Spannungsmessung mit Multimeter im ms-Bereich - Probleme

Hallo,

seit letzter Woche bin ich den ganzen Tag damit beschäftigt mich in Labview einzulesen und zu üben, auch mit der super Hilfe hier im Forum. Grundlegende Dinge hab ich einigermaßen schon verstanden und nun bin ich dabei an einem Programm zu arbeiten, das Spannungswerte eines Tischmultimeters ausliest.
Dazu habe ich ein VI erstellt, mit den vom Hersteller bereitgestellten SubVI's, welches auch bis auf einige Kleinigkeiten soweit funktioniert.
Angeschlossen ist das Gerät über einen RS232-Port via USB-Adapter am PC. In der VI werden die Daten über VISA eingelesen.
Das Ganze soll vor allem kurzzeitige Spannungsänderungen im ms-Bereich aufnehmen können. Mein VI benötigt allerdings für einen Messdurchlauf der Schleife in etwa 50ms.
Meine Überlegung war nun, die Sub-VIs des Herstellers, die letztlich nur auf den Grundfunktionen von VISA (open, write, read, close) basieren, von meiner Meinung nach überflüssigen Funktionen zu bereinigen, in der Hoffnung dadurch die Geschwindigkeit der Schleife deutlich zu erhöhen. Das Ergebnis habe ich ebenfalls im Anhang angehängt. Das Messgerät besitzt laut Datenblatt eine maximale Abtastrate von 10ms. Ob das Messprogramm2 lauffähig ist, kann ich gerade nicht beurteilen, da ich im Moment nicht am Messgerät bin.

Meine Fragen:
1) könnt ihr adhoc sagen, ob grundsätzlich meine Überlegungen richtig sind und zum Ziel führen könnten?
2) Kann das neue VI, sobald es lauffähig ist eine derart hohe Abtastrate leisten? (im Bereich 1-20ms)
3) Ich bekomme einfach nicht die Zeitmessung in den Griff, das die Werte auch tatsächlich bei 0 starten. Vielleicht könntet ihr mir da auch nochmal einen Tipp geben, wo ich nachbessern muss.

Ich bedanke mich schonmal für die Hilfe!

LG,
Tobolf

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Hallo Tobolf,

herzlich willkommen im Forum!

Zitat:von meiner Meinung nach überflüssigen Funktionen zu bereinigen, in der Hoffnung dadurch die Geschwindigkeit der Schleife deutlich zu erhöhen.
Das Messgerät besitzt laut Datenblatt eine maximale Abtastrate von 10ms.
1) könnt ihr adhoc sagen, ob grundsätzlich meine Überlegungen richtig sind und zum Ziel führen könnten?
2) Kann das neue VI, sobald es lauffähig ist eine derart hohe Abtastrate leisten? (im Bereich 1-20ms)

Frage 2 hast du doch schon selbst beantwortet: wenn das Messgerät mindestens 10ms für ein Sample benötigt, wirst du wohl nicht Sampleraten größer als 100Hz erreichen…
Zu Frage 1: Leider sehen wir deine subVIs nicht und können nicht beurteilen, wieviel davon unnötig ist. Wir wissen auch nicht, mit welcher Baudrate deine serielle Schnittstelle arbeitet: dies dürfte auch ein limitierender Faktor sein!
Du hast uns auch nicht gesagt, welchen Messgerät-Typ (Hersteller, Typnummer, etc.) du verwendest. Aber aus Erfahrung: einfache DMMs bieten bestenfalls 100Hz Samplerate und haben gern auch PC-Interfaces, die diese Samplerate nicht übertragen können!

Zitat:3) Ich bekomme einfach nicht die Zeitmessung in den Griff, das die Werte auch tatsächlich bei 0 starten. Vielleicht könntet ihr mir da auch nochmal einen Tipp geben, wo ich nachbessern muss.

Hier könnte helfen, wenn du die 5s Wartezeit zwischen dem Init und der Messschleife weglässt…

Okay, vielen Dank zunächst für die Antwort!
Ich dachte die SubVI's sind ebenfalls in der Datei enthalten und für jeden sichtbar. Ich habe die entsprechende VI, die für die Messung verantwortlich ist nochmal angehängt.
Bei dem Messgerät handelt es sich um ein Fluke 8808A.
Die Baudrate der seriellen Schnittstelle ist entsprechend des Gerätes auf 9600 eingestellt.

