Aussagekraft von Strommessung an der tailcap

[AILL]

Selfbuilt bemerkte unlängst dass Strommessungen an der tailcap speziell bei höheren Strömen unzuverlässig seien, da das Messgerät und die Messkabel selber die Regelung der Lampe beeinflussen könnten.

Und, die einzige zuverlässige Möglichkeit der Strommessung in einer Lampe wäre am head, mit einem regelbaren Netzgerät.

Was ist da dran?

Wer mit Mist misst, misst Mist - klar, aber ein kalibriertes Fluke?

Andreas

 

[Hiltihome]

Selfbuilt bemerkte unlängst dass Strommessungen an der tailcap speziell bei höheren Strömen unzuverlässig seien, da das Messgerät und die Messkabel selber die Regelung der Lampe beeinflussen könnten.

Stimmt, weil das Multimeter und die Messleitungen in den Stromkreis eingefügt werden und damit diesen durch Einfügewiderstand verändern.

Und, die einzige zuverlässige Möglichkeit der Strommessung in einer Lampe wäre am head, mit einem regelbaren Netzgerät.

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Stimmt nicht, jedenfalls nicht pauschal, da mit dem Labornetzgerät der Innenwiderstand des Akkus, des Batterierohrs, der Federn, aller Übergangswiderstände und des Schalters(falls einer im Stromkreis liegt) nachgebildet werden müssten,
um auf praxisgerechte Messwerte zu kommen.
Vorteil ist die Reproduzierbarkeit der Messung, Nachteil ist, dass niemand seine Taschenlampe an einem Netzteil betreibt und somit die Messwerte, ohne aufwendige Simulation und Kompensation, nicht praxisgerecht ausfallen.

Was ist da dran?

Selbuilt hat sich Gedanken gemacht, weil er auf Diskrepanzen gestoßen ist, die bei Strommesssungen an der Tailcap aufgefallen sind.
Die Schlussfolgerung teile ich allerdings nicht, weil die Messungen mit Netzteil nur unter großem Aufwand praxisgerecht machbar sind.

Wer mit Mist misst, misst Mist - klar, aber ein kalibriertes Fluke?

Ja, schon, aber dabei ist es egal, ob ein Fluke (Synonym für hochwertiges DMM), oder ein anderes Fabrikat verwendet wird.
Messleitungen und Kontaktierung haben einen viel größeren Einfluss auf den Messwert, als das DMM und dessen Genauigkeit.
So haben speziell die gängigen Fluke Handheld-Multimeter eine relativ hohe Burdon-Voltage, im Vergleich zu Elektriker Multimetern, was sie für Strommessungen an Hochleistungstaschenlampen er weniger geeignet macht.


Ich verwende für Strommessungen an der Tailcap ein älteres Metrahit 13S und ein noch älteres Metrawatt M2007,
da Beide keine Sicherung im höchsten Strommessbereich haben und somit deutlich niederohmiger sind,
was den Einfügeverlust reduziert.
Als Messleitung kommen 2x20cm Leitungen, mit 2,5mm² und Reinsilberronden als Kontakte zum Einsatz.
Damit komme ich auf ~30mOHm Einfügewiderstand, was mir als guter Wert erscheint,
falls die zu messende Lampen einen Schalter in der Tailcap und dem Stromkreis hat.
Für Lampen ohne Schalter im Stromkreis, wie bei der SPARK SL6, sind auch 30mOhm zuviel.
Hier ist nur noch mit einer Anordnung aus Drahtschleife und Strommesszange sinnvoll zu messen.
Wobei man damit schon zu niederohmig werden kann, da die Übergangswiderstände und die Feder in der Tailcap auch mindestens 10mOhm haben, was eventuell unterschritten wird.

!Alle Werte nur ungefähr, da in diesem niederohmigen Bereich viele Fehler lauern, die sich mit Multimetern nicht vermeiden lassen!


So einfach die gestellte Frage erscheint, so komplex ist meine Antwort und beleuchtet dennoch nicht alle Aspekte.

Wer es besser und ausführlicher darstellen will, nur zu.



Heinz

 

[x47]

Hallo

Selbuilt hat sich Gedanken gemacht, weil er auf Diskrepanzen gestoßen ist, die bei Strommesssungen an der Tailcap aufgefallen sind.

Mich würde ja interessieren wie hoch diese Messunterschiede und wie die Ausgangsbedingungen waren. Halte ich nicht für unwichtig.

