Referentie weerstanden maken & karakteriseren

Hi Gertjan,

Een bericht uit heel andere oorden
Misschien zijn de extra lusjes wel de oorzaak van de hogere tempco.
De weerstand van het koper is bij 1K meer van invloed.
Dan heb ik het over de tempco van de aansluitdraden.
Uit mijn hoofd weet ik niet of de tempco van het koper overheen komt met de verhoogte waarde die je gemeten hebt.

Bij mijn 10K en 1K referentie weerstanden zitten de sens draden vlak naast het huisje van de weerstand.

Wat gedachten voor mijn eigen setje Econistors.
Ik dacht er aan dit nog verder te proberen te optimaliseren door net al jij, de tin van het draadje te halen en dan CAT5 bedrading als sense(of dunner koperdraad als je dit wilt met een koperen krinpbusje vast te zetten.
Hierna dit met plastic spray te beschermen.

Moet nu gaan, de vrouw neuselt over boodschappen

Groet,
Bram

Ola Blackdog

Ik heb ook aan die aansluitdraden gedacht. Koper heeft een hoge tempco... Maar ondanks dat de weerstand slechts 2kΩ is, valt de lage weerstand van de aansluitdraad hierbij toch voldoende in het niet.

Bovendien heb ik de tempco van die eerste Econistor ook met de volle lengte van de aansluitdraden gemeten:

Wat lijkt dit eerste bakje alweer lang geleden

Op het moment ben aan het kijken of ik een 1k paartje kan maken met die originele Econistor uit de foto. Een proef-meting loopt nu.
Om bij het bepalen van de precieze weerstandwaarde de tempco uit te sluiten wil ik die meten bij precies 20°C. Helaas is het warm, dus moet ik die 20°C (stabiel) maken in de peltier-koelbox. Dat maakt het tijdrovend...
(Langzaam laten koelen tot net onder 20°, en dan langzaam passief terug omhoog laten komen)

Inmiddels zijn alle weerstanden mooi stabiel. De Ite weerstanden ben ik nu aan het bijtunen. Daarover binnenkort meer....

Cio, Gertjan.

Om toch een beetje een antwoord te geven op de vraag van rbeckers naar de lange termijn drift heb ik dit plaatje uit m'n Excel met meetresultaten gewipt:

Je ziet de drift van m'n 10k Vishay Z201, de weerstand die het langst in z'n bakje zit zonder dat ik er aan gekomen ben.

Deze grafiek begint op 26 april, de dag dat ik de bakjes weer heb dicht geschroefd, nadat ze 3 weken open hadden gestaan om terug te komen op een gemiddelde luchtvochtigheid na de droge silicagel zakjes periode.

De variaties die je ziet zijn eigenlijk gewoon de onnauwkeurigheden van de meting, het zijn tienden van ppm's...

Met wat fantasie zou je een licht stijgende gemiddelde lijn kunnen zien. Maar, als die er al is, zou dat van alles kunnen zijn: Nog herstellen van de montage stress, nog bijkomen van de silicagel droogte, of verouderings drift. Er is dus echt een vèèl langere periode nodig om hier wat zinnigs over te zeggen .

Er zit èèn sprong in, op 29 april. Er is op dat moment niets gebeurd met de weerstand, maar een aanpassing van m'n meetmethode .

Vanaf die dag gebruik ik Offset Compensation. Dit is een functie van de 3458A om offset spanningen, zoals thermische EMK's uit de meting te rekenen.
Even terug naar de standaard opzet van de vierdraads Ohm meting:

In het kort: De stroombron van de meter stuurt een precieze stroom door de weerstand. Via de sense aansluitingen wordt de spanning over die weerstand gemeten, en vervolgens de weerstand uitgerekend.

Als je nu die stroombron uitzet, dan meet je op de sense klemmen het totaal van alle stoorspanningen, inclusief thermische EMK's.
Dat is precies wat die Offset Compensation doet: eerst stroombron uit en stoorspanning meten, daarna de stroombron weer aan, en vierdraads meten, en vervolgens die stoorspanning er van af trekken.
Met dank aan de slimme meter-ontwerpers van HP .

groet, Gertjan.

Goedemorgen rbeckers,

Klikjes? Als in relais schakelklikjes
Nee, de meter blijft doodstil. Behalve de flink suizende fan dan....

Ik vermoed dat ik, voor meten aan m'n hoog-Ohmige weerstanden (100k, 1M), een probleem met m'n 4-draads meetkabel heb.....
Als je een 100k weerstand aan het tunen bent met Giga-Ohm waarden, wordt je meteen met je neus op het feit gedrukt hoe gevoelig je bent voor kruipwegen in het bakje, en... isolatieweerstand in de meetkabel. Dus gister ook gemeten met 4x banaankabels, en daar kwam inderdaad een iets hogere weerstandswaarde uit....

Iets om vandaag uit te zoeken, het kan natuurlijk ook gewoon meer Seebeck en instraling zijn....

Weerstanden, en het bakje tussen de aansluitingen, goed poetsen met IPA maakte in elk geval niets uit.

groet, Gertjan.

Ik heb een interessant probleem

Om m’n 100k CAL-R weerstand nauwkeuriger 100k te maken heb ik een parallel weerstand nodig van een paar Giga-Ohm. Dat doet je realiseren dat hoog-Ohmige lekweerstanden ook een rol kunnen spelen....

