Potential-Drop Verfahren - Gefahr für Mensch ?

Ich möchte einen Versuchsaufbau mit dem Potential- Dropverfahren aufbauen. Hierbei wird ein metallener Prüfkörper an eine Konstantstromquelle angeschlossen und mechanisch belastet. Gemessen wird der Potentialabfall der an einer Schädigung des Metalls entsteht. Das Ende des Versuchs stellt einen Bruch des Metalls dar. Randgrößen sind der Strom mit 60 A und eine max. Spannung 35V die von der Konstantstromquelle zur Verfügung gestellt werden können Hier sind mir nun einige Fragen in den Sinn gekommen die ich hier stellen möchte. 1. Besteht eine Gefahr für den Menschen wenn er die Bruchstelle überbrückt? 2. Welche Schutzmassnahme für die Spannungsmessung(10V Messbereich) sollte man ergreifen ohne das man die Spannungsmessung wesentlich verändert? 3. Ist es nach dem Bruch unbedenklich für die Konstantstromquelle, da dann der Stromkreis unterbrochen wird?

A.Limbach wrote:
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Keine elektrische Gefahr, dazu ist die Spannung zu gering. Denkbar wären Verbrennungen, falls sich das Metall an der Bruchstelle elektrisch erwärmt.
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Das kommt auf die Spannungsmessung an. Übliche Digitalmultimeter kann man sehr weitgehend überlasten. Ansonsten hilft eine Z-Dioden hinter einem Widerstand. Alles hübsch aufeinander abgestimmt, wozu man natürlich mehr Einzelheiten kennen muss.
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Eine Konstantstromquelle ist normalerweise Leerlauf (und Kurzschlussfest). Abweichungen davon sollten deutlich in der Betriebsanleitung stehen.

Am 22.09.2011 16:40, schrieb Werner Holtfreter:
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Die Erwärumg wird unproblematisch sein , da ich einen Querschnitt von fast 200 qmm Stahl habe. In der letzten Phase des Versuchs wird sich der Riss sehr schnell(<1s) fortführen.

A.Limbach schrieb:
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In der Zeitlupe wirst du sehen, dass der Bruch keineswegs schlagartig passiert (ist ja Metall und kein Diamant), sondern sich ein Riss bildet, der sich immer weiter fortpflanzt, bis das Objekt getrennt ist.
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Dabei werden wahrscheinlich lokale Überhitzungen an den noch nicht vollständig getrennten Stellen entstehen. Proportional zum durchlaufenden Riss steigt der Widerstand deines Objekts. Möglicherweise gibt es Funken oder Abbrand, der runterfällt.
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Elektrisch nicht, eher thermisch, wenn er die glühenden Trümmer abbekommt.
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Ob bei der genannten Leerlaufspannung der KSQ eine Überlastung des Messwertaufnehmers eine Schädigung erzielt, musst du den Hersteller des Messwertaufnehmers fragen. Möglicherweise passiert nichts (außer einem Overflow in der Anzeige).
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Die KSQ wird versuchen, ihrer Aufgabe gerecht zu werden. Dass es bei einer Unterbrechung keinen Sinn mehr macht, den sinkenden Stromfluss mithilfe einer steigenden Spannung auszugleichen, weiß sie ja nicht. Sie wird es versuchen und die Spannung ins Unendliche (soviel, wie ihr halt intern zur Verfügung steht) hochtreiben. Ob sie dann Schaden nimmt, steht in der Anleitung der KSQ (unter dem Kapitel, ob sie leerlauffest ist). Wenn sie es nicht ist, müsstest du mit einem Widerstand von 0,5Ohm ständig für eine Belastung sorgen. Das allerdings hätte zur Folge, dass du die 60A Prüfstrom nur dann nutzen kannst, wenn deine Prüfschaltung inklusive der Anschlussleitung deutlich niederohmiger als der Sicherheitslastwiderstand ist.
Eine nicht leerlauffeste KSQ ist bei Lastwiderständen, die in Richtung Kurzschluss gehen, vielleicht die falsche Wahl:-)
Gruß Christian

A.Limbach schrieb:
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Hallo,
vermutlich kann die Konstantstromquelle nicht gleichzeitig 60 A und 35 V liefern, das wären nämlich stolze 2100 W. Die 60 A wird sie vermutlich nur von 0 V bis zu einigen V schaffen und dann geht der mögliche Strom bis zu den 35 V immer mehr zurück. Bei der Leerlaufspannung von 35 V liegt der maximale Strom wohl weit unter den 60 A. Wenn die Konstantstromquelle nicht intern mit einer Schaltregelung arbeitet müsste sie sonst bei einer Last die 60 A bei 17,5 V aufnimmt intern 1050 W in Wärme umwandeln und auch abführen können. Das wäre dann ein guter Heizlüfter.
Im Datenblatt der Konstantstromquelle sollte dazu mehr stehen als die 60 A und 35 V .
Bye

