Ich habe hier ein Voltcraft Energy Check 3000 Leistungs/Energie Messgeraet, das fuer 1,5-3000W spezifiziert ist. Aufloesung 0,1W, "Grundgenauigkeit +-1%, +-1W". Es zeigt auch unter 1,5W an, z.B. 0,8W Leerlaufleistung eines 300mA Billignetzteils. Nun wollen wir auch die Leerlaufleistung diverser Geraete (Computer, Monitor, Netzteile, ...) messen.
Wie koennte ich die Genauigkeit des Messgeraetes von 0-5W feststellen?
Ein Multimeter (Metex M-3800, hat bei manchen Ohm Bereichen zeitweise Wackelkontakt) habe ich. Etwas Widerstandsdraht auch, aber damit komme ich bei 230V nicht in diesen Leistungsbereich runter. Ich habe ueberlegt, destilliertes Wasser mit etwas Schwefelsaeure als Widerstand zu verwenden, aber da koennte es durch Bildung von Gasen und Gegenelementen an den Elektroden zu Stoerungen kommen. Bei Wechselstrom vielleicht weniger, aber verwendet mein Multimeter auch Wechselstrom?
Mit Pulsbreitenmodulation koennte ich einen Verbraucher in dem Leistungsbereich machen, aber wie weiss ich, wieviel er verbraucht?
Gute Idee, ich glaube, das werde ich machen. Ich war wohl etwas auf Eigenbau fixiert, weil ich gerade einen 6 Ohm Heizdrahtwiderstand gemacht habe, um 8,4V, 1,5A Kameranetzteile zu testen.
a) durch Vergleich mit den Daten eines erheblich teureren (und hoffentlich auch besseren) Leistungsmessgeräts
b) durch Parallelschalten mehrerer dieser Lasten, um die Gesamtlast so weit anzuheben, dass sie aus dem ganz kleinen (und besonders ungenauen) Messbereich herauskommt. Vergleich: mit (kalibriertem) Ferraris-Messwerk ("Wechselstromzähler") oder einem Leihgerät des örtlichen Energieversorgers.
Der Ansatz P=U*U/R ist (leider) auch nur begrenzt brauchbar, weil U nicht konstant 230,00 V beträgt.
Nur sicherheitshalber: Du kannst etwas mit "Leistungsfaktor" (cos phi) und "power correction factor" anfangen?
"Bernhard Kuemel" schrieb im Newsbeitrag news:70f97$48ca3afa$d429f84e$ snipped-for-privacy@news.inode.at...
Es nuetzt dir gar nichts, den Wirkleistungsmesser an einem idealen ohm'schen Widerstand zu kalibrieren, denn auf die Genauigkeit bei nicht-ohm'schen Verbrauchern kommt es an, z.B. wie sie ein Elko nach einem Gleichrichter darstellt (ob mit oder ohne Trafo) oder ein per Phasenanschnitt auf
25% Leistung eingestellter Dimmer, oder ein elektronischer Halogentrafo der bei jeder Halbwelle erst ab 30V anschwingt.
Einige Lastwiderstände kaufen wurde schon empfohlen - achte bitte darauf, daß die die Leistung auch vertragen (5 W erzeugt schon merklich Wärme) und ausreichend spannungsfest sind, außerdem solltest Du einen Blick auf den Temperaturkoeffizienten haben.
Hier eine Tabelle der relevanten Größen bei 230 V:
Die Grundschwingungsscheinleistung S ist i. a. komplex, nur bei Ohmscher Belastung reell und dann gleich der Wirkleistung S, sonst addieren sich Wirkleistung P und Blindleistung Q geometrisch:
S^2 = P^2 + Q^2
Widerstände sind bei 50 Hz mit guter Genauigkeit rein reell, den Widerstand kann man bei bekannter Spannung also hinreichend genau durch den durchfließenden Strom bestimmen. (Beispiel: Bei einer Spannung von 232 V und einem Strom von 3,05 mA, jeweils mit 1,5 % Unsicherheit gemessen, beträgt der Widerstand 76,07 +/- 1,6 kOhm, die Leistung 0,708 +/- 0,015 W.)