Natürlich... wenn das Messgerät einen geringen Innenwiderstand hat geht der Messwert gegen den der tatsächlich in der Lampe ist, aber
glaube ich das man die Werte der "Realität" zurückrechnen kann. Somit hätte das verwendete Messgerät einen geringen Einfluss.

Gibt es eigentlich einen standardisien Messaufbau für Lampen? Das würde eine Diskussion über verschiedene Messwerte mMn leichter machen, da zumindest einige Fehler ausgeschlossen werden können.

 

[Frittenfett]

Wobei es aber wenn ich meine eingebringen Widerständer durch Kabel und Meßgerät kenne kann ich diese auch mittels Fehlerrechnung wieder herausrechnen. Gerade bei guten Meßgeräten sollten die Innenwiderstände recht genau bekannt sein und die Korrektur über Fehlerrechnung ist mir da dann durchaus sinnvoll.

Prinzipiell ist die Messung über Strommeßzange der einzige weg ohne Eingriffe in s System. Wenn ich aber zur Messung des Stromes mit in der Lampe eine Drahtschlaufe irgendwo hinbastel muß, um mit der Strommeßzange zu messen, begebe ich mich auf den gleichen Weg mit eingeschleusten Fehlern wie mit der klassischen Strommessung.

 

[Creep]

...wobei du durchs Rausrechnen zwar deinen eigenen Fehler bzw. den aufgeschlagenen Widerstand berechnen kannst,
nicht aber, wie die Lampe mit Regelung auf diesen höheren Widerstand reagiert...

Musste selbst erst kürzlich feststellen, dass man bei gut geregelten Lampen viel Quatsch messen kann. Mein DMM hat
bei der SC60 (300 irgendwaslumen) mit vollem Akku 2A angezeigt, was ja gar nicht stimmen kann.

Seitdem halte ich mich mit Strommessungen zurück. Das war mir vorher nicht so aufgefallen.

Viele Grüße, Thomas

 

[Frittenfett]

Ich gebe Dir recht. Strommessungen sind eine Sache für sich, bei Taschenlampen noch eimal komplizierter, da man wenige Optionen hat den Strom ohne Veränderungen zu messen.

Egal ob Digitalmultimeter oder Strommeßzange, irgendwas muß geändert werden (bei TaLas). Wenn es irgendwie möglich ist sollte ein Meßaufbau nicht geändert werden um Fehler zu vermeiden. Bei Strommeßungen ist es extrem wichtig die Ergebnisse auf jeden Fall zu hinterfragen. Das hat wenn ich mich auf die Eingangsfrage beziehe selfbuild getan, was ich gut finde.

Viele messen irgendwass, und nehmen den angezeigten Wert so wie er ist hin. Auch dann, wenn man mit dem Ohmschen Gesetz sofort den Nachweis erbringen kann, das irgendwas an der Messung nicht stimmen kann. Oft ist es auch gut gezielt eine "bekannte Störgröße" bei der Messung mit einzubringen, und zu prüfen, ob das Ergebnis mit der Störgröße auch im Erwartungsbereich liegt. Ist dem nicht so, dann sollte man seine Messung extrem genau betrachten und prüfen wieso der Erwartungsbereich nicht erreicht wurde. Oft sind dann die Messungen ohne Störgröße nämlich auch schon zweifelhaft.

 

[gast]

Wobei es aber wenn ich meine eingebringen Widerständer durch Kabel und Meßgerät kenne kann ich diese auch mittels Fehlerrechnung wieder herausrechnen. Gerade bei guten Meßgeräten sollten die Innenwiderstände recht genau bekannt sein und die Korrektur über Fehlerrechnung ist mir da dann durchaus sinnvoll.

Prinzipiell ist die Messung über Strommeßzange der einzige weg ohne Eingriffe in s System. Wenn ich aber zur Messung des Stromes mit in der Lampe eine Drahtschlaufe irgendwo hinbastel muß, um mit der Strommeßzange zu messen, begebe ich mich auf den gleichen Weg mit eingeschleusten Fehlern wie mit der klassischen Strommessung.

Alternativ kann man einen 10 Milliohm Messshunt in den Stromkreis einlöten, und die abfallende Spannung messen.

 

[x47]

Wegen der Stromveränderung: Man könnte ja mehrere Messungen mit unterschiedlichen zusätzlichen Widerständen machen um herauszufinden wie der Treiber den Stromfluss regelt. Wär zumindest ein Weg um die Fehlerrechnung genauer zu machen. Ganz genau kann mans nur mit Datenblatt (oder ca 150 R-Messungen) machen ...

