Archief - Drie-klemmenschakeling

stoffer · 10 mei 2007

Ik zit met een probleem in een of ander project dat volgens mij redelijk simpel op te lossen is als je weet wat een 3-klemmenschakeling juist is en hoe dat ineen zit.
Jammer genoeg heb ik er nog nooit van gehoord, lijkt google enkel de 3-klemmen regelaar te kennen en lijkt de assistent niet van plan vragen op mails te beantwoorden. Ook rondvragen bij medestudenten heeft me niet kunnen helpen. Vandaar deze poging:

Opgave:
De RTD weerstand in de wheatstone brug is geschakeld volgens een drie-klemmen schakeling: door twee klemmen loopt de stroom van de RTD en de laatste klem (de niet-stroomvoerende draad van de RTD) wordt dan gebruikt om de spanning uit te meten in plaats van de stroomvoerende draden, waarover een bepaalde spanning staat tgv de aansluitweerstand.
Toon aan dat de fout tengevolge van een 3-klemmenmeting gevoelig kan verminderd worden ten opzichte van een 2-klemmenmeting.

Code:

De brugschakeling:

o Vref
|__________
|          |
[]R  V0    []R
|-o ---> o-|
[]R        []RTD
|          |
-          -

Het principe van een 2-klemmen meting lijkt me gewoon zo:

Code:

    R
o-[|||]-o en V=RI

Misschien dat er met de fout dan het volgende wordt bedoeld:
    dr      R      dr
o-[|||]---[|||]---[|||]-o en V=(R+2dr)*I
Waarbij dr dan een extra weerstand ten gevolge van de aansluitdraden is.

Zodat de fout die ge krijgt eigenlijk 2dr*I is.

Ik kan me echter totaal niks bij een 3-klemmen meting inbeelden.
Natuurlijk kan ik wel een extra draad met zo'n extra aansluitweerstand erbij tekenen waar dan geen stroom doorloopt. Maar meten aan dat punt lijkt me dan exact hetzelfde als bij een 2-puntsmeting.

Hopelijk zit er hier iemand die wel weet hoe dit in elkaar zit en me op weg kan helpen.

killgore · 10 mei 2007

de fout die je maakt is het feit dat een niet-perfecte voltmeter zelf een invloed uitoefend op je spanning

.

Ik meen me zoiets te herinneren in men oefeningen syllabus elektrische netwerken, ik zal eens zien of ik iets vind

(of ge kunt uw eigen oude cursus raadplegen moeste die bij de hand hebben).

stoffer · 10 mei 2007

Wel dat is die extra "dr" dat ik bedoel bij de 2-klemmenschakeling, maar zie het verschil in invloed niet echt met een 3-klemmenschakeling

Elektrische netwerken zit ergens ver weg, zeker niet in Gent

killgore · 10 mei 2007

Hm, nee, kvind niets terug. Maar kunde is exact zeggen wat die RTD is

?

En ge meet toch de brugspanning he (dus de spanning tussen die 2 middens)?

stoffer · 10 mei 2007

RTD is gewoon een speciaal soort weerstand (eentje die afh is van de temperatuur)
niet echt belangrijk voor deze opgave

Parnakra · 10 mei 2007

Ik zal waarschijnlijk volledig de bal misslaan, maar bedoelen ze met die 3-klemmenschakeling niet gewoon een brug van Wheatstone?

Daar zie je op je Rx (de weerstand die je wil bepalen) drie klemmen, nl. de aanvoerende stroomdraad, de afvoerende stroomdraad en de draad naar je voltmeter. Wanneer die voltmeter op nul staat kan je via de gelijke verhoudingen tussen je weerstanden Rx bepalen, en de fout is kleiner aangezien het niet-perfect zijn van je voltmeter weinig uitmaakt (er loopt geen stroom door die draad); 0 == 0.

killgore · 10 mei 2007

Ehm, hij gebruikt wheatstone he

& een weerstand in wheatstone is geschakeld volgens 3-klemmen, wat dat ook moge zijn.

edit: nuja, kan het gewoon zoiets zijn?

||
R
|

Dus 2 verbindingen boven uw weerstand, waarvan 1 gewoon doorloopt naar de rest van de brug, en de andere gebruikt wordt voor de voltmeting?

Parnakra · 10 mei 2007

killgore zei:
edit: nuja, kan het gewoon zoiets zijn?

||
R
|

Dus 2 verbindingen boven uw weerstand, waarvan 1 gewoon doorloopt naar de rest van de brug, en de andere gebruikt wordt voor de voltmeting?

Welja, zoals ik zei, dus? :unsure:

Ik denk dat ze die drie-klemmenschakeling gewoon erbij vermelden voor diegenen die niet precies weten wat een brug van Wheatstone inhoudt.