Damit ist die Soll-Leistung bekannt bzw. auf 2,1 % genau bestimmbar (für praktische Zwecke dürfte eine Genauigkeit von 5-10 % stets ausreichen).
Um zu prüfen, wie sich das Meßgerät gegenüber Grundschwingungsblindlast verhält, kann man diversen Lastwiderständen einfach entsprechende Reaktanzen parallelschalten. Z. B. würde ein Kondensator von 1 µF an Netzspannung eine kapazitive Blindlast von
16,6 VA_cap darstellen, also einen Blindstrom von 72,2 mA fließen lassen. Wenn man den einem Lastwiderstand von ca. 55 kOhm parallelschaltet, dann sollte sich aber die Wirkleistungsanzeige von ca. 1 W nicht ändern.
Kondensatoren kann man kaufen. Die erforderlichen Induktivitäten sind relativ hoch, aber in den Bereich könnten die Primärwicklungen unbelasteter Netztrafos auch schon kommen, allerdings sind das nicht reine Reaktanzen, sondern sie haben auch gewisse Leerlaufverluste sowie etwas Stromoberschwingungen.
Problematischer ist die Messung von Lasten mit Stromoberschwingungen. Das kannst Du aber so machen, daß Du die Ohmschen Widerstände (bitte nicht die Reaktanzen) einfach mal über eine Diode mit einweggleichgerichtetem Strom betreibst. Die aufgenommene Leistung sollte dann ziemlich genau die Hälfte derjenigen an der nicht gleichgerichteten Wechselspannung sein. (Der Effektivstrom ist 70,7 % des entsprechenden Wechselstroms.) Wenn das mit beiden möglichen Polaritäten zu "sauberen" Ergebnissen führt, dann sollte das Gerät schon ganz ordentlich sein.
Mach doch mal ein paar Meßreihen und poste Deine Ergebnisse.
Bitte mit einem ordentlichen Protokoll (das ist auch in Praktika keine Schikane des Betreuers, sondern einfach eine sinnvolle Vorgehensweise):
- verwendete Meßgeräte sowie deren Meßunsicherheiten (ggf. Angaben zu deren Verifikation)
- Liste der verwendeten Lastwiderstände und deren gemessene Daten
- Meßwertetabelle (gemessene Netzspannung, berechneter Laststrom, vom Gerät angezeigte Ausgaben) für verschiedene Lastkombinationen inkl. reiner Blindlasten
Großes Auswerte-Schicki-Micki ist nicht so wichtig, wen's interessiert, wird sich ohnehin die Meßdaten vornehmen und selbst nachrechnen.
Reicht völlig. Probeweise Wechselspannungs- bzw. -stromanzeige mit der hochwertiger Geräte vergleichen, dann kennt man auch den Meßfehler hinreichend gut.
± 1% ± 1 W (max. ± 2% und ± 2W für Messungen bis 2500 W; max. ± 4% für Messungen über 2500 W)
Deine Messungen bestätigen das nur und für 25,- EUR kann man sicher auch nicht mehr erwarten.
Wenn man sich mit einem Fehler von ±10% begnügt, dann halte ich (wegen ±2W) die Messung von Leistungen unter 20W selbst bei ohmschen Widerständen für schwierig.
Allerdings müste man jetzt noch wissen, ob die ± 2% vom Messwert oder vom Endwert gemeint sind. Das steht leider nicht im Datenblatt. Ich vermute aber ersteres, sonst wird es ganz übel.
kein Wunder bei einem Gerät mit "das fuer 1,5-3000W spezifiziert ist. Aufloesung 0,1W, Grundgenauigkeit +-1%, +-1W".
1 % von 3000 W sind 30 W und der Fehler ist noch weit kleiner als 30 W.
Wenn man Ströme von 0 bis 5 mA messen will benutzt man ja auch kein Gerät mit einem einzigen Bereich von 1,5 mA bis 3 A.
