Complexe impedantie

Da's anders lastig meten bij zulke lage frequenties.

In mijn "kubus van een liter" is die 0,9pF ongeveer.
Maar bij de schaal van Fred is het veel minder, omdat de vlakken veel kleiner zijn (vooral lager), en de afstand veel groter.

Is nu nog te warm. Ik heb wel nog een andere manier gevonden. Alleen mis ik een ding daarvoor. Een stuk air-rigid coax. Daar moeten dan gaten in geboord worden en daar sluit ik dan de TDR meter op aan. De vloeistof is dan het dielectrium en verandert dus de impedantie van dat stuk coax. Je kunt zelfs de dikte van lagen in vloeistof meten (horizontaal is dikte, vertikaal is impedantie/dielectrische constante)

Bij sommige van jullie vast bekend.

In theorie kun je op die manier in ieder geval de diëlectrische constante bepalen en de geleiding. En da's belangrijk voor de propagatie van golven.
Maar je hebt nog een tweede ding nodig: De magnetische susceptibiliteit. Dit zou je kunnen meten d.m.v. een spoel/lus in het water. Maar dat gaat toch ook wel lastig worden.

@fred: koperen buisje met staafje erin?

fred ik heb nog een stuk 3" 1/8 van een (half) metertje liggen, mocht je geintresseerd zijn dan stuur ik het je. (met bijhorende koppeling)

[Bericht gewijzigd door HermanDP op 1 juli 2009 21:15:03 (11%)]

De μ_r van water is 0.999992; van vacuum is die 1.000000. Het zal heel moeilijk zijn dat verschil aan te tonen.
Het is denk ik beter gewoon 1.0 aan te nemen (tenzij je aan vloeibaar ijzer meet, maar dat zien we tegen die tijd wel weer).

Zelfs dan is het niet zo interressant, boven de curie temperatuur gaat de relatieve permeabiliteid van ijzer ook richting de 1. Dat is al bij 700 graden of zo iets. In iedergeval onder het smeltpunt.

tenzij er een (uniform) magnetisch veld om de opstelling omheen 'gebouwd' wordt waarvan we de eigenschappen kennen en dan achteraf interpoleren ?

Hè akeligerd, en dat wist ik ook best - zo werkt mijn soldeerbout tenslotte. Stom stom stom.

Nou goed, een colloïdaal mengsel van visceuze olie en ferrietpoeder dan.
(Dat werd ooit in een soort kijkglaasje verkocht, dat kon je op een magneetband leggen om zo de opname te zien.)

Ik heb dit niet zelf bedacht hoor, het staat in een HP journaal uit de jaren 60 http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/hpjindex.html dus het zou in ieder geval moeten werken. Maar het lijkt me een leuk experiment. Zeker om dat dan naast die andere meting te leggen.

Herman, dat lijkt me een stuk makkelijker dan zelf zo'n ding te maken. Hoeft niet erg lang te zijn.Een tdr meter ziet een bnv connector al dus een cm of 20 is al prima. Anders wordt het een beetje lastig opsturen denk ik.

Audio generator heb ik. Zowel 50 als 600 ohm. Scoop is ook geen probleem. De generator is goed voor een aardige output maar ik heb ook nog een meetversterker HP463A die er een paar watt van kan maken (als ik tenminste aansluitkabels kan vinden want de nieuwe aanwinsten in mijn hp collectie hebben zo'n rare netvoedingstekker (driepolig maar kleiner en ronde pennen). Bij de 8601 heb ik er een ander netfilter in gezet zodat een modern snoer past maar dat was een aardige klus (chassis moest ook aangepast worden.)

wauw jullie gaan snel. ik wil met liefde en plezier de gekste dingen meten maar ik ben geen chemicus

Het is niet goed te zien welk Journal je bedoelt. Heb je een specifiek nummer?

Maar voor de meting die TS in gedachten had, dacht ik toch echt meer aan een spanningsdeler, gevormd door een weerstand van 10 ohm en de meetbak.
En dan met één probe de ingangsspanning meten, en met de andere de spanning over de meetbak. En dan de verhouding van de spanningen, en hun faseverschil, bepalen.