Ik deed een snelle test door mijn standaard 4-draads afgeschermde kabel te vervangen door een stuk CAT-5 kabel. En opeens was mijn 100k weerstandswaarde 15ppm hoger!!

Niet goed, dat moet dus eerst uitgezocht worden. Eerst maar uitgebreider kijken wat er aan de hand is... Ik deed gisterochtend de test opnieuw, uitgebreider met 4 verschillende meetkabels:
De Canare Starquad is mijn standaard kabel, gekozen na selectie bij het begin van mijn weerstandsmetingen. (maar toen had ik nog geen 100k en 1M weerstanden....)
De CAT-5 netwerkkabels staan bekend om hun goede kwaliteit, zowel geleider als isolatie. De massieve variant is eigenlijk het mooist, zolang je de ader in het dwarsgat van een apparaatklem kunt steken. Bij mijn Fluke gaat dat dus niet.
De multi-stranded versie van de CAT-5 is praktischer: je kunt er banaanstekers en vorkjes aan solderen, en de ader breekt niet steeds.... Deze zwarte is ook afgeschermd.
Banaan kabels waren bij m’n oorspronkelijke tests al afgevallen omdar ze veel meer spreiding in het meetresultaat gaven, maar ontegenzeggelijk is de isolatie tussen 2 losse draden het grootst. Dus ook mee getest.

Halverwege het meten bedacht ik me dat ik mooi meteen het effect van de Offset Compensation functie mee kon meten, dus de metingen ook zonder OffComp gedaan.
En dit is het resultaat:

^{klik op tabel voor grotere versie}

De afwijkingen in ppm zijn t.o.v. de nominale waarde, De waarden in het rode vakje zijn de waarden die deze exercitie getriggerd hebben. En die blijken hier dus goed reproduceerbaar.
Deze metingen zijn niet heel nauwkeurig, het gaat hier meer om de grote lijnen. Ik moest alle metingen op een ochtend doen, voor ik de deur uit moest. Toch liet ik alle metingen wel minimaal eerst 10...15min. stabiliseren.

Dingen die meteen opvallen:

- De verschillen in het rode hokje zijn meteen ook verreweg de grootste verschillen in de tabel.
Bij de 10k Vishay zien we hetzelfde 2ppm stapje terug als in de grafiek een paar posts hierboven, Maar bij de 1M helemaal niets...
Wat je zou verwachten, als het de parallelle weerstand van de kabel is die een rol speelt, dat bij 1M het verschil veel groter (factor 10) is, en bij 10k veel kleiner (ook en factor 10). Dat is dus niet zo....

- Wat verder opvalt is dat de waarden zonder Offset Compensation veel consistenter zijn dan de waarden met OffComp... Bij het meten (ik turfde steeds 10...15 metingen om een gemiddelde te bepalen) lagen de metingen zonder Offset Compensation steeds dichter bij elkaar dan met.
Bij de 100k zit er een flink verschil tussen zonder en met OffComp , bij de andere weerstanden maar weinig tot geen.
Alle problemen lijken dus vooral bij die 100k waarde op te treden.....

De metingen met banaan snoeren waren relatief zo onstabiel dat de spreiding in die metingen eigenlijk te groot was om in dit verband wat zinnigs toe te voegen...

Ik heb ook nog geprobeerd om op een andere manier naar de lekweerstand van de kabels te kijken.
Met een Ohm meter meet je natuurlijk gewoon oneindig.... Dus heb ik met een labvoeding tot 300V (stroombegrensd op een paar mA) op de kabels gezet, en gekeken of er stroom liep... En verdraaid, er liep een lekstroom die ik kon meten Bij m'n standaard Starquad kabel liep er bij 300V 5nA. Dat betekend een lekweerstand van 60GΩ. Ruim een factor 10 hoger dan problematisch zou zijn. 60GΩ parallel aan 100k betekend een fout van -1,7ppm. Wel al meetbaar dus... Maar dan weer raar dat bij de 1M weerstand we hier niks van terugzien....
De CAT-5 kabels deden het hier wat beter: 100GΩ lekweerstand voor de blauwe, en 75GΩ voor de zwarte kabel.

Ik begin toch te dromen van een mooi stukje 2 of 4 aderig afgeschermd stukje teflon kabel
Wie heeft er een stukje liggen? Gelukkig zijn er binnenkort weer radiomarkten....

En ondertussen verder puzzelen aan de oplossing van dit fenomeen, natuurlijk...

Groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Interessante tabel maar ik moet er even inkomen zijn dat de weerstanden in de kastjes of los met de draadjes er aan?
Weet u met welke spanning er gemeten wordt van af de multimeter (Ω meter).
Ik moet een voorstelling maken hoe de meetopstelling er uit ziet.
Aan deze kant gebruik ik ook afgeschermde kabel zilver teflon maar dat zijn losse kabeltjes met de afscherming als guard.
Volgens mij heb ik al eens eerder aangegeven dat ik 6 draads meet maar dan wordt het wel een heel verwarrend verhaal dus maar even niet.
Ik denk dat een enkele weerstand niet te tunen is en het misschien beter is om de parasitaire eigenschappen uit te middelen.
Het is altijd moeilijk om een goede twee poort te realiseren de ingang ziet de uitgang en andersom.
Voor alle weerstanden geldt dat er een parallelle capaciteit overheen staat deze gaat al mee spelen boven de 10Hz en zal zorgen voor een vertraging.
Als ik de metingen zie dan zit het ruim binnen de specificatie van de fabrikant en dat is gezien de leeftijd van de componenten best wel knap.
Je moet je altijd afvragen als iets een tolerantie drift heeft wat is de oorzaak en wat zijn de materiaal eigenschappen en zijn deze wel voorspelbaar en/of altijd gelijk!!
Naarmate je uiterst nauwkeurig meten wil zal je spanningsbron en stroom bron ruis arm moeten zijn er zijn maar weinig universeel meters die dit kunnen (eigenlijk kan ik er niet een) wel de Ω meters die speciaal er voor gemaakt zijn.