Als uitleg zou ik dan hetgeen geven dat ik in m'n vorige post zei, nl. dat, wanneer de weerstanden in 'evenwicht' zijn, er geen stroom door de draad met de voltmeter loopt, en er dus geen (of te verwaarlozen) fouten zijn door de interne weerstand van die voltmeter. (als I = 0, mag R eender wat zijn, de afgelezen U blijft 0)

stoffer · 10 mei 2007

killgore zei:
Ehm, hij gebruikt wheatstone he & een weerstand in wheatstone is geschakeld volgens 3-klemmen, wat dat ook moge zijn.

edit: nuja, kan het gewoon zoiets zijn?

||
R
|

Dus 2 verbindingen boven uw weerstand, waarvan 1 gewoon doorloopt naar de rest van de brug, en de andere gebruikt wordt voor de voltmeting?

ja tuurlijk gaat het zo iets zijn

Maar de vraag is nu, wat is het effect op de berekening van de fout ivm een 2-klemmeting nu?

Parnakra zei:
Welja, zoals ik zei, dus?

Ik denk dat ze die drie-klemmenschakeling gewoon erbij vermelden voor diegenen die niet precies weten wat een brug van Wheatstone inhoudt.

Als uitleg zou ik dan hetgeen geven dat ik in m'n vorige post zei, nl. dat, wanneer de weerstanden in 'evenwicht' zijn, er geen stroom door de draad met de voltmeter loopt, en er dus geen (of te verwaarlozen) fouten zijn door de interne weerstand van die voltmeter. (als I = 0, mag R eender wat zijn, de afgelezen U blijft 0)

mja das de vraag niet hé (das nogal logisch en is gewoon het principe van een wheatstone brug

)
Bedoeling is dat ik een verhouding bepaal tussen de relatieve fout bij een 2-puntsmeting en een 3-puntsmeting. (over de weerstand RTD, die in een wheatstone brug zit)
Zie figuurke uit 1e post (das een wheatstonebrug, alleen misschien iets anders getekend dan ge gewoon zijt).
Die V0 wordt bepaald door de spanning boven de RTD weerstand en die is dan weer in zekere mate afhankelijk van hoe die wordt gemeten.

Parnakra · 10 mei 2007

stoffer zei:
ja tuurlijk gaat het zo iets zijn
Maar de vraag is nu, wat is het effect op de berekening van de fout ivm een 2-klemmeting nu?

Lees m'n post. =(

stoffer zei:
mja das de vraag niet hé (das nogal logisch en is gewoon het principe van een wheatstone brug )
Bedoeling is dat ik een verhouding bepaal tussen de relatieve fout bij een 2-puntsmeting en een 3-puntsmeting. (over de weerstand RTD, die in een wheatstone brug zit)
Zie figuurke uit 1e post (das een wheatstonebrug, alleen misschien iets anders getekend dan ge gewoon zijt).
Die V0 wordt bepaald door de spanning boven de RTD weerstand en die is dan weer in zekere mate afhankelijk van hoe die wordt gemeten.

Hoe plaats je dan in godsnaam een weerstand in een wheatstonebrug met slechts 2 klemmen? =/

stoffer · 10 mei 2007

Parnakra zei:
Lees m'n post. =(

Hoe plaats je dan in godsnaam een weerstand in een wheatstonebrug met slechts 2 klemmen? =/

???
n/o maar ik denk dat wij beiden iets anders bedoelen

Gij post over de wheatstone brug maar ik heb het eerder over een meting van de spanning over de RTD weerstand. Maw als V0 = VA-VB op die figuur, heb ik het over die VA.

En weerstand met 2 klemmen?
Is toch gewoon ---[||||||||]--- ?

Kan goed zijn dat ik het volledig mis op heb. Zou goed verklaren waarom ik het niet vind.

Parnakra · 10 mei 2007

stoffer zei:
???
n/o maar ik denk dat wij beiden iets anders bedoelen

Gij post over de wheatstone brug maar ik heb het eerder over een meting van de spanning over de RTD weerstand. Maw als V0 = VA-VB op die figuur, heb ik het over die VA.

En weerstand met 2 klemmen?
Is toch gewoon ---[||||||||]--- ?

Kan goed zijn dat ik het volledig mis op heb. Zou goed verklaren waarom ik het niet vind.

Ik denk ook dat we wat naast elkaar aan het praten zijn. Even mijn visie verduidelijken: het doel van de oefening is om de waarde van die RTD weerstand zo precies mogelijk te bepalen, ja? (het kan zijn dat ik hier al mis ben) Dit gebeurt d.m.v. een voltmeter.

Scenario 1: Je hebt een bron, waaraan de RTD weerstand en een voltmeter in serie gekoppeld zijn. Je kijkt wat de voltmeter weergeeft en haalt daaruit (met de gekende bronspanning) de waarde v/d voltmeter. Hier zitten echter (relatief) grote fouten op door de interne weerstand van de voltmeter.