Nur gibt es eben leider keine preiswerten Leistungsmessgeräte mit vier Messbereichen 0 bis 3 W, 3 bis 30 W, 30 bis 300 W und 300 bis 3000 W so wie man das von Strom- und Spannungs- Vielfachmessgeräten gewohnt ist.
Aber genauso wie man in Vielfachmessgeräten die Strombereiche von z.B. 0 bis 20 mA, 20 bis 200 mA, 200 bis 2000 mA und 2 bis 20 A hinkriegt sollte das auch in Leistungsmessgeräten zu schaffen sein. Bei der Spannungsmessung reicht ja ein oder evtl auch zwei Bereiche, die Multplikation und Integration von Strom und Spannung kann man ja wieder für alle vier Bereiche genauso ausführen, es muß ja nur beim Resultat das Komma entsprechend verschoben werden.
wie groß war denn der Innenwiderstand bzw. der Spannungsabfall am dabei benutzten Strommessgerät? Wie wurden dabei Strom- und Spannungsmesser zusammengeschaltet, so das man zu viel Spannung misst oder so das zu viel Strom gemessen wird? Entweder vernachlässigt man dabei ja den Spannungsabfall am Strommessgerät oder den Strom durch das Spannungsmessgerät, aber dazu sollte man wissen ob dieser Fehler noch vernachlässigbar klein ist.
Du k=F6nntest Dein Messger=E4t umbauen, und zwar mit einem um den Faktor 10 gr=F6sseren Strommesswiderstand. Dann misst es in den kleinen Bereichen genauer, kann aber keine gr=F6sseren Leisungen mehr messen. Am besten baut man also noch einen Umschalter ein. Du brauchst dann nat=FCrlich noch (kurzzeitig) ein anderes Messger=E4t zur Kalibrierung. Gruss Harald
Die genaue Messung scheitert bei billigen Geräten an der mangelnden Abtastung der Wellenform und der Korellation von Strom und Spannung. Sonst wäre die Messung des Strom-Effektivwertes ausreichend.
Gemeinerweise ist der Stromfluss und dessen zeitlicher Verlauf abhängig von der verwendeten Technik des Verbrauchers (Stromflusswinkel bei Gleichrichtern, getaktete Verbraucher/Schaltnetzteile). Deshalb ist die Aussage die Du mit einem ohmschen Verbraucher gewinnst, allenfalls auf ohmsche Verbraucher zu übertragen, aber grade diese geben ihre Leistung meistens relativ genau per Typenschild zu erkennen.
Wegen des Temperaturkoeffizienten vielleicht. Man müsste dann auf jeden Fall nicht einfach die Kaltwerte des R nehmen, sondern im Betrieb die tatsächliche, nicht berechnete, Stromstärke nehmen.
Und hoffen, dass der dann ermittelte Fehler des Leistungsmessgerätes auch reproduzierbar ist, es also immer um den Wert X falsch misst. Und man beachte das Problem mit nicht sinusförmigen und zum Spannungsverlauf verschobenen Strömen, die Stellen weitaus größere Anforderungen an dass Schätzeisen dar.
Zu dem Zweck habe ich mir gerade einen Wechselstromzähler bei Reichelt gekauft. Kostet knapp 10,- ?. Nächste Woche sollen die Azubis damit hier den Stromverbauch vom Kühlschrank, einen Standard-PC und einem Mini-ITX PC bestimmen.
Mag sein. Es war allerdings nach "Kalibration" gefragt. Das erfordert nicht einfach Änderung, sondern _kontrollierte_ Änderung. Das ist ein völlig anderes Spiel.
Btw: Auch wenn ich Dir die direkte Antwort nicht geben kann, hilft vielleicht auch der folgende Link für weitere Suche. Dort wird auf die baulichen interna des Energy-Logger 3500 eingegangen. Die Hardware scheint zu einem großenteil im internationalem Umfeld von den Stromversorgern eingesetzt zu werden:
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