Shunt-Widerstandes werden Ströme, die in das zu testende Gerät
Shunt
Shunt
V
V
Spannungsquelle
Spannungsquelle
Zu testendes Gerät
Zu testendes Gerät
Abb. 5.16 Strommessung: links: 2-Draht-Verbindung; rechts: Rückkopplung über geregelte Spannungsquelle
fließen, einen Spannungsabfall über eben diesem Widerstand erzeugen. Diese
Spannung kann gemessen werden und mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes kann
der Strom ausgerechnet werden. Die Dimensionierung des Shunt-Widerstandes
bedarf einiger Überlegung. Wenn der Widerstandswert zu groß ist, dann wird
die Spannung am zu testenden Gerät eventuell zu klein und das Gerät funktioniert möglicherweise gar nicht mehr. Wenn der Widerstandswert zu klein ist,
dann wird die Spannung über dem Shunt zu klein, um zuverlässig gemessen
zu werden und wird ggf. durch Rauschen beeinflusst werden. Es hängt vom
Strom in das Gerät ab, welcher Widerstandswert geeignet ist. Wenn der Strom
sich stark ändert, kann es sogar notwendig sein, mehrere Shunt-Widerstände
zu benutzen und zwischen diesen abhängig vom Strom umzuschalten.
Das Problem des Spannungsabfalls über dem Shunt-Widerstand kann teilweise vermieden werden, wenn eine geregelte Spannungsversorgung benutzt wird
und wenn der Shunt-Widerstand in die Rückkopplungsschleife des Spannungsreglers integriert wird, wie dies in Abb. 5.16 zu sehen ist. Der Spannungsregler
wird dann versuchen, die Spannung über dem Gerät auf dem nominalen Wert
zu halten. Allerdings fließt so auch der Strom in den Regeleineingang des
Spannungsreglers über den Shunt-Widerstand und verfälscht so die abgelesene Spannung.