Kelvin aansluiting

EricP

mét CE

Het plaatje uit de startpost klopt maar het zou duidelijker zijn geweest om het te tekenen zoals in het plaatje van EricP. De locatie van de voltmeter aansluiting definieert het begin en eind van de te meten weerstand bij calibratie na fabrikage,. niet het materiaal daarbuiten.

Exact!

Eiric, het gaat om het principe van de Kelvin-meting, niet om wat er praktisch in jou geval van belang is bij sommige weerstand waarden. Meestal un je met een gewone weerstaned meting al meer dan genoeg uit de voeten, bij andere metingen gelden andere zaken. Voor mij gaat die 10M ook niet op om de simpele reden dat ik dit soort metingen alleen met veel-digit benchmeters doe (meer dan 1 Gohm inwendige weerstand).

Je merkt... we komen vanuit een andere hoek. Jij benadert het meer vanuit de 'acedemische' hoek. Ik meer vanuit de praktische hoek. En dus inderdaad, en verschil in inzicht. Ik kan je wel vertellen... dat waar ik dergelijke dingen doe... jij je 1GΩ meter niet mee naar toe wilt nemen :)

Kelvin meetklemmen zijn ook een compromis :-)

Al is het alleen maar vanwege het feit dat ze van een ander materiaal zijn dan het DUT zeker? :)

Al met al is het doel duidelijk: ongewenste invloeden zo veel mogelijk buiten de deur houden, danwel bekend maken zodat ze 'weg te rekenen' zijn. En inderdaad, voor die biefstuk zal een graad warmer of kouder niet zo heel relevant zijn.

Als je van een stuk kabel wil weten wat de weerstand is omdat je er veel stroom doorheen gaat sturen, dan valt er wat voor te zeggen om op de uiteindjes de spanning te meten terwijl je de meet stroom door een gedefinieerde lengte draad stuurt. Maar eigenlijk kan het ook andersom, je stuurt de stroom door de hele draad en meet de spanning over een gedefinieerde lengte.

Dat laatste is waarschijnlijk nog nauwkeuriger ook, omdat je contact oppervlak van de spanningsmeter 'klein' kan zijn (en daarmee de lengte nauwkeurig vastgesteld kan worden). Er loopt immers 'geen' stroom. Wel weer grappig... als je vanuit verschillende hoeken komt (en dus feitelijk wat anders meer), dan kom je ook tot verschillende meet methoden. Terwijl iedereen dondersgoed lijkt te begrijpen waar het over gaat en het allemaal in de hoek 'Kelvin aansluiting' zit.

fatbeard

Honourable Member

Ok, ok, het meten beïnvloedt het gemetene, dat is duidelijk.

En inderdaad, een weerstand van 10MΩ (ingangsweerstand van een universeelmeter) parallel schakelen aan een weerstand van 0.1Ω zorgt voor een meetfout van wel één hele nano-Ohm...
Naarmate de inwendige weerstand van de voltmeter hoger wordt (of de te bemeten weerstand kleiner), wordt de geïntroduceerde fout kleiner.
Maar het ging me niet om de laatste positie achter de komma...

@rew slaat de spijker op zijn kop: daar waar ik een Kelvin-meting 'nodig' heb is het bepalen van de weerstand van een stuk draad (om daaruit de diameter te kunnen bepalen), en dan maakt het dus niet uit.

Komen we terug op die gecorrodeerde aansluitingen: in het tweede plaatje van @Sine

mag de stroomaansluiting een willekeurige contactweerstand hebben, de gemeten spanning op punt 1 (binnen de stroomkring) zal voor alle praktische toepassingen vrijwel gelijk zijn aan de spanning op punt 2 (buiten de stroomkring).
Voor de Pietjes Precies: JA, er is een (klein) verschil (zoals @rew ook al aanduidde): op punt 2 meet je de weerstand van het (grootste gedeelte van het) messing blok ook mee.
Als ik de doorsnede van het messing blok op 160mm² stel en de meegemeten lengte op 15mm (maten overgenomen uit dit document) ligt die weerstand tussen de 5.6 en 8.5µΩ, afhankelijk van de samenstelling van het messing.
In een 100A/60mV shunt (=600µΩ) levert dat een meetfout op van minder dan 1.5%.

