Weerstand oneindig, toch spanning gemeten

[SniperEye]

Omdat deze vraag een uitvoerige toelichting behoeft heb ik deze zo uitvoerig doch ook zo compact mogelijk te verwoorden. Wellicht is zonder deze toelichting ook al een verklaring te vinden.

Vraag

Kan je met een multimeter spanning meten van 0,01 volt op een geïsoleerd deel van een treinbaan waar dus in feite geen spanning op moet zitten?

De techniek

In modelspoorland heb je keuze uit 2-rail of 3-railsystemen. Bij 2 rail wordt de spanning geleverd via een van de rails (links of rechts) en de massa over de andere rail (vanzelfsprekend links of rechts afhankelijk van de situatie).

Bij 3-rail is er een middenrail in de vorm van puko’s. Op deze middenrail wordt baanspanning geleverd vanuit de centrale. Een centrale kan op een PC aangesloten worden om via software een modelspoorbaan te sturen.

Een trein in het 3-railsysteem heeft een sleper onder de locomotief die het signaal oppikt. Via de massa van de rails is het cirkeltje rond.


Bron: https://wiki.3rail.nl/index.php?title=2-rail_en_3-rail

(Digitale) protocollen

Er zijn in hoofdlijnen 2 protocollen binnen de digitale besturing van modeltreinen: DCC en MFX. Ik maak gebruik van MFX. Het is een digitaal signaal dus.

Bezetmelding

Voordat je een baan met een PC kan besturen is het nodig om bezetmelders te plaatsen die weer aangesloten wordt op je centrale. In het 3-railsysteem isoleer je dan de massa van een van de rails door deze door te slijpen. Rijdt er een trein overheen dan maakt die contact en zo weet de centrale en PC dat op een bepaalde plek een trein is.

Nu kom ik tot de kern van het probleem, namelijk: ik meet spanning op een geïsoleerd stuk van mijn baan.

Hoe kom ik daarbij?

Er is op de markt een spoorspanningsmeter verkrijgbaar. Deze werkt als volgt. Het is een apparaatje met 2 contactpunten, een voor de middenrail en een voor de rail zelf. Het metertje heeft drie ledjes: rood, geel en groen. Brand het rode ledje dan staat er 5 – 9 volt op de baan. Brand rood en geel, dan staat er 9 – 12 volt op de baan. Branden ze alle drie, dan is de spanning > 12 volt.

Een multimeter is niet geschikt om exacte waardes te meten. Er is namelijk sprake van een pulserend sigaal en geen sinusgolf zoals je bij “normale” spanning wel hebt.

Zet ik het metertje op de baan waarbij de contactpunten de middenrail en de niet-geisoleerde rail raken dan branden alle 3 de ledjes. So far so good.



Zet ik het metertje met de contactpunten op de middenrail en op de geisoleerde rail dan blijkt het rode ledje heel zwak te gaan branden. Vrijwel alleen zichtbaar in het donker.

Wat meet de multimeter?

Allereerst heb ik de weerstand gemeten met de stand op Ohms. Alle apparatuur was losgekoppeld van de baan. Zet ik de pen op de middenrail en op de geisoleerde rail dan geeft de meter op het display “oneindig” aan. Dat is ook goed.



Zet ik vervolgens de meter op DC-stand 20 volt, sluit de centrale aan op de baan en zet er spanning op dan geeft de multimeter 0,01 aan.

En dan kom ik terug bij de vraag waar deze post mee begon: hoe kan ik spanning meten terwijl dat deze twee rails fysiek volledig van elkaar geïsoleerd zijn?

Op het forum voor 3-railgebruikers heb ik geen goed antwoord gekregen. Wat ik wil uitsluiten voordat ik verder bouw aan mijn baan: hoe kan dit ontstaan en gaat het later tot problemen leiden.

[memphis]

Gezien het Marklin is en je tekening over een 3-rail systeem met AC gevoed wordt zou je denk ik toch echt de AC stand van met multimeter moeten gebruiken.

Verder denk ik dat je van de digitale signalen weinig zal meten, deze worden naar mijn idee hoogfrequent op de spanning spanning gemoduleerd, alleen een oscilloscoop zou dat zichtbaar kunnen maken.

[franssie]

Er zou best sprake kunnen zijn van inductie. Die spoorbaan is een mooie antenne, en dan is 0,1 Volt geeneens veel.

[dragonhaertt]

Oneindige weerstand bestaat niet, het is alleen buiten het bereik van je meter.
0.01V is bijzonder weinig, ook jouw lichaam geeft al snel een meting van 0.01V door inductie van de meetsnoeren en capacitieve koppeling.