Groet Henk.

Ha rbeckers,

Dingen waar ik nu mee bezig ben:

- Lekweerstanden tussen weerstand aansluitingen en kastje bepalen.
(Er moet toch iets afwijkends zijn aan dat 100k kastje...)
- Dynamisch gedrag bekijken.
(i.p.v. Ohm meter een generator met LF blok, en dan over het weerstanddoosje op de scope kijken.
- Verschillen bekijken door kabels anders aan te sluiten.
(bij 2 getwiste paartjes 1 paartje voor plus sense & source en 1 paartje voor min sense & source, of juist 1 paartje voor beide souces en 1 paartje voor beide senses)
- checken of meten met m'n Fluke 8846A hetzelfde resultaat oplevert....

Verder zat het weerstanddoosje in een blikken trommel die aan de guard hing, en verder alles in de kamer uit....
Ook getest met/zonder aarde, ook aan de guard, dat maakte geen enkel verschil.

Alvast geleerd dat duidelijk is dat de lekweerstand van m'n kabel voor hoog Ohmige weerstanden marginaal is. Maar dat is niet de oorzaak van het rare gedrag met die 100k weerstand....

@electron920,
Ik doe 4-draadsmetingen aan weerstanden die in alu bakjes ingebouwd zitten, de weerstanden/bakjes waar dit hele topic over gaat.
Ik deed deze metingen met een 3458A, 4-draads, 100 NPLC, Auto Zero ON, Ohms Offset Compensation ON.
M'n standaard meetkabel is 1 meter 4 aderig afgeschermd, 2 getwiste paartjes in een afscherm mantel, Canare Starquad, zoals in de openingspost te zien is.

Ik heb inderdaad ook aan de meetspanning van de meter gedacht. Die gaat bij de 3458A bij de 10k naar 100k stap omhoog van 1 naar 5V, en bij m'n Fluke 8846A van 1V naar 10V.
Maar 1M wordt ook met die 10V gemeten, en daar is geen probleem.....

groet, Gertjan.

Hi Gertjan,

De 3458A staat in ieder geval niet uit zijn neus te eten...

Kijk eens met een 1:10 probe met de scoop op de weerstand kabel combinatie of je daar vreemde dingen ziet.
De scoop/probe kunnen zelf ook weer voor problemen zorgen, ik bedoel dit aleen betreffende aanwezige stoorspanning.
Waar staat de NPLC op bij deze metingen?

Ik heb misschien wel wat coax kabel voor je, check ik voor je als ik weer in het LAB ben.

Verder kan ik hier op het ogenblik geen hoog ohmige metingen doen, temperatuur is 20°C maar de RH is 98% !!!

Groet,
Blackdog

Ha heer miedema,

Dat is duidelijk dan weet ik waar het om gaat vraag heb je nog een 100kΩ weerstand? om een vergelijk te doen.
En waarom denk je dat de meting aan de 1MΩ weerstand wel goed is!!
Je zou verwachten dat de lijn door loopt je kunt een grafiek tekenen van de afwijking de kromme die dan te zien is geeft misschien duidelijkheid.
Met de scope kijken daar verwacht ik niet zo veel van de (stoor)spanningen zijn heel klein.
Dan zie ik meer in een bekende spanningsbron en een voorschakel weerstand (ander bakje) in serie met je 100kΩ en hier de spanningsval over meten.

Groet Henk.

Ola Blackdog,

Dat had ik net zitten doen
Met weinig resultaat tot nu toe overigens...

Hier het scope plaatje van de spanning over de weerstand met de Offset Compensation ON:

Je ziet de stroombron in- en uitschakelen met een frequentie van ruim 1Hz. Dat blijft zo, onafhankelijk van de NPLC (logisch, dat is alleen de middeling van meer metingen). Ziet er keurig uit....

Als de Offset Compensation UIT staat, dan blijft de stroombron altijd aan:

De meetspanning is nu keurig 5V, continue.

Ik heb ook de rimpel op die stroom gemeten, ong 40mVtt over 100k. Dat ziet er op beide scopes heel anders uit, maar zelfde grootte.
Kan ook een commonmode signaal zijn....

Ik meet steeds met NPLC=100

Nu ik je toch aan de lijn heb, Ik dacht dat jij bij weerstand meten die Ohms Offset Compensation uit liet. Heb je daar een reden voor?
HP raadt die functie aan, maar als ik naar het meetresultatentabelletje hierboven kijk ga ik twijfelen...

Ik heb inmiddels ook een blokgolf op de kabels gezet, en daarna over de weerstanden gemeten (met 10:1 probe). Alleen keurig strakke blokken te zien, geen uitslingering of niks...
Wel zat ik me af te vragen of die abberaties wellicht te klein zijn om op de scope te zien. Het gaat om verschillen van max. 15ppm....