Am 22.09.2011 17:42, schrieb Uwe Hercksen:
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Eigentlich sollte die KSQ (Agilent 6673A) das machen. Sie hat eine Leistung von 2000W
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Die KSQ ist aktiv gekühlt

Uwe Hercksen wrote:
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Ja, und?
Die letzte größere Konstantstromquelle, mit der ich gearbeitet habe, hatte 100V und 300A. OK, die hatte einen großen, roten Stecker.
Marcel

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Schisshase :-), LABOR, der Ort an dem ein Wissenschaftler stirbt :-)
mfG Leo

Am 23.09.2011 06:08, schrieb Leo Baumann:
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Nicht Schisshase.... ich will nur wissen was ich falsch gemacht habe wenn ein Wissenschaftler neben der Anlage liegt ;-)

A.Limbach wrote:
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Das sagt dir dann schon das von der Staatsanwaltschaft beauftragte Gutachten.
vG

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... interessant, da würde ich erstmal ein Digi-Oszi anschließen und mir die Spannung in Real-Time aufzeichnen :-)
mfG Leo

Am 23.09.2011 06:18, schrieb Leo Baumann:
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Im Prinzip mach ich das auch. Es wird eine SCXI-Messanlage von NI angeschlossen sein.(Nach bisheriger Planung) da ich die Probe mit etwa 30Hz dynamisch belaste muss ich auch entsprechend schnell messen um einen ordentlichen Verlauf des Rissfortschritt zu dokumentieren. Ich werde wohl so 10kHz Abtastfrequenz benutzen um, wie ich aus Vortest mit kleiner KSQ weiss, eine Mittelwertbildung der Messwerte zu erreichen und dennoch genügend Punkte für den Kurvenverlauf zu erhalten.

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Frage: Impulsförmige Belastung mit 30 Hz oder harmonisch ?
mfG Leo

Am 23.09.2011 08:11, schrieb Leo Baumann:
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Ein Sinus der kraftgeregelt ist.
mfg Andreas

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danke, interessant :-)
mfG Leo

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... hoffentlich ist Deine Stromquelle schnell genug ..., 60 A ist schon was ...
mfG Leo

Leo Baumann schrieb:
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60 A könnten für gewisse Laptop-Prozessoren knapp werden. 65 A scheint da der traurige Rekord zu sein.

Am 02.10.2011 00:05, schrieb Rolf Bombach:
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mmmh, jetzt ist die Leitung auf der ich gerade stehe glaube ich so lang das hinten kein vernünftiges Signal mehr ankommt XD
Aber mal Ernst, ich versteh eben den Zusammenhang zwischen Messung, Stromstärke und Laptop-Prozessor(ich habe keinen Laptop) nicht.
Die Messung als solche ist auch nicht so Kritisch da ich nur so schnell messe um eine Mittlung machen zu können und so eine glattere Kurve erhalte(ein Filter würde auch seinen Zweck erfüllen) Der Vorgang der Rissbildung geschieht über einen durchaus längeren Zeitraum, so zwischen 1 Minute und mehreren Stunden je nach eingeleiteter Kraft in das Metallstück. Meine KSQ stabilisiert sich bei einem Spannungsanstiefg von 50% auf 100% in 900us. Das sollte locker reichen.

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Funktionskleinspannung, keine Gefahren durch den elektrischen Strom, keine Vorsichtsmaßnahmen, hau ' rein :-)
mfG Leo

A.Limbach wrote:
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Wie andere schon schrieben duerfte das voellig ungefaehrlich sein, allerdings koennte man im Paranoia-Modus anmerken, dass dein Versuchsaufbau in dem Augenblick in dem das Stahlstueck reisst ein hohes dI/dt erzeugt. Das heisst wenn deine Zuleitungsinduktivitaet hoch sein sollte erzeugts du zum Risszeitpunkt einen Spannungsimpuls - der dann wahrscheinlich zu einem Funken im Rissgebiet fuehrt und damit sofort kurzgeschlossen wird. Wir das genau ablaufen wird, haengt von deinem konkreten Versuchsaufbau und dem Verhalten deiner Konstantstromquelle ab und ist wahrscheinlich voellig harmlos. Dennoch wuerde ich die ersten Male die Finger nicht auf den aktiven Versuchsaufbau legen und versuchen mit einigen Messungen herauszubekommen wie hoch der Spannungsstoss wird, um sicherzustellen, dass das wirklich ungefaehrlich ist.
Gruss Klaus