 

[Hiltihome]

Hallo,

um einen Eindruck zu vermitteln, habe ich zwei Lampen gemessen.

Eine Eigenbaulampe mit 8x7135 Linearreglern und nominal 2,8A und die SPARK SL6.
Die SPARK SL6 habe ich deshalb gewählt, weil sie eine sehr harte Regelung hat und man deshalb den Einfluss des Messaufbaus besonders deutlich feststellen kann.

Als Multimeter habe ich ein älteres Metrahit 13S und das billige YH-113 von DX verwendet.
Das Metrahit, weil es keine Sicherung im 16A Messbereich hat und das YH-113, weil es ein typischer Vertreter der Einsteigerklasse ist. (Das YH-113 habe ich nachjustiert, um die Anzeigefehler zu mitteln)

Als Messleitungen kamen 2x20cm 2,5mm² und die Messleitungen des YH-113 zum Einsatz, die recht ordentlich sind und aus 18AWG Litzen, mit 1mm² gebaut sind. Länge ist 120cm. Diese Messleitungen liegen auch vielen Mastech Multimetern bei.

Als Akku habe ich einen protected SolarForce 2400mAh blau-weiß verwendet, da dies ein weit verbreiteter Budget Akku ist.

Lampe mit Linearreglern:
Metrahit mit 2x20cm 2,5mm² Leitungen : 2,77A
YH-113 mit 2x20cm 2,5mm² Leitungen : 2,72A
Metrahit mit 2x120cm 1mm² Leitungen : 2,77A
YH-113 mit 2x120cm 1mm² Leitungen : 2,72A

Das war zu erwarten, da die Linearregler auf konstanten Strom regeln, solange der Spannungsabfall am Innenwiderstand des Akkus, des Messgerätes und der Leitungen dies zu lässt.
Die Anzeige des Metrahit deckt sich mit derer von zwei weiteren Messgeräten von Gossen Metrawatt und darf als gesichert gelten.
Das YH-113 hat einen kleinen Messfehler, der aber innerhalb der Toleranz liegt.


SPARK SL6:
Metrahit mit 2x20cm 2,5mm² Leitungen : 3,25A
YH-113 mit 2x20cm 2,5mm² Leitungen : 3,35A
Metrahit mit 2x120cm 1mm² Leitungen : 7,3A, Akkuschutzschaltung schaltet ab
YH-113 mit 2x120cm 1mm² Leitungen : 7,45A, Akkuschutzschaltung schaltet ab.

Man kann gut erkennen, dass das beide Messgeräte brauchbare Ergebnisse liefern, wenn sie niederohmig in den Stromkreis eingefügt werden.
Mit serienmäßigen Messstrippen macht man eine krasse Fehlmessung, da der Treiber der SPARK den Strom soweit erhöht, um den Spannungsabfall auszugleichen, dass die Schutzschaltung des Akkus anspricht.


Die wenigen Messungen spiegeln meine Erfahrungen sehr gut wieder und belegen, dass Strommessungen an der Tailcap mit Vorsicht zu genießen sind, wenn sie ohne Kenntnis der Zusammenhänge und der Limitierungen der Messmittel gemacht wurden.

Das billige YH-113 liefert brauchbare Messwerte, die sich aber nicht generell auf billige Multimeter übertragen lassen,
da der Innenwiderstand im Strommessbereich sehr unterschiedlich sein kann.
Deshalb möchte ich das YH-113, das es mit anderer Bezeichnung auch von Mastech gibt, nicht als Empfehlung meinerseits im Budget Bereich verstanden wissen. Es wurde nur exemplarisch verwendet.


Bei Lampen ohne Regelung, die nur mit PWM gesteuert werden, geht der Einfügewiderstand ebenfalls sehr in die Messwerte ein. Da ich keine Lampe mit solch primitivem Treiber besitze, muss ich Messwerte schuldig bleiben.



Heinz

 

[x47]

Hallo!

Interessant!
Gibt es zu den Lampentreibern eigentlich (offizielle) Regelungsdiagramme?

 

[AILL]

Vielen Dank für die aufschlussreiche Diskussion hier! Langsam begreife ich die Zusammenhänge und die Schwierigkeiten. Danke für alle Antworten und die, die vielleicht noch kommen!

Das ist das, was ich mir unter einem Fachforum vorstelle.


Andreas