Attiny13V und Widerstand messen

[Besserwessi]

Die Rechnung sieht richtig aus. 1 mV ist auch noch keine so kleine Spannung. Man muß aber bei der sehr hochohmigen Signalquelle mit der Einkopplung von 50 Hz und anderen Störungen rechnen.

[wodka]

Ich habe nun nochmal ein Schaltplan erstellt und mich ein bisschen um entschieden. So nehme ich nun eine 9V Block Batterie und auch eine Gleichspannung soll anschließbar sein. So stelle ich mir nun vor, dass ich Aref = VCC nehme und die 9V Batteriespannung über einen Spannungsteiler überprüfe.

Mit dem Spannungsteiler 1,8 MOhm gegen den Messwiderstand von 750k - 3MOhm liege ich leider nicht ganz so gut im Messbereich 0-1023, 750K = 1,454 V (ADC=297) , 3M = 3,042 V (ADC=623), Kein Messwiderstand = 4,750V (ADC=972)
Das könnte man doch bestimmt noch verbessern oder, muss da unbedingt ein OPV her. Dann müsste ich ja wieder eine negative Spannung haben! ??

[Besserwessi]

Für einen OPV braucht man keine negative Spannung Besonders mit Rail-Rail Typen kommt man auch mit nur 3-5 V aus. Ich sehe aber nicht das man unbedingt einen OP braucht.

Ich würde bei 3 V batteriespannung bleiben. Eventuell sogar eine Li zelle, sonst wohl 2 mal AA.

Den Widerstand kann man einfach messen rund 1 M in Reihe (an der GND seite, den zu messenden Widerstand von VCC). Die messung geht dann mit VCC als Referenz, und sollte etwa 512 ergeben. Wegen der hohen Impedanz wird man wohl einen Folien-Kondensator von rund 10 nF am AD Eingang brauchen.

Die Versorgungsspannung kann man z.B. so konntrollieren, das man die Spannung am Widerstand in Reihe mit einer grünen LED mißt. Da sollte man dann VCC-ca. 2,2 V messen, also eine recht kleine Spannung. Das gibt zwar keine sehr genaue Spannungsmessung, aber zur kontrolle der Batterie sollte es reichen. Vor allem wird so die Bateriespannung auch mit Last gemessen, so dass es auch bei einfachen Zink-Kohle Batterien noch ein brauchbares Ergebnis gibt. Die Zink Kohle Batterien haben nämlich bis fast ganz zum Schluß noch die volle Leerlaufspannung, aber einen zunehmenden Innenwiderstand.

Den hauptnachteil den man bei 3 V hat, ist dass man wohl keine der hocheffizienten grünen LEDs nehmen kann, denn die braichen oft mehr als 3 V.

[wodka]

So, ich bin nun schon ein Stück weiter und mache Versuche vorerst mit einem Atmega32 und ein LCD...

Ich habe zwei Widerstände, ein Vorwiderstand und den messwiderstand. Das ganze mit Kondensatoren entstört, funktioniert soweit auch ganz gut..

Aufbau:

----- 4,63 V, wg Schutzdioden niedriger als VCC
     |
      1,82 MOhm Rv
     |
     |--------------------- ADC (VRef = AVCC, 4,95V)
     |
     Messwiderstand  750k- 3MOhm
     |
     |
----- Minus  und mit PE Schutzleiter verbunden

Nun habe ich ein Problem, dass die Messergebnisse nicht linear Verlaufen, sondern paar Beispiele:

AD-Wert | Wert in kOhm

620 | 3000
380 | 1000
339 | 820
272 | 560
220 | 390
175 | 270
70 | 2,2

Liegt das am 50MOhm ADC-Innenwiderstand vom AVR, weil ich ja so hochohmig messe und dann niederohmiger. Gibt es noch andere Möglichkeiten das zu realisieren. Wie funktioniert das denn bei einem 10Euro teuren Multimeter, dass knnn doch nicht so schwer sein
Könnt ihr mir helfen?

Gruß

[Besserwessi]

So ein einfacher Spannungsteiler ist nun mal nichtlinear. Für eine geht / geht nicht Test ist das aber kein Problem.
Die Multimeter können das auf 2 Methoden machen:
1. mit einer Konstantstromquelle statt den 2 ten Widerstand.
2. als Referenzspannung wird die Spannung an dem anderen Widerstand genutzt (eher selten und was für hohe Genauigkeit)

[Sauerbruch]

Nun habe ich ein Problem, dass die Messergebnisse nicht linear Verlaufen

Das muss auch so sein:

Rv und R bilden einen Spannungsteiler, auf den sich die 4,63 Volt im Verhältnis Rv:R aufteilen. Die Spannung über dem Messwiderstand R ist somit

4,63 V * R / (R + Rv)

und der ADC-Wert folglich

1023 * R / (R + Rv).

Das ist nun mal keine linerare Geschichte, wie Du leicht in einem Excel-Sheet ausprobieren kannst. Mit Ausnahme des Wertes bei 2,2 kOhm stimmt der Rest gut mit dieser Formel überein. Könnte Dein 2,2 kOhm-Widerstand vielleicht 135 kOhm gehabt haben?

Aber das war ja gar nicht das Problem...

Mit etwas Vorstellungskraft kann man erkennen, dass diese Formel zumindest annähernd linear wird, wenn Rv sehr viel größer ist als R. Da Dein R ja aber schon im MOhm-Bereich liegt könnte das erstens mit real existierenden Bauteilen problematisch werden, und zweitens der Eingangswiderstand des AD-Wandlers zum Tragen kommen.

Bliebt also noch die Lösung mit ausrechnen!

Dein Spannungsteiler besteht aus dem Vorwiderstand Rv und dem zu messenden Widerstand Rx. An den Widerständen fallen die Spannungen Uv und Ux ab.

Rx : Rv = Ux : Uv

Mit ein bisschen Umstellen müsste das gehen

Viel Spaß & gutes Gelingen!

EDIT:

Oops - habe den Beitrag von Besserwessi nicht gesehen...

[Dirk]

Nun habe ich ein Problem, dass die Messergebnisse nicht linear Verlaufen

Ich habe deine Meßergebnisse mal in Excel dargestellt:
Es wird die Spannung an deinem Widerstand recht gut gemessen.

Es gibt aber einen absoluten Fehler von +0,12V (3 MOhm) bis +0,33V (2,2 kOhm), wobei ich nicht weiß, warum der Fehler nicht linear ist.

Gruß Dirk

[wodka]

Vielen Dank für die schnellen Antworten. Könnte man eine Konstantstromquelle für so kleine Ströme realisieren, hat jemand dafür ein kurzes Beispiel?

Danke

[Dirk]

Könnte man eine Konstantstromquelle für so kleine Ströme realisieren, ...

Warum denn?
Da hast doch jetzt alles gelöst, was du anfangs haben wolltest.
Du kannst den Widerstand messen/berechnen.

Was willst du mehr?

Gruß Dirk

[Besserwessi]

Durch die hohen Widerstände können schon mal Fehler durch Leckströme entstehen. Allerdings sollten die bei normaler Temperatur eher kleiner sein. Durch sehr schenlles Messung mit Kanalwechsel könnte auch eine Art Lechstrom entstehen.

Der große Feher bei dem 2,2 K Widerstand läßt aber eher auf ein anderes Problem schleißen: sind den GND und AGND verbunden und die Masseführung einigermaßen logisch. Da muß schon etwas ziehlich faul sein man mit den 2,2 K bein AD keinen Wert von 0 bis 4 rauskriegt.