Mätning: Olika spänningsfall beroende på strömmens riktning?

[PeterH]

Jag vill mäta resistans med väldigt låga värden (typ 1-5 mOhm), detta skall göras när materialet utsätts för relativt hög ström (~5A) och ett visst tryck. Jag har satt upp en enkel labbmiljö (som PoC, Proof of Concept) där jag med strömbegränsat labbaggregat skickar 5 Ampere genom materialet och med en högupplöst (Agilent) bänkmultimeter mäter spänningsfallet över materialet.

Nu till min fundering: när jag mäter spänningsfallet till säg 20mV (med multimetern ansluten plus till positiv och minus till negativ), och om jag sedan polvänder multimetern får jag annat värde, ex 10mV (repeterbart). Vad händer? Ändras spänningsfallet av strömmens riktning? Kan den interna kopplingen i labbaggregatet och multimetern påverka, i så fall hur? Och slutligen, finns det, som ni känner till (tar gärna emot tips på fabrikat och modell) strömbegränsade spänningskällor (typ labbagg) med helt flytande utgångar? Jag tror att det labbagg jag har (ett iTT) ska ha flytande utgång och multimetern bör ju också ha flytande ingångar?

[Icecap]

Lite saker som JAG undrar över:
* Kopplingen. Om du matar in 5A i <något> och sedan mäter spänningsfallet över <något> - hur är mätklämmorna monterat?
Sitter de i matningens (nätdelens) polklämmor? Eller är de kopplat på <något> i deras separata mätpunkter?
* Om du vänder polariteten ("sedan polvänder multimetern"), är det då BARA på multimetern du kastar om på + & - eller är det matningen till <något> som kastas om?
* Om det är multimetern - hur är klämmorna monterat? (igen).

Med så pass små spänningar har det definitivt betydelse om kopplingen är korrekt, oxidfri och vilka materialar som det rör sig om.
Tänk termobrygga.

[guckrum]

Att en multimeter är högupplöst betyder ju inte nödvändigtvis att den visar rätt.
Om det är så att den mäter olika spänning på "samma" lågohmiga millivoltkälla om du bara kastar om anslutningarna på multimetern antyder det att den visar "fel" i minst ett av fallen.

[Krille Krokodil]

Finns billiga differentialförstärkare att köpa:

https://www.elfa.se/sv/differentialfoer ... p/30069873

[Nerre]

Ja vid så låga värden så är det mycket som påverkar.

På jobbet mätte vi vad vi kallade "läckström". Enligt standarden för elektriska medicintekniska produkter var kravet i vissa fall "max 5 uA".

Läckströmmen mäter man genom ett läckströmsdon, det är i princip ett 1 kohm motstånd och sen är det ett RC-filter "på utgången". 5 uA motsvarade alltså 5 mV. Det var max, nominella värden låg ju runt 2-3 mV eller mindre. Med utgångens två poler kopplade till en batteridriven multimeter så fick man olika värden beroende på om man polväxlade multimetern eller inte. (Notera att vi främst mätte AC. Och vid AC borde ju polaritet inte spela nån roll.)

Vid såna där mätningar är det nästan ett måste att göra en mätosäkerhetsbudget och titta på vilka mätfel som går att eliminera och vilka man måste ta fram statistik för (för att få en standardavvikelse att räkna ut mätosäkerheten från).

[breflabb]

Många multimetrar visar inte samma värde när man kastar om sladdarna .
Så strömmen är nog det samma åt båda håll men multimetern visar inte samma värde.

[PeterH]

Lite saker som JAG undrar över:
* Kopplingen. Om du matar in 5A i <något> och sedan mäter spänningsfallet över <något> - hur är mätklämmorna monterat?
Sitter de i matningens (nätdelens) polklämmor? Eller är de kopplat på <något> i deras separata mätpunkter?
* Om du vänder polariteten ("sedan polvänder multimetern"), är det då BARA på multimetern du kastar om på + & - eller är det matningen till <något> som kastas om?
* Om det är multimetern - hur är klämmorna monterat? (igen).

Med så pass små spänningar har det definitivt betydelse om kopplingen är korrekt, oxidfri och vilka materialar som det rör sig om.
Tänk termobrygga.

Jag försöker besvara en i taget...