Zo hou je beide probes netjes met de massa aan massa.
Het enige nadeel is dat we even zullen moeten rekenen, maar dat moeten we toch al: uit de meetresultaten moeten we, met de exacte maten van de bak (lengte, breedte, waterhoogte), nog een soortelijke waarde bepalen.

http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/1966-02.pdf

Je kunt zeker niet even een schetsje maken zodat ik het niet verkeerd begrijp Mag de bak van plastic zijn ?

De rms meter heeft al een nieuw chassis deel, nu de meetversterker nog.

@FET: Ik ging ervanuit dat het tot hele hoge frequenties door zou gaan. In dat geval gaat de magnetische permeabiliteit waarschijnlijk ook wel iets doen. (misschien ook niet)


Maar goed, voor audio zal dat allemaal niet uitmaken nee.

@fred: De bak mag van alles zijn wat je wilt, als het maar niet geleid. Het is vrij dun, die bak. Dus het zal niet echt veel doen met de elektrische veldlijnen.

Ik ga het vanmorgen even proberen als het lukt, moet vanmiddag naar de velddag.

Ik zat te denken aan het volgende

een stuk pvc pijp van bv een meter (van die gele dunne) Daar alufolie omheen als afscherming. Dan aan beide kanten een kurk en vullen met zout water. Door de kurk een electrode steken (stukje vd draad) Dan heb ik een "golfpijp" Er is door de afscherming minder kans dat de electrodes elkaar buiten de buis om zien. De afscherming niet aan massa want dan wordt het een condensator. Ik kan de spanningsval over de weerstand ook met een differentiaal probe meten. Is dat nog zinvol ?

Dan de ene electrode aan massa, de andere via die 10 ohm aan mijn 600ohm buizen LF generator. Die kan aardig wat spanning opwekken maar voor hogere frequenties hen ik alleen 50 ohm generators.

De opstelling is klaar. De eerste metingen zijn gedaan.
ik heb waarden en foto's

Ik heb getest met zoet en zout water.

met twee probes over de weerstand, TDR meting, differentiaal meting over de 9R5 ohm (netto gemeten metaalfilm en afgeschermd) weerstand
Ook metingen zonder water en paraciatire capaciteit en inductie gemeten.
Bij 50Hz, 500Hz 2KHz en 5KHz maar dat gaf geen meetbaar verschil

Spanningsval over de weerstand met RMS meter:
600 ohm generator onbelast (belast gelijk) open klem, zoet water 225mL, 8,71Vrms
Spanninningsval over 10 ohm is 0,0018V

Met zoutwater is de belaste spanning 6,6Vrms (onbelast 7,71rms)!!! de spanningsval 0,00135V

er is bij zoetwater een vreselijk klein fase verschil van ongeveer 20uS (maar dat is bijna niet te meten) amplitude verschil is niet zichtbaar. Bij zout is er van 50 tot 50KHz helemaal geen fase verschil zichtbaar.

De differentiaal meting levert wel leuke plaatjes maar die komen nog.

Ik moet dus het signaal flink versterken wil ik beter de spanningsval kunnen meten.

De TDR meting gaf een echo die 58mV lager was dan het incident maar ik ben vergeten het voltage van het incident op te schrijven.
Bij een open stuk coax is dat 34mV lager. Dat moet dus opnieuw

http://www.hamforum.nl/viewtopic.php?f=80&t=1070&p=4544#p4544

Hier de foto's. Ik ben benieuwd of jullie er rekenkundig iets mee kunnen en iets aan hebben. De boel staat nog opgebouwd voor eventueel aanvullende testen. Eventueel met meer vermogen maar ik denk dat de differentiaal meting waarschijnlijk al redelijk bruikbaar is.

Op 1 juli 2009 15:32:29 schreef HermanDP:
[...] Iemand een plonsbadje ?

Je kan ook gewoon naar het strand gaan , hoor. Best lekker met dit weer

"een spanningsdeler, gevormd door een weerstand van 10 ohm en de meetbak." Ik bedoelde daar eigenlijk dit mee:


Met zoet water heb je in de buis een weerstand van 46kΩ.
Met zout water heb je blijkbaar nog maar 2mΩ over. Hoeveel zout zat er in? Bij "standaard" zeewater rekent men met 3.5% zout; in jouw 225 ml dus bijna 8 gram zout.