Wenn ein weiteres Multimeter mit einer höheren Sample Rate, sagen wir 1ms, zur Verfügung stände: wäre es möglich diese über USB zu übertragen und anschließend auch in Labview zu verarbeiten oder benötigt man dafür weitere spezielle Hardware?

Freundliche Grüße

Hallo Tobolf,

Zitat:Die Baudrate der seriellen Schnittstelle ist entsprechend des Gerätes auf 9600 eingestellt.

Bei 9600Baud benötigt die Schnittstelle ca. 1ms zum Übertragen eines (1!) Zeichens.
Die Übertragung erfolgt lt. deiner angehängten subVIs als lesbare ASCII-Zeichen im Format "%f %s" (oder gar "%f %s,%f %s"). Das dürften ca. 15-20 Bytes pro Abfrage sein, weshalb allein die Datenübertragung bis zu 20ms benötigt!
Im subVI ist dann auch noch eine 20ms Wartezeit enthalten, welche wohl dazu da ist, dass das DMM genug Zeit zum Abarbeiten des Befehls bekommt…

Zitat:Wenn ein weiteres Multimeter mit einer höheren Sample Rate, sagen wir 1ms, zur Verfügung stände: wäre es möglich diese über USB zu übertragen und anschließend auch in Labview zu verarbeiten oder benötigt man dafür weitere spezielle Hardware?

Das hängt wohl vom DMM ab: wenn es eine USB-Schnittstelle bietet (z.B. eine virtuellen serielle Schnittstelle mit einer deutlich höheren Baudrate), dann sollte das wohl möglich sein.
Es gibt aber auch andere Schnittstellen (LAN, GPIB), die deutlich höhere Datenübertragungsraten ermöglichen…

Über welche Auflösung/Genauigkeitsanforderung reden wir hier eigentlich?
NI bietet einfache USB-Messboxen (USB600x) zu Preisen ab 100€, die bei den AIs schon 10kS/s bieten!

Auf die 20ms habe ich den Wert gestellt. Ursprünglich war dieser auf 240ms. Stelle ich den Wert weiter runter bekomme ich in meiner Exceltabelle teilweise einfach nur Nullen oder unsinnige Werte eingetragen und ab und zu auch mal eine richtige Spannung.
20ms ist der minimale Wert den ich so iterativ ermittelt habe, bei dem keine Fehler auftreten. Das ganze passt eigentlich zu deiner Erklärung mit den ASCII-Zeichen. Danke dafür

Zu meiner Anforderung: ich würde gerne plötzliche Spannungsänderungen messen. Der interessante zeitliche Bereich spielt sich dabei in den ersten 100ms ab. Deshalb wäre es schön diesen in einer annehmbaren Auflösung abzubilden. Der Messbereich liegt grob gesagt zwischen 0-5V.

Zu den USB-Messboxen: Was genau sind AI's? Die USB-Messboxen umgehen sozusagen mein Problem mit den ASCII-Zeichen? (wie werden denn dort die Daten übertragen?) Hätte ich ein Multimeter, das 1000samples/s aufnimmt wäre eine Darstellung in Labview kein Problem?
Sorry für die vielen Fragen. Über die USB-Messboxen hatte ich auch schon mehrmals was gelesen aber nie wirklich verstanden, wieso diese überhaupt benutzt werden und die Messgeräte nicht direkt an den PC angeschlossen werden.

Freundliche Grüße

Hallo Tobolf,

Zitat:Der interessante zeitliche Bereich spielt sich dabei in den ersten 100ms ab. Deshalb wäre es schön diesen in einer annehmbaren Auflösung abzubilden. Der Messbereich liegt grob gesagt zwischen 0-5V.

Was ist eine "annehmbare" Auflösung?
Die 0-5V können die USB-Boxen jedenfalls messen…

Zitat:Was genau sind AI's?

"Analog Inputs"
Ist quasi die "Standardabkürzung", genauso wie AO, DI, DO, CTR, PWM…

Zitat:Die USB-Messboxen umgehen sozusagen mein Problem mit den ASCII-Zeichen? (wie werden denn dort die Daten übertragen?)

Ja. Übertragung erfolgt per USB und DAQmx-Treiber (der gehört zu LabVIEW und dieser Hardware hinzu).

Zitat:Hätte ich ein Multimeter, das 1000samples/s aufnimmt wäre eine Darstellung in Labview kein Problem?

Nein.

Zitat:Sorry für die vielen Fragen.