Een meter van 15 euro is sowieso niet zo nauwkeurig.

[SniperEye]

memphis schreef op woensdag 12 maart 2025 @ 19:37:
Gezien het Marklin is en je tekening over een 3-rail systeem met AC gevoed wordt zou je denk ik toch echt de AC stand van met multimeter moeten gebruiken.

Verder denk ik dat je van de digitale signalen weinig zal meten, deze worden naar mijn idee hoogfrequent op de spanning spanning gemoduleerd, alleen een oscilloscoop zou dat zichtbaar kunnen maken.

Het digitaal signaal is gelijkstroom zoals ik het heb begrepen. De rij-stroom is wisselstroom.

[Hell-Slave]

Wauw een heel Discovery special geschreven omdat je ergens 10mV hebt gemeten?
Je multimeter heeft waarschijnlijk een inwendige weerstand is 10Mohm dus met 2 meet draden (antennes) heb je zo een paar mV opgepikt.

Je trein rijdt minder hard door spanning lekkage?
Je stroomrekening is hierdoor hoger?
Elektrocutie gevaar?
Wat is nu het probleem?

[Jackxl]

10mV is zoals gezegd een lage spanning. In een digitaal systeem zal de spanning nooit exact 0 of 5V zijn. Componenten hebben vaak ook een tolerantie op hun waarden van 1~20%.

Waarschijnlijk is het opgenomen inductie uit de omgeving. Elke geleider is in een bepaalde mate een antenne.

[RvRijn]

Een multimeter van 2 tientjes op een bereik van 0-20V kan geen 0,01V meten. Dit is minder dan de afwijking en precisie van de multimeter zelf.

Je meet nu gewoon ruis uit de lucht doordat het spoor als spoel/antenne werkt in combinatie met de wisselspanning die voor ruis zorgt omdat de geïsoleerde rails voor de multimeter als condensator werkt.

[dragonhaertt]

Even voor je beeldvorming.
Multimeter van >€500
AC spanning:

En DC spanning als ik de draadjes een beetje beweeg.

[ Voor 34% gewijzigd door dragonhaertt op 13-03-2025 13:43 ]

[SniperEye]

Hell-Slave schreef op donderdag 13 maart 2025 @ 11:59:
Wauw een heel Discovery special geschreven omdat je ergens 10mV hebt gemeten?
Je multimeter heeft waarschijnlijk een inwendige weerstand is 10Mohm dus met 2 meet draden (antennes) heb je zo een paar mV opgepikt.

Je trein rijdt minder hard door spanning lekkage?
Je stroomrekening is hierdoor hoger?
Elektrocutie gevaar?
Wat is nu het probleem?

Misschien tijd voor mij om te solliciteren bij Discovery.

Omdat ik aanneem dat niet iedere Tweaker bekend is met de modelspoor hobby heb ik inderdaad een uitgebreide toelichting gegeven.

Mijn vraag is juist of er een probleem kan zijn. Er gaan heel wat uurtjes in de bouw van zo’n baan zitten en dan wil je mogelijke problemen vroegtijdig herkennen.

Blijkens de antwoorden is er geen spookmelding maar zie ik spoken die er niet zijn.

Dank allen voor het meedenken!

[Hell-Slave]

SniperEye schreef op donderdag 13 maart 2025 @ 18:01:
[...]


Misschien tijd voor mij om te solliciteren bij Discovery.

Omdat ik aanneem dat niet iedere Tweaker bekend is met de modelspoor hobby heb ik inderdaad een uitgebreide toelichting gegeven.

Mijn vraag is juist of er een probleem kan zijn. Er gaan heel wat uurtjes in de bouw van zo’n baan zitten en dan wil je mogelijke problemen vroegtijdig herkennen.

Blijkens de antwoorden is er geen spookmelding maar zie ik spoken die er niet zijn.

Dank allen voor het meedenken!

Het heeft niet zo veel te maken met modelspoor, maar meer met elektriciteitsleer.
Maar je hebt dus geen problemen, hou ze goed in het spoor!

[WerkplaatsinHs]

franssie schreef op woensdag 12 maart 2025 @ 19:41:
Er zou best sprake kunnen zijn van inductie. Die spoorbaan is een mooie antenne, en dan is 0,1 Volt geeneens veel.

Zoals Franssie ook aangaf vermoed ik ook dat dit een soort van inductie is waardoor er een minimale dc spanning te meten is op het punt waar geen spanning op hoort te staan. Maar is zeker geen probleem voor de functie van de treinbaan.