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Peter Heitzer (15.05.2019, 12:39)
Welches Multimeter ist empfehlenswert, um Schaltungen mit Stromaufnahme
ab etwa 0.1 µA mit brauchbarer Genauigkeit messen zu können?
Wichtig ist dabei eine möglichst geringe Bürdespannung (< 0.5 V).
Nett wäre es, wenn auch die Leistungsaufnahme der Schaltung angezeigt
werden könnte.
Die Grundgenauigkeit für DC sollte besser als 0.1 % sein.
Als Preisrahmen hätte ich max. 200-300 EUR angesetzt.
Eine serielle Schnittstelle wäre wünschenswert, aber nicht notwendig.
Matthias Weingart (15.05.2019, 12:46)
"Peter Heitzer" <peter.heitzer>:

> Welches Multimeter ist empfehlenswert, um Schaltungen mit Stromaufnahme
> ab etwa 0.1 µA mit brauchbarer Genauigkeit messen zu können?
> Wichtig ist dabei eine möglichst geringe Bürdespannung (< 0.5 V).


Mhh, also ich nehme da einfach mein Multimeter im 0,2V Bereich und schalte
dem interen 10M einen passenden Widerstand parallel. Das Multimeter zeigt
200.0 an. Wenn Du 1kOhm als Shunt nimmst, hast du einen Messbereich von
200.0uA mit 0,1uA Aufl?sung.

M.
Peter Heitzer (15.05.2019, 13:16)
Matthias Weingart <mwnews> wrote:
>"Peter Heitzer" <peter.heitzer>:


>> Welches Multimeter ist empfehlenswert, um Schaltungen mit Stromaufnahme
>> ab etwa 0.1 µA mit brauchbarer Genauigkeit messen zu können?
>> Wichtig ist dabei eine möglichst geringe B�rdespannung (< 0.5 V).


>Mhh, also ich nehme da einfach mein Multimeter im 0,2V Bereich und schalte
>dem interen 10M einen passenden Widerstand parallel. Das Multimeter zeigt
>200.0 an. Wenn Du 1kOhm als Shunt nimmst, hast du einen Messbereich von
>200.0uA mit 0,1uA Auflösung.


Solange der Laststrom im µA-Bereich ist, geht das zur Not auch.
Bei µC-Schaltungen sind aber im aktiven Betrieb auch mal Ströme
im Bereich einiger mA vorhanden. Dann käme am µC durch den 1 k Widerstand
nichts mehr an.
Ich will auch nicht dauernd Messbereiche umschalten.
MaWin (15.05.2019, 13:55)
"Peter Heitzer" <peter.heitzer> schrieb im Newsbeitrag
news:egu2

> Solange der Laststrom im µA-Bereich ist, geht das zur Not auch.
> Bei µC-Schaltungen sind aber im aktiven Betrieb auch mal Ströme
> im Bereich einiger mA vorhanden. Dann käme am µC durch den 1 k Widerstand
> nichts mehr an.
> Ich will auch nicht dauernd Messbereiche umschalten.


Zwischen Wünschen und Wollen
und pysikalischen Grundlagen gibt es halt eine Diskrepanz.
Auch für dich gelten Naturgesetze.

Man könnte Strom durch Spannungsabfall an einem Shunt messen,
wenn der Strom von 10mA bis 0.0001mA reicht eben mit einem 6-stelligen.
Aber dann noch auf 0.1% genau macht 100fA und 10-stellig.

Das wird schon wegen dem Rauschen der einzelnen Elektronen nichts,
zudem kommen Thermospannungen unter dem Mikrovoltbereich hinzu.
Messen des Magnetfeldes per Halleffekt ist sowieso zu ungenau.

