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Dual-Slope ADU

Funktionsweise

alt:"Dual-Slope", w:50

1. Abschnitt

  • Messspannung U_x wird an den Integrator gelegt
  • \(U_a(t)\) ist Gerade mit Anstieg \(-\frac{U_x}{T}\) mit \(T = R\cdot C\)
  • Abwarten einer festen Integrationszeit \(T_1\) (durch einen Zeitgeber)

2. Abschnitt

  • Referenzspannung \(-U_{ref}\) wird an den Integrator gelegt
  • \(U_a(t)\) ist Gerade mit Anstieg \(\frac{U_{ref}}{T}\) mit \(T = R\cdot C\)
  • Abwarten, bis \(U_a\) auf 0 V steigt, Messen der Zeitdauer \(T_2\)
  • Zeit des Anstiegs: \(\Delta T = T_2-T_1\)

Berechnung

\[ \frac{U_x}{U_{ref}} = \frac{\Delta T}{T_1} \]
  • Vorteil: Änderungen von R und C (Alterung, Temperatur) haben keinen Einfluss auf den Messwert

Aufgabe 94*
... Wie groß ist der ohmsche Widerstand am Eingang der Intergratorbaugruppe?

Brummspannungsunterdrückung

  • Wahl der Integrationszeit \(T_1\) als ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der Stör-Wechselspannung
  • Bei \(f=50 \text{ Hz}\) folgt \(T_1 = 20\text{ ms}\)

Aufgabe 94, 93

Messen von Wechselspannungen

  • Ziel: Messen des Effektivwerts der Wechselspannung
  • Verwenden einer Gleichrichterschaltung am Eingang des ADU
  • \(U_e = |U_x|\)
  • Das Ergebnis der Dual-Slope Wandelung liefert den Gleichrichtwert der Wechselspannung
  • \(\overline{|U_x|} = \frac{\Delta T}{T_1} \cdot U_{ref}\)
  • Mit Hilfe des Formfaktors wird der Gleichrichtwert in den Effektivwert umgewandelt:
    \(k = \frac{X_{_{eff}}}{\overline{|X|}}\)
  • Jedoch gilt der der Formfaktor nur für eine Signalform
  • Hier: Sinus mit k = 1,1107

Aufgabe 9, 83

Alternative: ADU mit sukzessive Approximation

alt:"ADU mit sukzessive Approximation", w:50

  • Momentanwertumsetzer → Es findet keine Integration statt
  • Kompensationsmethode
  • Genauigkeit abhängig vom DAC