Icecap: I mitt första PoC är det väldigt enkelt uppsatt och absolut inte optimalt, men jag får värden väldigt nära varandra vid varje mätning (då med undantaget polvändning). Jag använder i detta fall bara vanliga mätprober vilket naturligtvis inte är bra, men får som sagt "samma" värde varje gång vid samma mätpunkt (jag mäter mellan anslutningen på "tryckpunkten" som trycker på materialet och på materialets yta en bit från tryckpunkten). Om jag vänder mätproberna och mäter på samma punkter (jag växlar alltså bara mätproberna och inte anslutningen till tryckpunkterna) få jag andra värden... Jag mäter alltså så nära materialet som möjligt för att utesluta kablage från labbaggregatet, dvs. spänningsfallet över anslutning och materialytan.

Att en multimeter är högupplöst betyder ju inte nödvändigtvis att den visar rätt.
Om det är så att den mäter olika spänning på "samma" lågohmiga millivoltkälla om du bara kastar om anslutningarna på multimetern antyder det att den visar "fel" i minst ett av fallen.

guckrum: Ja, det är detta jag har problem med. Som jag skrev ovan mäter den samma värde varje gång i samma riktning men ett annat värde åt ett av hållen...

Krille Krokodil: just den produkten hade för lite information (inga datablad, inget schema) för att jag ska lägga krut på den, jag har ju trots allt instrument som bör klara av samma sak, tack ändå.

Nerre: Låter intressant men om jag tolkar dig rätt så mätte ni strömmen för att få fram ett spänningsvärde? Jag vill istället mäta spänningen (med fast ström) för att räkna ut resistansen Eller var det så att ni faktiskt mätte spänningsfallet över mätdonet för att räkna ut strömmen Oavsett så är det ju resistansen jag söker i mitt fall.

breflabb: Så då menar du att multimetrarna mäter olika beroende på strömmens riktning? Man tycker ju att den ska visa samma spänning oavsett polaritet? Jag ska göra en enkel test och mäta ett batteri, stämmer din teori borde ju batteriet visa olika spänning om jag mäter polariteten olika

[TomasL]

Inte helt otänkbart att du har en termoelektrisk effekt.
denna pdf kanske kan ge dig något
http://download.tek.com/document/LV_LR_ ... _91113.pdf

[PeterH]

Tack Tomas, mycket intressant läsning. Omfattande men jag ska försöka plöja igenom den, sen ska man ju rent praktiskt kunna nyttja all denna teori också

[Mindmapper]

Du kan enkelt kontrollera om det är termoemk. Genom att ändra värmeskillnaden mellan det som är kalla och varma lödstället. Ett termoelement uppstår när du har två olika metaller som sammanfogas in en mätpunkt (hot junction) där du ansluter mätproberna får du en mätpunkt till (cold junction). Förutsätter att mätproberna är av ett annat material.
Den emk du får från termoelementet beror på skillnaden i temperatur mellan hot juntion och cold junction. EMK = hot j - cold j. Har du lika temperatur i de båda punkterna blir EMK = 0. Stor tempskillnad mellan anslutningspunkterna innebär större EMK.
Du kan alltså värma olika anslutningspunkter och se skillnader om du ändrar polariteten. Ett problem är att värmen också ändrar resistans i materialet. Men det spänningsfallet är inte polaritetsberoende. Finns en del fallgropar.

[PeterH]

I detta fall så är materialet belagt med guld och också tryckpunkten/kontakten är guldpläterad... Mätproben är dock inte guldbelagd

[Nerre]

Nerre: Låter intressant men om jag tolkar dig rätt så mätte ni strömmen för att få fram ett spänningsvärde? Jag vill istället mäta spänningen (med fast ström) för att räkna ut resistansen :) Eller var det så att ni faktiskt mätte spänningsfallet över mätdonet för att räkna ut strömmen :humm: Oavsett så är det ju resistansen jag söker i mitt fall.

Vi mätte spänningsfallet över en 1 kohm "shunt" för att få fram strömmen. Och det är ju precis vad du gör, men du har strömmen och vill räkna ut resistansen.

Vi mätte alltså spänningar under 5 mV, och det är där problemet ligger, inte i strömmen eller shunten. Även om strömmen eller shunten påverkar mätfelet så är det felet inte så fluktuerande, det påverkas kanske främst av temperatur och luftfuktighet. Problemet är det som i audio-sammanhang kallas överhörning.

Räknar man lite snabbt så kan man se att dämpningen från elnätets 230 V måste vara över 90 dB. Och 90 dB är mycket i de här sammanhangen.