Eine Methode, die durchschnittliche Stromaufnahme einer Schaltung
mit grossem Stromschwankungen zu messen, ist ein Linearregler und
ein vorgeschalteter Kondensator, dessen Entladung man misst.
Da kommt aber der Eigenstrombedarf des Spannungsreglers als Fehler
hinzu, den man rausrechnen könnte wenn man ihn ohne Last verwendet,
was aber zu Fehlern führt weil der Strombedarf des Spannungsreglers
sich mit dem Laststrom und dessen Schwankungen ändert.
Sinnvoll ist das also nur, wenn der Spannungsregler sowieso zur
Schaltung gehört und man ihn mitmessen will.
Hans-Peter Diettrich (15.05.2019, 14:30)
Am 15.05.2019 um 13:16 schrieb Peter Heitzer:
> Matthias Weingart <mwnews> wrote:
> Solange der Laststrom im µA-Bereich ist, geht das zur Not auch.
> Bei µC-Schaltungen sind aber im aktiven Betrieb auch mal Ströme
> im Bereich einiger mA vorhanden. Dann käme am µC durch den 1 k Widerstand
> nichts mehr an.


Dann eben ein Widerstand vor dem Linearregler (Kollektor), dort wo
früher schon der Strom gemessen wurde. Dort dürfen ja schon ein paar
Volt abfallen, das DVM schaltet den Meßbereich entsprechend um.

Aber mir stellt sich da die Frage nach dem Kurvenverlauf, vielleicht
wäre bei so wechselnden Strömen ein Scope hilfreicher als ein Multimeter?

DoDi
Ole Jansen (15.05.2019, 14:44)
Am 15.05.2019 um 12:39 schrieb Peter Heitzer:
> Welches Multimeter ist empfehlenswert, um Schaltungen mit Stromaufnahme
> ab etwa 0.1 µA mit brauchbarer Genauigkeit messen zu können?
> Wichtig ist dabei eine möglichst geringe Bürdespannung (< 0.5 V).
> Nett wäre es, wenn auch die Leistungsaufnahme der Schaltung angezeigt
> werden könnte.
> Die Grundgenauigkeit für DC sollte besser als 0.1 % sein.
> Als Preisrahmen hätte ich max. 200-300 EUR angesetzt.
> Eine serielle Schnittstelle wäre wünschenswert, aber nicht notwendig.


OP als Spannungsfolger.

Die Bürde zwischen den Ausgang eines OP und den
Rückkopplungszweig setzen und den Spannungsabfall wegregeln?

War Nur so 'ne Idee...

O.J.
Matthias Weingart (15.05.2019, 16:24)
"Peter Heitzer" <peter.heitzer>:

> Matthias Weingart <mwnews> wrote:
> Solange der Laststrom im µA-Bereich ist, geht das zur Not auch.
> Bei µC-Schaltungen sind aber im aktiven Betrieb auch mal Ströme
> im Bereich einiger mA vorhanden. Dann käme am µC durch den 1 k Widerstand
> nichts mehr an.
> Ich will auch nicht dauernd Messbereiche umschalten.


Du hast ja geschrieben 0,5V w?ren ok. Das ist ihmo ganz sch?n viel. Daher der
Vorschlag mit den 0,2V.

Nimmste eben ein 6 stelliges Multimeter und einen 10 Ohm Widerstand, dann
kommste bis 20mA ;-). Letztlich arbeitet ein Multimeter mit so kleinem
Messbereich auch nicht anders. Wenn das ein Autorange-Typ ist, und das die
Widerst?nde umschalten sollte, wirst du vermutlich auch nicht gl?cklich ?ber
die wechselnde Impedanz in der Stromversorgung (Autorange schaltet ja auch
nicht besonders schnell).

M.
Joerg (15.05.2019, 16:31)
On 2019-05-15 04:16, Peter Heitzer wrote:
> Matthias Weingart <mwnews> wrote:
> Solange der Laststrom im µA-Bereich ist, geht das zur Not auch.
> Bei µC-Schaltungen sind aber im aktiven Betrieb auch mal Ströme
> im Bereich einiger mA vorhanden. Dann käme am µC durch den 1 k Widerstand
> nichts mehr an.
> Ich will auch nicht dauernd Messbereiche umschalten.


Diode parallelschalten. Das geht, solange der uC nicht hart an der
Grenze seiner maximalen Taktfrequenz arbeitet mit arg wenig Spannung
arbeitet. Mit Schottky aber aufpassen, dass sie nicht zuviel Leckstrom
hat. Keine ganz fette nehmen.