Wat betreft het plaatje uit de openingspost: ik had nooit gedacht dat dat voor zóveel verwarring zou hebben kunnen zorgen...
Dat plaatje heb ik gewoon van WikiPedia getrokken, het staat een ieder vrij om dat plaatje/artikel te corrigeren...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Ha rew,

Voorop gesteld dat wij helemaal niet zo gemakkelijk de direct verplaatste lading kunnen meten in Coulomb per seconde het is daarom dan ook dat de Ampère wet hier uitkomst bied..... maar het is alleen maar een eenheid waarin we de verplaatste lading grote in uitdrukken.
Dit zelfde geldt voor het elektrisch potentiaal uitgedrukt in Volt.

Het draadje van @TS gaat er juist over wat is nu de reden dat de spanningsmeter altijd aan de binnenkant getekend is dat is denk ik duidelijk uitgelegd.
Wanneer is dit belangrijk @fred101 geeft een duidelijke uitleg en..... inderdaad zal het de elektricien worst zijn 1 V minder of meer die staat met zijn laarzen in de klei :(
Maar ik meet met mijn probe over een sheet ( stukje materiaal zeg koper ) op een afstand van 10 µm en dan is de invloed van mijn snoeren en de omgeving funest zonder hier rekening mee te houden is het huilen met de pet op :'(
Met andere woorden het is maar net wat wil je meten en welke nauwkeurigheid wil je bereiken.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

mag de stroomaansluiting een willekeurige contactweerstand hebben

Ja, de stroom door de hele kring is immers gelijk. Zolang de totale weerstand niet zo hoog is dat het buiten het meet/source-bereik valt (spanning loopt vast, stroom wordt lager, daarom is het geen goed idee om 4 draads aan hele hoge weerstanden te gaan meten. )

Vergeet niet dat het bij de 4 draad source om een stroombron gaat.

Er zijn ook meters die een spanningbron gebruiken. Daarbij zetten ze inwendig een bekende weerstand in serie met de te meten onbekende weerstand. De spanning over de inwendige weerstand wordt dan gemeten. Als de inwendige 1k is en de onbewkende 10k dan is de spanning verhouding tussen de weerstanden gelijk aan de weerstand verhouding (ratio meting)

Al EricP: is het alleen maar vanwege het feit dat ze van een ander materiaal zijn dan het DUT zeker? :)

Dat ook maar het heeft met dikte en hoe de stroom loopt te maken. Makkelijker voor te stellen. Als de draad 1 meter dik is dan krijg je de situatie dat de meetpunten feitelijk 1 meter buiten de source punten zit. Maar als dat bij dunne draadjes van belang wordt, is dat je minste probleem, dan gaat er veel meer meespelen ;-)

Puur theoretisch, meet de spanning buiten de stroom aansluitingen om. Er loopt bij een meter met oneindig hoge weerstand absoluut geen stroom van source naar sense. Er valt dan ook geen spanning val over de stukjes niemandsland tussen source en sense. Ergo, je kunt prima meten. Helaas bestaan ideale meters niet.

Mbt draadlengte meten. Bedenk het volgende. Neem 100 cm draad, stuur de stroom erdoor van uit de uiterste kopse kanten. Meet dan 1 cm daarbinnen de spanning. Dit geeft de weerstand van meetpunt tot meetpunt, hier dus fout want dat is de weerstand van 98 cm draad. De meetpunten moeten excact 100 cm overspannen, dus moet je iets meer draad gebruiken of rekenen of speciaal hiervoor probes maken die als het ware de kabel verlengen

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
EricP

mét CE

Wat betreft het plaatje uit de openingspost: ik had nooit gedacht dat dat voor zóveel verwarring zou hebben kunnen zorgen...