Ik dacht inderdaad er ook al aan om dan maar 4 losse kabels te maken van Coax. Meten met de binnenaders, en de mantel als guard aan elkaar knopen. Dat meet wat onhandiger, maar misschien toch maar proberen.

Inderdaad moet je 3458A hier werken voor de kost. Best kans dat hij bij thuiskomst op zijn beurt aan vakantie toe is

groet, Gertjan

Ha electron 9290,

(Alweer gepost terwijl ik nog met het antwoord aan Blackdog bezig was...)

Ik heb wel nog en mooie 100k weerstand, maar niet in een bakje. En zonder bakje meten is te instabiel om dit soort verschillen te zien.
Er zijn plannen voor nog een paar bakjes om tijdelijk een component in te zetten voor een meting, maar dat duurt weer even....

Ik denk dat de 1MΩ weerstand metingen kloppen, omdat alle meetresultaten consistent zijn, zowel tussen de verschillende kabels, als tussen met en zonder offset compensatie.

Inderdaad verwacht je een trend die zich doorzet, en die zie ik nergens..... Kijk je b.v. naar het verschil tussen Starquad en CAT-5 (met OffComp) dan zie je bij 10k 2ppm verschil , bij 100k 15ppm, en bij 1M..... niks...
De verschillen tussen OffComp aan en uit zijn, zeker met de CAT-5 kabels bij zowel de 10k als de 1M weerstanden miniem, maar bij de 100k véél te groot.

Inderdaad ben ik me ook gaan realiseren dat deze abberaties op ppm niveau waarschijnlijk te klein zijn om op de scope te zien....

groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Wat ik mij zo uit het hoofd herinner van mijn HP3458a is dat vanaf de 100kΩ range geen offset compensatie actieve is maar voor een kale weerstand meting maakt dit niet uit wel als je halfgeleiders test met een forward bias of relais die schakelen.
Ik vindt er wel veel ruis op zitten maar dat kan ook digitaal zijn ben ik niet gewent
Strak plan 2 losse afgeschermde kabels wel de ground kruislings aansluiten de afscherming van HI naar de LO en van de HI sense naar de LO sense dit is tevens een kant van de weerstand de LO ook aan het bakje vast maken.
Ik was trouwens in de veronderstelling dat je op deze manier al werkte

Groet Henk.

Oplossing gevonden!

De opmerking van Henk, dat de 3458A vanaf 100kΩ geen Offset Compensation meer gebruikt, herkende ik niet uit het manual. Dus ging ik verder zoeken.

En zo kwam ik bij dit topic op EEVblog: Precise Offset Compensation Ohm Measurements and Validation of DMMs Hier beschrijft Dr. Frank zeer uitgebreid precies mijn fenomeen, de oplossing en de oorzaak!

Waar het op neer komt is dat bij gebruik van OffComp er een delay moet zijn voor je weer weerstand gaat meten. Dat delay wordt met Offcomp al langer, maar kan bij diëlectische absorptie in de kabel, of reactantie van de DUT te kort zijn.

Fragment uit het 3458A Calibration Manual:

En verdomd, het werkt!
Morgen maar eens uitgebreider m'n weerstanden aan m'n netwerk analyser hangen....

Daarvoor had ik al m'n bakjes getest op lek weerstand door 300V tussen massaklem en 1 van de weerstandklemmen te zetten. Steeds lekstromen tussen de 1...2nA (dus150...300GΩ). Geruststellend.

Henk, ook ik vond die ruis/kriebel verdacht, en dus ook op de analoge scope bekeken: helemaal schoon/glad

Op 19 mei 2017 17:42:19 schreef electron920:
Strak plan 2 losse afgeschermde kabels wel de ground kruislings aansluiten de afscherming van HI naar de LO en van de HI sense naar de LO sense dit is tevens een kant van de weerstand de LO ook aan het bakje vast maken.

Dat kruisen snap ik niet helemaal..... Ik leg bij de 3458A de afscherming aan de Guard terminal. Via die afscherming leg ik de massa van het bakje ook aan die Guard klem.

Bij mijn Fluke 8846A is het nog lastiger... Die heeft geen aparte Guard aansluiting. Ik dacht de afscherming aan de min van de source te leggen, maar dat was een verslechtering.... Die stroombron zweeft kennelijk. Beste oplossing tot nu toe is om de afscherming aan de massa van de USB op het front te verbinden, Outguard massa dus. Misschien heb jij daar ideeën over?

groet, Gertjan.

Ik heb flink gezocht waarom ik met de 3458A bij gebruik van de Offset Compensation andere resultaten kreeg dan zonder die OffComp.... Gister kwam ik er achter dat het probleem in de diëlectische absorptie in de kabel zat. Er moet dus een wachttijd zijn, zodat de boel stabiel is voor er weer een meting plaats vindt.

Vandaag heb ik dat nauwkeuriger uitgezocht en in kaart gebracht, en een nieuwe meetkabel gemaakt van de zwarte CAT-5 kabel, die minder last met dit fenomeen bleek te hebben.

Mijn meetresultaten op een rijtje:

^{klik op tabel voor grotere versie}

Voor het gemak heb ik achteraan een kolom toegevoegd waarin meteen het verschil in ppm te zien is t.o.v. de meting zònder Offset Compensation.
In de rode vierkantjes het originele probleemgebied. Inderdaad is er een grote verbetering met de nieuwe CAT-5 kabel, maar nog niet echt goed...