Ik kan de soortelijke weerstand van het water nu niet goed berekenen, omdat ik niet weet hoe ik de invloed van de elektroden moet verrekenen. Je hebt geen vlakke elektroden gebruikt, zoals de zijkanten van een kubus bijvoorbeeld; maar draden. In de buurt van de draad is de veldsterkte veel groter, zodat de boel niet klopt. Ik probeer het maar gewoon alsof je vlakke contacten aan de einden van de buis had, die zouden dan 3.4cm² zijn.

Voor zoetwater kom ik dan op een specifieke geleiding van 0,04 S/m. Dat is normaal voor "high-quality drinking water (0.0005 to 0.05)".

Voor je zout water kom ik op een waarde van 1 MS/m. Dat lijkt me niet goed. Zeewater zit op 5 S/m. Met meer zout erin kom je vast wel hoger, maar geen 200 000× zo hoog.
Ik denk dat ik je waarden verkeerd begrijp. Trouwens de onbelaste spanning, was die nu 8,71 of 7,71V?

De capaciteit tussen de uiteinden van de buis zou, met contactvlakken van 3.4cm², ongeveer 0.4pF zijn. Dat kun je dus niet meten.

Hoe heb je nu die TDR metingen gedaan? De aardkant van de waterbuis van aarde losgemaakt, en op een weerstand naar aarde aangesloten? Heb je dan de alufolie als afscherming gebruikt?

De waarden (rond 30ns) vind ik erg hoog; ze komen overeen met 9 meter heen-en-weer, dag 4,5m enkele reis. Dan heb je het toch over zo'n 3 meter coax. Had je zoveel? En de waterkolom was toch maar 0,66 meter?

Zo heb ik het toch ook gedaan. een 9,5 ohm weerstand in serie met de meetbak. Ik dat kastje zit een 9,5 ohm weerstand.

Ik heb er gewoon een scheut zout in gedaan want ik kan dat niet wegen.

de electroden zijn een stuk VD draad van 1,3mm en de kern van een stuk RG58. Ik zou messing of alu proppen als electrode kunnen maken maar ik heb het zo gedaan om zo min mogenlijk capacitiet te krijgen.

Onbelast 8,71 Vrms, generator is 600ohm.

Het alufolie is afscherming maar geisolleerd van de rest zodat er geen capaciteit ontstaat maar het RF signaal niet buiten om kan.
Bij de TDR meting hing denk ik de massa kant aan de massa van de scoop. Had ik dat los moeten maken ? Dan kan ik dat nog wel herhalen.
De weerstand zat er niet tussen bij de tdr meting. Mijn idee Hij ziet de waterbuis dus als een weerstand naar massa. een soort dummyload. er zit dik 3 meter coax tussen, dat klopt wel. Dan krijg je meer resolutie.

Ik ben ook maar een meetamateur maar dit is wel leerzaam

Oh, ok. Je gebruikte bij de TDR meting de hele buis zelf dus als belastingsweerstand (naar aarde) achter een stuk coax van 3 meter. Dan klopt alles.

In de gauwigheid bereken ik dat de weerstand bij zout water toch nog een paar honderd ohm zou moeten zijn, veel groter dan 50 ohm dus. Dat komt ook beter overeen met je TDR; de puls komt rechtop terug.
Als je 2 milliohm had (veel kleiner dan 50 ohm), zou de puls op de kop terug moeten komen.

Een afscherming die je nergens op aansluit werkt niet.
De clou van een afscherming is juist dat zijn potentiaal nul is; alleen dàn heb je erachter geen veld meer.
Als je hem laat zweven neemt hij gewoon de heersende potentiaal ter plaatse aan.

Anders gezegd: zonder afscherming tussen A (waar 10V RF op staat) en B heb daartussen bijvoorbeeld 1 pF.
Mèt zwevende "afscherming" heb je dan 2pF van A naar scherm (waar nu 5V RF op staat), en nog eens 2pF van scherm naar B, totaal dus weer 1pF van A naar B.

Met geaarde afscherming heb je 2pF van A naar scherm, en daarachter niets meer, omdat er op het scherm 0V RF staat.

Moet ik dat nu opnieuw meten of kun je die factor gezien de frequentie en vermogen verwaarlozen of moet ik nog andere electroden maken ?

Weten we nu ook de velocity factor van zout water.

Wel knap dat jij kan terug rekenen hoeveel zout ik heb gebruikt.