Scenario 2: Je hebt een bron met daaraan een brug van Wheatstone. Je hebt 3 gekende weerstanden en de onbekende RTD-weerstand. Je past de bronspanning aan tot je op de voltmeter 0 afleest. Dit wil zeggen dat Rx.R2=R1.R3 (hieruit haal je de onbekende Rx). Dit wil ook zeggen dat er door de draad waaraan de voltmeter geschakeld is, geen stroom loopt, waardoor de interne weerstand van de voltmeter geen (of zéér weinig) invloed heeft op de meting.

Als ik natuurlijk al mis ben bij het begrijpen van de vraagstelling, valt heel deze redenering in duigen. :unsure:

stoffer · 10 mei 2007

Misschien wat uitleg bij de rest van het project:
Die RTD weerstand stelt een temperatuurssensor voor.
Dus afh van de temperatuur wijzigt de weerstand en bijgevolg ook de V0 in de brug.

Alles is zodanig ingesteld dat we bij 0°C een V0 = 0V krijgen, dus wat jij beschrijft in scenario 2.

Nu is een stuk uit de opgave letterlijk dit:

Opgave:
De RTD weerstand in de wheatstone brug is geschakeld volgens een drie-klemmen schakeling: door twee klemmen loopt de stroom van de RTD en de laatste klem (de niet-stroomvoerende draad van de RTD) wordt dan gebruikt om de spanning uit te meten in plaats van de stroomvoerende draden, waarover een bepaalde spanning staat tgv de aansluitweerstand.
Toon aan dat de fout tengevolge van een 3-klemmenmeting gevoelig kan verminderd worden ten opzichte van een 2-klemmenmeting.

Maw ik moet een verband opstellen tussen de 2-klemmenmeting en de 3-klemmenmeting. En tis dat dat niet lukt.

spaflesss · 10 mei 2007

stoffer zei:
ja tuurlijk gaat het zo iets zijn
Maar de vraag is nu, wat is het effect op de berekening van de fout ivm een 2-klemmeting nu?

Als ge aanneemt dat uw RTD (bijna elke sensor eigenlijk) kan aanzien worden als een variabele weerstand, kunt ge die dus ook zo opmeten. Het voordeel van zo'n brug is dat uw sensor in theorie geen stroom trekt als uw brug in evenwicht is (wat ook wel bijna klopt voor niet te grote waardes van uw RTD). Als die geen stroom trekt hebt ge dus ook geen verlies op uw meettoestel. Dit in tegenstelling tot uw gewone meting waar ge de voltmeter gewoon parallel zet.

Het wordt nog leuker als ge als voeding en aarde in plaats van gewoon 5 volt een OPAMP gebruikt. Das een component die , wederom in theorie, geen stroom aan de uitgang heeft, waardoor ge uw metingen dus zuiver op spanning doet en waar ge uw verliezen tgv stromen kunt verwaarlozen.

Maw, ge kunt in principe stellen dat, bij de brugmeting uw fout verwaarloosbaar klein is tov de fout die ge maakt met een gewone meting.

stoffer · 10 mei 2007

dus gewoon brugschakeling vergelijken met rechtstreekse meting over de weerstand?

spaflesss · 10 mei 2007

stoffer zei:
dus gewoon brugschakeling vergelijken met rechtstreekse meting over de weerstand?

Dat leid ik toch af uit de vraagstelling ja. Ik denk wel dat het moeilijk is om dat in absolute cijfers te doen, aangezien ge dan al moet gaan opzoeken wat de gemiddelde weerstandswaarde per voltmeter is en dan moet ge per bepaalde verandering in uw RTD gaan zien wat uw fout is, die dan nog is niet lineair is, aangezien uw RTD geen lineair verloop heeft. Maar mijn uitleg klopt normaal wel (ttz zo is mij dat toch al 3 keer uitgelegd) en daarbij het is toch maar een deel van uw "werkje". Ge kunt bijvoorbeeld ook nog zeggen hoe ge uw RTD dan opmeet met uw brug(das eigenlijk gewoon spanningsdeler toepassen).

stoffer · 12 mei 2007

Sorry to say maar na antwoord van de assistent is het toch niet zoals er hier werd gezegd.

Het gaat dus effectief om het vergelijken tussen de weerstand in de brug als 3-klemmenschakeling en de weerstand in de brug als 2-klemmenschakeling.

Archief - Drie-klemmenschakeling

stoffer

Legacy Member

killgore

Legacy Member

stoffer

Legacy Member

killgore

Legacy Member

stoffer

Legacy Member

Parnakra

Legacy Member

killgore

Legacy Member

Parnakra

Legacy Member

stoffer

Legacy Member

Parnakra

Legacy Member

stoffer

Legacy Member

Parnakra

Legacy Member

stoffer

Legacy Member

spaflesss

Legacy Member

stoffer

Legacy Member

spaflesss

Legacy Member

stoffer

Legacy Member