Ik ben gaan kijken wat die delay voor de meting eigenlijk is. (Bij de 3458A op te vragen met DELAY ?) De resultaten staan in het kolommetje "delay".

Zonder Offset Compensation is die delay dus 30msec. En met OffComp.... òòk 30msec!! Ik dacht toch gelezen te hebben dat die tijd dan automatisch langer gezet wordt, maar bij deze 3458A in elk geval niet.

Gelukkig kun je ook zelf die delay voor de meting instellen. En dat heb ik dus gedaan. Oplopend van 0,1sec naar 1sec. Inderdaad komt het meetresultaat steeds dichter bij de waarde gemeten zonder OffComp.

Die nieuwe kabel doet het duidelijk een stuk beter dan de oude. Maar ook hier is een lange delay tijd nodig om echt weer een correct meetresultaat te krijgen. Ik moest hiervoor de delay oplengen tot 2 seconden.

Nadeel hiervan is dat de meettijden enorm oplopen! (Zie kolom "meettijd") Nu zit je op elke meting 47 seconde te wachten...

Gaandeweg vraag ik me ook af of ik die Offset Compensation überhaupt nodig heb.... Een belangrijk doel er van is om alle thermische EMK's er uit te rekenen, verder ingestraalde storing e.d.
Maar ik wacht toch bij elke meting al minimaal een kwartier om de opstelling te laten stabiliseren, en meet met afgeschermde kabel in blikken doos....

Op zoek naar de reden waarom het probleem vooral bij m'n 100k CAL-R zich voordoet had ik eerder al de impedantie karakteristiek van m'n weerstanden gemeten. Die wil ik je niet onthouden:

^{klik op grafiek voor grote versie}

Alle weerstanden blijken verrassend Ohms te zijn!
Van de Vishay had ik dat wel verwacht, maar bij de draadgewonden weerstanden valt me dat erg mee! Alleen de Econistors hebben een resonantie piek rond 2MHz. Veel te hoog om hier van invloed te zijn.

Het is dus nu wel vrij zeker dat het probleem in de diëlectische absorptie van oude kabel zat. Kan ik helaas niet meer aan meten, want die moest ik slopen om de nieuwe kabel te maken...
De tijd dat de 3458A hier nog logeert is beperkt, en die tijd wil ik gebruiken voor m'n weerstanden, dus dan maar een zijstraat overslaan.

Het tekeningetje van Henk kauw ik nog op. In elk geval ga ik betere kabels maken zodra daarvoor de spullen gevonden zijn.
Belangrijkst is dat ik weer betrouwbaar weerstand kan meten

groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Mooi resultaat de metingen althans de tijden moet je handmatig invoeren ik hou het volgende aan Ts = de tijd nodig om te settelen.

Ts = K*Cc*Rx

K = de waarde die verband houdt met de vereiste nauwkeurigheid.
Cc = de capaciteit van het kabel- en schakelnetwerk.
Rx = de weerstand (ohm) wordt gemeten.

Voor de kabel gebruik ik Belden 83317

83317E.pdf

maar elke andere kabel met een goed isolatie is hier bruikbaar.
De enkele meetsnoeren maak ik ook zelf is wel twee tot drie keer duurder als bijvoorbeeld hirschmann maar zijn dan ook beduidend beter.

Groet Henk.

Ha electron920,

Leuke formule
Ik had ook al gezien uit mijn meetresultaten dat het weglekken van de lading uit die kabel (of eigenlijk juist opladen bij het weer aanzetten van de stroombron) naar een asymptoot gaat. En je dus steeds langer moet wachten op het laatste beetje precisie.

Dus, waarom niet gewoon die stroombron altijd aan laten staan? Continue optimaal en stabiel
Dan maar geen Offset Compensation. Er zijn meer wegen om fouten te minimaliseren, en met mijn Fluke 8846A moet ik het ook zonder doen....

Ziet er goed uit, die Belden 83317. Inderdaad ideaal, verzilverd koper in teflon mantel. Nog redelijk lage capaciteiten ook. Toevallig een tip voor een adresje dat me minder als een volle rol wil verkopen?
Ik meen dat spul ook wel eerder op radiomarkten gezien te hebben. Goed speuren dus de komende weken...

@ Blackdog,
Goed om te horen. De 3458A heeft het in elk geval geweldig naar zijn zin hier
Maar eerst maar eens kijken hoever we zijn tegen die tijd. Mijn plan was om dan m'n weerstanden klaar en stabiel te hebben.
Maar dit soort dingen kost meer tijd dan je denkt....
En soms zit er een hobbel op het pad
(Eigenlijk alleen maar het beter leren kennen m'n materiaal en meetgereedschap, een leermomentje ).

groet! Gertjan.

Ha heer miedema,

Probeer bij Hemmink importeur van Bedea.
En wat u zeg boven de 100kΩ kan de bron continu aanstaan is mijn ervaring.
Deze kabel vindt je denk ik niet zo snel op de radio beurs wel 50Ω coax teflon is denk ik zeker goed bruikbaar capaciteit zal iets hoger zijn 62pF in die buurt maar je gebruikt geen meters als verbinding.
En er zijn zeker meerdere wegen naar Rome.
Je kunt wel naar 6 draads overschakelen adapter voor uw Fluke maar... wat je probeert is een referentie weerstand neer te zetten.
En deze te gruiken om naar ik aanneem andere meters te testen en dan heb je aan 6 draads niets misschien zelf 4 draads niet aan te sluiten.
Een ander constructie is dat heb ik ook gemaakt de weerstand in je box en de aansluitdraden er vast aan deze zijn dan altijd meegenomen in het calibratie proces.