Wenn Du auch den normalen Betriebsstrom mit erfassen moechtest, hilft
nur klotzen. Also dickes 6-1/2 Digit Laborgeraet, ich benutze dafuer ein
Fluke 8845A. Die kosten vierstellig, aber vielleicht gibt es was
billiges, das man kalibrieren kann.
Frank Scheffski (15.05.2019, 16:58)
Peter Heitzer schrieb:

>Wichtig ist dabei eine möglichst geringe Bürdespannung (< 0.5 V).
>Nett wäre es, wenn auch die Leistungsaufnahme der Schaltung angezeigt
>werden könnte.
>Die Grundgenauigkeit für DC sollte besser als 0.1 % sein.


Das 34465A von Keysight hat bei 6,5 Stellen einen 1µA-Meßbereich bei
einer Bürdespannung von 11mV(!).

>Als Preisrahmen hätte ich max. 200-300 EUR angesetzt.


Da waren sie wieder, unsere 3 Probleme...

>Eine serielle Schnittstelle wäre wünschenswert, aber nicht notwendig.




HTH

Frank
olaf (15.05.2019, 17:01)
Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1> wrote:

>Aber mir stellt sich da die Frage nach dem Kurvenverlauf, vielleicht
>wäre bei so wechselnden Strömen ein Scope hilfreicher als ein Multimeter?


Wenn man sowas wie einen Microcontroller messen will dann ist ein
Scope notwendig weil sich die Stromaufnahme zu stark aendert. Ich hab
mir da gerade extra was fuer gebastelt.

Sieht im Prinzip so aus:

1. Wechselbarer Messkopf mit erstem Vorverstaerker

2. analoge potentialtrennung ueber Optokoppler

3. Einstellbarer VCF mit LM13700 und diverse Feste Filter (10Hz, 1khz)

4. Kalibrierung von Offset und Verstaerkung.

Damit sind etwa 60dB moeglich. Also bei einem Messkopf fuer 150mA
liegt das Rauschen bei 150uA. Bei einer maximalen Bandbreite von etwa
130khz. Messkopf ist bei mir ein AD8605 an 0.1R. Das koennte man
vermutlich noch verbessern, aber ich entwickel ja nur Schaltungen mit
Sachen die ich in der Bastelkiste habe. .-)

Vorteile:

1. Man hat alle Triggermoeglichkeiten des Oszi, also kann sich z.B den
Strom bei einer bestimmten Impulsbreite oder waehrend einer
I2C-Uebertragung zu einem bestimmten Baustein anschauen.

2. Man kann sich Zeitsyncron auch weitere Spannungen
anschauen. (bricht die z.B eine Spannung ein und wenn ja wie weit?)

3. Triggerung auf Zeitmarken vom Mikrocontroller. (Portausgang) Man
sieht was der Controller im IRQ verbraucht oder was passiert wenn er
aus dem Sleepmode kommt.

Hat noch 1-2 kleinere Macken. (Offset vom VCF ändert sich mit der
eingestellten Frequenz) Aber insgesamt bin ich damit extrem
zufrieden. Bandbreite und Dynamik reichen aus meiner Sicht
aus. Sinnvolle Verbesserung waere eventuell noch im Messkopf die
Verstärkung umschaltbar zu machen. Da denke ich gerade drueber nach.

Solltet ihr euch auch bauen. Ich weiss garnicht wie ich
bisher ohne sowas leben konnte! Hat ausserdem echt Spass gemacht mal
was nur mit Analogzeug zu entwickeln weil man heuztutage ja zu 90%
langweiligen Digitalkram macht.

olaf
Christian Karsten (15.05.2019, 17:23)
Am 15.05.2019 um 12:39 schrieb Peter Heitzer:
> Welches Multimeter ist empfehlenswert, um Schaltungen mit Stromaufnahme
> ab etwa 0.1 µA mit brauchbarer Genauigkeit messen zu können?
> Wichtig ist dabei eine möglichst geringe Bürdespannung (< 0.5 V).


Evtl. ein uCurrent als Vorsatz vor deinem bestehenden Multimeter?



Diverse Videos vom Aufbau und Funktionsweise gibt es auf seinem Youtube
Kanal.