Wieso, weshalb, warum - wer nicht fragt, bleibt dumm!

Zitat:Über die USB-Messboxen hatte ich auch schon mehrmals was gelesen aber nie wirklich verstanden, wieso diese überhaupt benutzt werden und die Messgeräte nicht direkt an den PC angeschlossen werden.

Die USB-Boxen sind Messgeräte und werden per USB direkt an den PC angeschlossen - ich verstehe deinen Kommentar nicht…

Der absolute Messbereich müsste zwischen 0-5V liegen. Bei der genauen Auflösung wäre es nötig, wenn eine Genauigkeit bis auf wenige mV (1-4) möglich wäre. Kann ich parallel dazu auch den Strom messen mit dem Gerät? Ich habe die USB-Messboxen total missinterpretiert und dachte diese wären lediglich eine Anbindung eines Messgerätes an den PC. Das diese selbst eine Messeinheit besitzen hab ich mir gar nicht gedacht.
Ich glaube zu meinem Anforderungen müsste es das USB-6009 sein, um die entsprechende Auflösung zu erreichen, oder?
Gibt es vielleicht irgendwo eine Übersicht, der möglichen USB-Messboxen. Dann würde ich mich da nochmal einlesen..

Freundliche Grüße

Hallo Tobolf,

Zitat:Gibt es vielleicht irgendwo eine Übersicht, der möglichen USB-Messboxen. Dann würde ich mich da nochmal einlesen..

Hier!

Zitat:Der absolute Messbereich müsste zwischen 0-5V liegen. Bei der genauen Auflösung wäre es nötig, wenn eine Genauigkeit bis auf wenige mV (1-4) möglich wäre.

Die USB6001 bietet 14bit Auflösung bei ±10V Range, das macht 1.2mV pro LSB. Die Genauigkeit ist aufgrund Rauschen allerdings etwas schlechter…

Allgemeiner Tipp zu Messtechnik und LabVIEW: Ruf doch mal den NI-Vertrieb an und lass dich beraten!

Dankeschön, werde mich dahingehend mal informieren! Wirklich sehr interessant.

Nochmal zu der Baudrate: ich habe am Messgerät die Möglichkeit die Baudrate auf 19200 zu erhöhen. Tue ich das kann ich den angesprochenen Delay in der SubVI von 20ms auf 16ms senken, sodass ein gesamter Schleifendurchlauf "nur noch" im Mittel 45ms (vorher 50) dauert. Ist hier wieder die Baudrate limitierend oder muss es dann doch an etwas anderem zusätzlich liegen?

Meine Überlegungen gehen jetzt in die Richtung, die Spannung mit einem USB-Instrument von NI zu messen und zeitlich gesehen parallel (da so wie ich das sehe parallele Messungen von Strom und Spannung mit diesen Geräten nicht möglich sind) eine Strommessung über das Tischmultimeter durchzuführen. Deshalb wäre es interessant, den Delay zumindest in eine ähnliche Region zu bekommen.

Hallo Tobolf,

Tue ich das kann ich den angesprochenen Delay in der SubVI von 20ms auf 16ms senken, sodass ein gesamter Schleifendurchlauf "nur noch" im Mittel 45ms (vorher 50) dauert. Ist hier wieder die Baudrate limitierend oder muss es dann doch an etwas anderem zusätzlich liegen?
Die Baudrate ist einer der limitierende Faktoren: die Datenübertragung funktioniert nun halt doppelt so "schnell" in vielleicht 8 statt vorher 16ms…
Dein Messgerät selbst ist aber auch nicht von der schnellen Sorte: es benötigt eben auch weiterhin seine Zeit, um einen Befehl zu empfangen, zu verarbeiten, den Messwert aufzunehmen und den Wert dann auch zurück zu melden!

Zitat:Meine Überlegungen gehen jetzt in die Richtung, die Spannung mit einem USB-Instrument von NI zu messen und zeitlich gesehen parallel (da so wie ich das sehe parallele Messungen von Strom und Spannung mit diesen Geräten nicht möglich sind) eine Strommessung über das Tischmultimeter durchzuführen. Deshalb wäre es interessant, den Delay zumindest in eine ähnliche Region zu bekommen.

Die einfachen USB-Boxen erlauben die "quasi-parallele" Messung mehrerer AIs - sie haben eben nur einen ADC mit einem Multiplexer davor. Du kannst natürlich Strom und Spannung "parallel" messen, nur die Samplerate halbiert sich dann…