Groet Henk.

Ha electron920,

Ik wil eigenlijk voor alle weerstandsbereiken die Offset Compensation afzweren.....
Gewoon goed zorgen dat alles stabiel is, geen Seebeck, goed afgeschermd etc.

Ik ben even in 6-draads meten gedoken, maar dat gaat me nog te ver

Teflon coax heb ik hier nog liggen, soort RG-174, maar dan teflon.
Zou ik kunnen gebruiken voor de meetopzet in jouw plaatje eerder.
Mijn twijfels daarbij zitten er in dat ik gemerkt heb dat bij de 8846A de stroombron kennelijk zwevend is. Een eerdere poging om aan de min van de source afschermingen te knopen resulteerde in een verslechtering. (meer ruis in uitlezing)

M'n weerstanden zijn vooral bedoeld om van te leren....
Verder gebruik ik ze als transfer standaard. Zo kan ik aan de hand van de 3458A metingen de afwijking van mijn 8846A nauwkeuriger in kaart brengen.
Die 100k en 1M bakjes had ik juist gemaakt omdat ik wel in de gaten had dat hogere impedanties meten een stuk lastiger wordt, en dat blijkt dus ook te kloppen

@ rbeckers
temperatuur en luchtvochtigheid staan er vooral bij om jou een warm gevoel te geven
Maar even serieus, ik verwacht pas als ik op lange termijn weerstanden ga volgen, ik plezier zal hebben van bijhouden van de rh. En je weet nooit waar achteraf die lange termijn begonnen is...

groet, Gertjan.

Inmiddels tijd gehad om beter naar de oorzaak van het afwijken van mijn weerstandsmetingen met de 3458A bij gebruik van de Offset Compensation.

De kern van het probleem wordt meteen duidelijk als je naar het schema van de meetopzet kijkt:

C1 staat voor de meetkabel, niet alleen diens capaciteit, maar ook z'n diëlectische absorptie. De kabel wordt gevoed uit een stroombron, zeer hoge uitgangsimpedantie dus. En aan de andere kant de meetweerstand, ook al hoog-Ohmig..... Opgeslagen lading in de kabel kan dus maar moeilijk wegvloeien. En andersom, vanaf nul, ook langzaam opbouwen.

Bij 4-draads meting is het iets uitgebreider, maar het probleem blijft identiek: de sourcedraden zitten tussen stroombron en hoog-Ohmige weerstand, en de sensedraden tussen die weerstand en de ook al hoog-Ohmige voltmeter.

Ik heb geprobeerd deze situatie te simuleren. Ik kan blokken tot 20V_tt maken, en met een serieweerstand van 400kΩ loopt er dan 50µA. Hiermee heb ik de kabels aangestuurd. Niet zo hoog-Ohmig als een goede stroombron, maar komt in de buurt.
Vervolgens de scope aan de sense draden gehangen (10:1 probe, 10MΩ in):

^{klik op plaatje voor grote versie}

Pas als ik de frequentie verhoogde naar 5kHz kreeg ik echt schuine oplaad en ontlaad curven op de flanken van de blok te zien.
Hier heb ik ze verschoven om ze uit elkaar te houden, maar als ik ze op elkaar schoof was er weinig verschil te zien.

Hoewel, als je goed kijkt..... Ik heb onder het horizontale deel gele asymptoten getekend, en ingezoomd kun je net zien dat de witte curve van de oude kabel daar langzamer naar toe gaat dan de blauwe curve van de nieuwe CAT kabel. Wel met wat fantasie... de 8 bits van de scope is hier de beperking....

Maar we hebben het natuurlijk ook maar over een meetverschil van rond de 15ppm... Om zulke kleine verschillen te kunnen zien heb ik die blok i.p.v. op de scope op m'n Fluke 8846A aangesloten. Op AC, filter laagste stand (3Hz) en ingang op hoog-Ohmig.
En nu kon ik zien dat de gemeten spanning een beetje opliep als ik de frequentie verlaagde! Tot 3Hz, daaronder begon de meter zelf af te vallen. Helaas was dit niet zo makkelijk in een plaatje te vangen....

Crux van dit verhaal is dat niet alleen de capaciteit van de kabel meespeelt (daar is makkelijk rekening meet te houden). Maar ook de diëlectische absorptie. Dit verschijnsel, waarbij energie in de isolatie (diëlecticum van een condensator) wordt opgeslagen is veel trager, en gooit hier dus roet in het eten

Ik heb gekregen of dit inzicht kon bevestigen door de kabels te meten met m'n Philips RCL meter.

Eerst de oude meetkabel, de Canare Starquad:
De capaciteit:

En de dissipatie factor:

Vervolgens de blauwe CAT-5E kabel waaraan ik ook hierboven gemeten heb.
De capaciteit:

En de dissipatie factor:

We zien dat capaciteiten mekaar niet echt ontlopen. Maar de dissipatie factor van de oude meetkabel is 8x hoger! Precies wat ik dacht
De grootste afwijking in weerstand metingen deed zich voor tussen deze twee kabels. Aangezien de capaciteiten in dezelfde orde van grootte liggen, is het helder dat het verschil gemaakt wordt door de dissipatie factor.