Grüße,
Chrustian
Joerg (15.05.2019, 17:41)
On 2019-05-15 07:58, Frank Scheffski wrote:
> Peter Heitzer schrieb:
> Das 34465A von Keysight hat bei 6,5 Stellen einen 1µA-Meßbereich bei
> einer Bürdespannung von 11mV(!).
> Da waren sie wieder, unsere 3 Probleme...


Es muss ja nicht neu sein und dann geht es deutlich unter 300 Euro:



Mein DSO ist von GW-Instek. Bis auf einige Patzer in der
Bedienoberflaeche funktioniert das gut und dann auch noch rauschaermer
als aehnliche Geraete vom Platzhirschen, fuer knapp den halben Preis.
Peter Heitzer (15.05.2019, 17:59)
Frank Scheffski <usenet> wrote:
>Peter Heitzer schrieb:


>>Wichtig ist dabei eine möglichst geringe Bürdespannung (< 0.5 V).
>>Nett wäre es, wenn auch die Leistungsaufnahme der Schaltung angezeigt
>>werden könnte.
>>Die Grundgenauigkeit für DC sollte besser als 0.1 % sein.

Die 0.1 % würden mir für Spannungsmessung reichen. Bei Strommessung
wäre ich auch mit 1% zufrieden.

>Das 34465A von Keysight hat bei 6,5 Stellen einen 1µA-Meßbereich bei
>einer Bürdespannung von 11mV(!).


>>Als Preisrahmen hätte ich max. 200-300 EUR angesetzt.


>Da waren sie wieder, unsere 3 Probleme...

IMO ist für die gebotenen Leistung der Preis angemessen.
Mir würde aber eine um eine Zehnerpotenz geringere Genauigkeit schon
reichen.
Ich habe mich mal etwas umgeschaut. Das SDM3045X von Siglent gibt
beim 600 µA Bereich 33 mV bei 0.05 % + 3 Digits Abweichung an.
Der 60 mA Bereich hat noch 50 mV bei gleicher Genauigkeit und 1 µA
Auflösung. 440 EUR incl. sind zwar auch noch etwas über meinem
Wunschbudget aber nur ca. 1/3 des Keysight.

Bei noch preiswerteren Multimetern finden sich leider meist keine
Angaben über die Bürdespannung.
Peter Heitzer (15.05.2019, 18:05)
Christian Karsten <Chris> wrote:
>Am 15.05.2019 um 12:39 schrieb Peter Heitzer:
>> Welches Multimeter ist empfehlenswert, um Schaltungen mit Stromaufnahme
>> ab etwa 0.1 µA mit brauchbarer Genauigkeit messen zu können?
>> Wichtig ist dabei eine möglichst geringe Bürdespannung (< 0.5 V).


>Evtl. ein uCurrent als Vorsatz vor deinem bestehenden Multimeter?


>


Ein Multimeter, das das selber kann, wäre mir lieber. Ausserdem wollte
ich schon immer ein genaueres Multimeter.
Peter Heitzer (15.05.2019, 18:11)
MaWin <me> wrote:
>"Peter Heitzer" <peter.heitzer> schrieb im Newsbeitrag
>news:egu2


>> Solange der Laststrom im µA-Bereich ist, geht das zur Not auch.
>> Bei µC-Schaltungen sind aber im aktiven Betrieb auch mal Ströme
>> im Bereich einiger mA vorhanden. Dann käme am µC durch den 1 k Widerstand
>> nichts mehr an.
>> Ich will auch nicht dauernd Messbereiche umschalten.


>Zwischen Wünschen und Wollen
>und pysikalischen Grundlagen gibt es halt eine Diskrepanz.
>Auch für dich gelten Naturgesetze.


>Man könnte Strom durch Spannungsabfall an einem Shunt messen,
>wenn der Strom von 10mA bis 0.0001mA reicht eben mit einem 6-stelligen.
>Aber dann noch auf 0.1% genau macht 100fA und 10-stellig.


Meine Angaben waren stark gekürzt und deshalb missverständlich. Die
0.1% bezogen sich auf reine Gleichspannungsmessung. Für Strom reichen
mir auch 1 %.

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