Ik heb een potmeter van 500 ohm in kastje met bnc dat ik voor metingen gebruik. De impedantie bij de tdr meting is in ieder geval meer dan 500 ohm. Ik ga eens kijken of ik een omrekenlijstje kan maken. Bij een vna kun je het aantal dB reflectie via een tabel omrekenen. HP had vroeger een TDR module voor de 140 scoop. Daar kon je ook de waarde in ohm aflezen.

Aan welke meting heb je nu het meest gehad (voor zover dit een nuttige meting is natuurlijk )

Het lijkt me wel leuk als ik wat uitgewerkte berekeningen met uitkomsten bij mijn verhaaltje kan plaatsen.(met bronvermeding indien gewenst)

Ik weet niet hoeveel zout jij gebruikt hebt; die 8 gram zou voor "normaal zeewater" zijn (in 225 milliliter).

De waarden voor de meting met zout water zijn me niet helemaal duidelijk. Je schrijft:

[voor zoet water]
Spanningsval over de weerstand met RMS meter:
600 ohm generator onbelast (belast gelijk) open klem, zoet water 225mL, 8,71Vrms
Spanninningsval over 10 ohm is 0,0018V

Met zoutwater is de belaste spanning 6,6Vrms (onbelast 7,71rms)!!! de spanningsval 0,00135V

Is die spanningsval weer over de 10 ohm (die eigenlijk 9,5 ohm is, begrijp ik)?
Want dan zou je hem juist groter verwachten dan bij zoet water.
Aan de andere kant, zo'n spanning over de bak is weer heel erg laag.

Voor publicatie kun je een lijstje geven, zoiets als:

<sub>Beschrijving
lengte, doorsnede, inhoud water,
hoeveelheid zout, soort elektroden (maten),
aansluitschema (zoals in mijn plaatje bijv.)

Metingen
zoetwater:
A - spanning uit toonfiets (probe 1 t.o.v. aarde)
B - spanning over de waterbak (probe 2 t.o.v. aarde)
C - spanning over de weerstand (probe 1 t.o.v. probe 2) (voor check)
D - faseverschil tussen A en B
E - faseverschil tussen C en B (voor check)
F - eventuele HF metingen waarbij de waterbak als belasting fungeert

zoutwater:
als onder zoetwater

Mogelijke bronnen van onzekerheid in de metingen
Conclusies?</sub>

Dat maakt het voor de lezers gemakkelijker te begrijpen wat je hebt gedaan en wat daar uit kwam. Want ik moet toegeven wel eens een beetje te moeten zoeken en puzzelen.

Maarre, wat vindt TS hier allemaal van?

Ga ik doen. Is best ingewikkeld want ik meet van alles, maak foto's en dan moet het goede weer bij het goede. Dat is verwarrend.

De weerstand is 9,5 ohm netto gemeten en geen 10 ohm.

Bij zout water zakt de spanning van de signaalgenerator in op de ingang, dus belast is hij lager dan de open klem spanning. Dat is een oude philips op buizen. Die kon dus blijkbaar de stroom niet leveren of de impedantie van het water ligt rond of onder de 600 ohm natuurlijk (ri=ru). Dat heeft dus niets met de waarde van spanningsval over de weerstand te maken dat is die 0,00135V. Gemeten met twee meetpennen over de weerstand met de HP3400. Het scoopplaatje is mbv twee 1:1 probes over de weerstand. Over de weerstand is een op het ene pootje (generator kant) en een op het andere pootje (dut kant). De weerstand zit in dat koperen kastje en die twee pinnetjes zijn doorvoer Ctjes die aan de weerstand vast zitten. Daar zie je de probes liggen.

Maar ik zal het lijstje proberen in te vullen. Ik vind het wel leuk, meten is een ding maar conclusies en goede publicatie/weergave van de gegevens is twee.

[Bericht gewijzigd door fred101 op 6 juli 2009 15:34:56 (20%)]

Dus toch over de weerstand.. en toch is de stroom bij zout water juist hóger dan bij zoet water.

De generatorspanning is immers ook gezakt - wat heel normaal is en geen teken van overbelasting of zo - en dat komt juist doordat de stroom toegenomen is.

Juist om dit soort redenen is het goed enige lijn in je notities te houden, en ook die check-meting te doen. Dan rollen eventuele fouten (geen meetfouten in de zin van onnauwkeurigheid, maar echte bloopers) er vanzelf wel uit.