Voor de volledigheid heb ik ook mijn nieuwe meetkabel gemeten, gemaakt van de zwarte CAT-5E (afgeschermd)
De capaciteit:

En de dissipatie factor:

De meetresultaten van deze nieuwe meetkabel zijn niet helemaal 1:1 te vergelijken met de andere, omdat hij 30cm langer is. De oude kabel was wat kort als ik de weerstanden in de koelbox moest stoppen voor tempco metingen. Bovendien brak bij de oude kabel er nog wel eens een kabelvorkje af, en werd hij dan na reparatie weer wat korter, vandaar .

We zien dat de capaciteit inderdaad wat hoger is door de langere lengte, maar niet schokkend.
En de dissipatie factor is net zo prettig laag als bij de blauwe CAT-5 kabel .

groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Mooie vergelijking van de kabels ik denk dan ook dat niet de absolute capaciteiten maar de εr het verschil maakt.
De Tan δ die hoek is in grote mate bepalend voor de DF (diëlektrische verliesfactor) hoe meer lucht in de kabel hoe beter.
Maar ook het meten van hoog Ω weerstanden met een puls want daar praten we over als je constant doet nullen geeft deze afwijking een en ander afhankelijk welk diëlektrisch materiaal gebruikt is.
In serie met de condensator moeten we deze verlies weerstand denken.
Die kabel van belden komt hier beter tot zijn recht aan de andere kant nu ik dit schrijf zou een schuimkabel in dit opzicht nog beter zijn.
Ik heb te weinig tijd (ben immers ook nog met de behuizingen bezig en dat is qua boren en tappen niet zo simpel ) maar anders zou ik een aantal kabels (schuim en bamboe) kunnen meten maar eens kijken.
Als je eens probeer om de 4-draads meting uit te voeren volgens mijn voorstel in ieder geval probeer ik hier de condensor van de kabel te aarden (ontladen) om deze reden zijn niet alle kabels afgeschermd.

Groet Henk.

Gertjan, dat CAT5E kabels goed zijn wordt hier wederom bevestigd.
O.a. de getwiste paren helpen mee.
STP is wat complexer i.v.m. waar de afscherming aan te hangen.

Ik verwacht dat Teflon kabels ook interessant zullen zijn.

Ha heer rbeckers,

De UTP maar ook de STP kabels zijn niet echt voor mobiel gebruik maar meer voor een vaste opstelling eenmalig leggen in goot of buis.
Als je zo'n UTP kabel een aantal malen buig of op rol slaat gaat de twist er uit.
Nu realiseer ik mij ook wel de Gertjan wel weet wat i doet maar voor dat een ieder te pas en te onpas UTP gaat gebruiken.
Ik werk aan deze kant met de Belden 83317 ik gaf aan @heer miedema de verkeerde importeur op
Maar het enige waar je rekening mee moet houden is als je meetapparaat op deze manier werkt dat je systeem in rust kan komen ik heb voor diverse meters aan deze kant tabellen gemaakt.
Overigens moet je bij een hoge resolutie ook op de thermische EMF aan de generatorkant letten (de klemmen op je meter) en uiteraard de thermische ruis.
Zowel de HP3458 als mijn Datron 1281 zijn niet echt geschikt om snel en nauwkeurig hoge weerstanden te meten.

Groet Henk.

Ha electron920,

Ik heb de Offset Compensation nu geheel afgezworen, en dus is het weer alles DC wat de klok slaat

Ik moet trouw blijven aan mijn voornemens in m'n startpost: M'n aanpak voor deze weerstanden & metingen is "goed maar basic", niet "het onderste uit de kan". Als grens stel ik de resolutie van mijn 8846A, dus zeg 1ppm. Wel is het lastig om daar bij te blijven met een 3458A in huis

Die Offset Compensation wordt denk ik weer interessant als ik naar lage weerstanden ga kijken. Als het zover komt....

Zeer goed om te horen dat er nog aan de weerstandsbrug / 87512A kloon gebouwd wordt!

edit, zag dat electron920 alweer gepost had...
De technische eigenschappen van UTP/STP zijn voor mijn doel prima, maar de praktische eigenschappen voor gebruik als meetkabels slecht
Inderdaad moet je voor precisie geduld hebben. Voor een nauwkeurige meting neem ik een uur per weerstand. Dan is alles echt stabiel.
Om de klemmen van de 3458A zit schuim gewikkeld, met een klittebandje, scheelt in de stabiliteit van de uitlezing...
"Snel en nauwkeurig" gaan niet goed samen....

@rbeckers,
Ethernet is een lastig hoogfrequent signaal, en daar heb je een goede kabel voor nodig.
De afscherming van de STP hangt aan de Guard. Ik gebruik nu 1 paartje voor sense, en een ander paarje voor source. Een derde paartje hangt samen met het shield aan de Guard.
2 radiomarkten deze week, dus ik ben op zoek naar teflon kabel....

groet, Gertjan.

[Bericht gewijzigd door miedema op maandag 22 mei 2017 18:47:12 (20%)]

Precisie weerstanden tunen

Nu mijn weerstanden een tijd stabiel zijn kan ik ze gaan tunen, beter op waarde brengen. Met name de weerstanden van Ite zijn mooi, lijken stabiel, en hebben een lage tempco. Wel zijn ze door de vele jaren heen wat gedrift. Het zijn dus ideale kandidaten om te kijken of ze beter op waarde te brengen zijn, en hoe goed dan de originele eigenschappen behouden blijven.