Mooi he... hoe details een discussie feitelijk kunnen laten ontsporen?
Ik heb in een vorige leven ook wel specificaties geschreven. En dan sta je er elke keer weer verbaasd van hoe andere mensen daar interpretaties op los kunnen laten die je niet verzonnen hebt. Soms iets van 'dat staat er niet, lees nou eens', maar niet zelden ook 'hmz... met enige fantasie ZOU je het ook zo kunnen interpreteren'. Na verloop van tijd wordt je er handiger in. Helemaal 'interpretatieloos' krijg je het echter nooit...

Voor wat betreft je draad meten: uiteraard wil je aan de ene kant de stroom 'fors' hebben. Immers, een grote spanning is (binnen het redelijke) makkelijker (nauwkeuriger) te meten dan een kleine spanning. Aan de andere kant wil je de stroom zo laag mogelijk hebben om opwarming ed. te voorkomen. Het blijft een beetje hannessen.

En eh... met die shunts... je aansluitpunten van de stroom kant, die kun je slecht definiëren. Meestal toch al snel M10 of groter - er is gewoon wat contact oppervlak nodig om die electronen door te jagen. Als je het netjes doet, dan zijn het mooie vlakke kabelogen en zijn de bouten met een momentsleutel aangetrokken (voor het gevoel is dat altijd 'iets meer dan handvast', als is het wel iets meer hoor). Dan is het idee dat je ongeveer 'overal' contact hebt.

Doe je het anders, zo leert de ervaring, dan krijg je toch een grotere overgangsweerstand. En bij 100 of 200A wordt dat warm. Erg warm. Zo warm dat het gewoon stuk gaat. De weerstand is daarna echter wel makkelijk te bepalen: naderend naar ∞ :)

Puur theoretisch, meet de spanning buiten de stroom aansluitingen om. Er loopt bij een meter met oneindig hoge weerstand absoluut geen stroom van source naar sense. Er valt dan ook geen spanning val over de stukjes niemandsland tussen source en sense. Ergo, je kunt prima meten. Helaas bestaan ideale meters niet.

Bij een stroomshunt speelt dat amper een rol een 4 draad meting op een stuk materiaal van zeg 100kΩ per cm is dat wel wel een grote meetfout

In een 100A/60mV shunt (=600µΩ) levert dat een meetfout op van minder dan 1.5%.

Wat al een veel grotere fout gaat worden als ik dat bv via een ADC in een microcontrolle wil gaan inlezen van bv 10kΩ

Op 9 november 2020 17:24:41 schreef benleentje:
[...]

Bij een stroomshunt speelt dat amper een rol

Uhhm, voor stroomshunt in jou vakgebied misschien,
Ik denk dat de ontwerpers van bv 8,5 digit multimeters daar een heel ander idee over hebben :-) (net zoals elk stroom meet apparaat met meer dan 3 digits niet bedoeld voor elektriciens >:-) )

Ik denk dat je hier over twee verschillende metingen spreekt. Kelvin weerstand metingen, en 4 draads stroommetingen.

4 draads Kelvin weerstand-metingen doe je omdat je een zo kloppend mogelijke meting wilt.

Gewone "niet-Kelvin" 4 draads metingen doe je omdat het de enige praktische manier is om stroom in een geleider te meten.

[Bericht gewijzigd door fred101 op 9 november 2020 17:51:55 (31%)]

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

@fred101 je hebt helemaal gelijk het is zoals altijd de toepassing bepaalt wat nodig is nauwkeuringheid.

Gewone "niet-Kelvin" 4 draads metingen doe je omdat het de enige praktische manier is om stroom in een geleider te meten.

Maar ook die wil je natuurlijk zo goed mogelijk meten en weten. Maar ook hier bepaalt de toepassing de nauwkeurigheid. IS de shunt er enkel voor een indicatie van de stroom op een analoge meter of wil je de rimpelstroom van je nieuwe motorregelaar gaan meten.