Ik wil proberen de weerstanden net boven hun nominale waarde te krijgen. Net boven, omdat een afwijking van 10.000,236 nou eenmaal makkelijker afleest dan van 9.999,764....

Het lijkt zo makkelijk: gewoon een weerstandje parallel of in serie, en klaar is Kees.... De waarde van die weerstand bepalen valt echter tegen, als je op de ppm nauwkeurig uit wilt komen. Met berekenen kom je slechts in de buurt. Er zitten domweg teveel toleranties in....

Qua tempco is de situatie veel gunstiger: Als de correctieweerstand de weerstandswaarde slechts 1% veranderd, dan zal de invloed van de tempco van die weerstand ook 100x zo klein zijn. Dus zelfs een ordinaire metaalfilmweerstand met een tempco van 100ppm zie je terug als een verschil van slechts 1ppm

Helemaal mooi zou natuurlijk zijn om de tempco te verbeteren
Door weerstanden te nemen met tegengestelde tempco kun je de originele tempco compenseren.
Zover ben ik niet gegaan. In de eerste plaats zijn de benodigde correcties daarvoor te klein. En van al die weerstanden de tempco meten, opzoek naar de beste, is domweg vèèl te veel werk....

En dan nu de praktijk:

Ik begon met de CAL-R 100k weerstand. die meette (tempco en cal. gecorrigeerd) 100.002,68 Ohm, dus 26,8ppm te hoog. Even rekenen leert dat je er dan dat daar 3,73GΩ parallel moet. Oeps, 3,73 Giga Ohm... GigaOhm weerstanden zijn er alleen in hele grote stappen, en met enorme tempco's (min.100ppm) te koop....

Na uitgerekend te hebben hoe groot de parallel weerstand moet zijn een eerste test:

Voor die eerste tests gebruik ik een paar super-handige klemmetjes van Grayhill. Philips leverde ze 30 jaar terug al bij z'n LCR meter, en gelukkig worden ze nog steeds gemaakt (credits voor Blackdog, hij vond ze terug bij Mouser)
Maar die klemmen leveren natuurlijk wel weer flink wat extra Seebeck op... En de 4-draadsmeting klopt ook niet helemaal meer, en de weerstanden missen de afscherming van het bakje. Maar toch bleek dit de stabielste manier om de eerste tests te doen.

De opstelling stop ik dan in een blikken trommel om te meten:

Deze trommel gebruik ik inmiddels voor al m'n Ohm metingen. Ik heb er een apparaatklem ingeschroefd met veertandringen om een betrouwbaar massa contact te hebben.

Helaas kwam ik met deze 3,92GΩ te hoog uit. Dus wat lager geprobeerd: 2GΩ + 1,5GΩ:

Je ziet dat ik hier ook een andere meet methode probeer: 4-draadsmeten over beide weerstanden parallel.

Deze combinatie kwam beter in de buurt, dus een kandidaat om serieus te proberen: provisorisch parallel gesoldeerd:

Solderen is veel stabieler dan bovenstaande tests. Maar betekend ook een dag wachten voordat alle warme er uit is, en de weerstanden stabiel zijn (helemaal stabiel duurt minimaal een paar dagen)

Na een paar dagen wachten en meten bleek de waarde toch aan de hoge kant te blijven. Een paar uur na solderen zat ik op +2ppm, maar na een paar dagen bleef deze combi steken op +3,6ppm...

Een volgende test was met 2GΩ + 1GΩ, en dat ging nèt: net gesoldeerd zat ik op -1ppm, maar na een paar dagen op +1,3ppm. Mooi!

Dus die weerstanden netjes in het bakje gesoldeerd:

....En toen kwam ik er achter dat de 100kΩ die ik steeds gemeten had eigenlijk niet klopte door de combinatie van gebruikte meetkabel en gebruik van de Offset Compensation van de 3458A... Dus eigenlijk was de waarde van m'n 100k bakje nu zo'n 15ppm te hoog......

Dus, nadat ik m'n meetmethode weer op orde had, en m'n vertrouwen in het meetresultaat hersteld, door naar de volgende ronde...

Testen met het overbruggen van de 1G weerstand bleek dat alleen de 2GΩ weerstand zo ongeveer goed zou moeten zijn.
Dus die 1GΩ er weer uitgesloopt:

De dag na solderen bleef de waarde schommelen rond +0,5ppm, lijkt ideaal. Maar vanmorgen meette ik -1ppm... Verder afwachten dus, hoe dit gaat stabiliseren.

groet, Gertjan.

Het handige van die Grayhill klemmen is dat het onderdeel er haaks op wordt gezet wat handig is voor axiale onderdelen (het gros van alle onderdelen). Bij de MC klemmen is het handig voor radiale onderdelen en axiale onderdelen kunnen ook maar moeten eerst worden verbogen.

Wat is de digikey Mouser bestelcode voor die Grayhill klemmen, kon ze nl. niet vinden.

Mijn benchtype LCR heeft trouwens BNC aansluitingen dus daar kan ik de klemmen niet voor gebruiken, wel voor mijn handheld.

Ik gebruik de MC klemmen veel voor draden aan mijn voeding aan te sluiten en ook die hebben flink wat druk voor goed contact. Ze zijn in 2 kleuren te verkrijgen.