HV voltage divider voor HV lakpistool spanningscheck

fripster

Golden Member

Hallo Allemaal,

Ik ben voor een vriend bezig om na te denken over een manier waarop hij kan checken of zijn lakpistolen (die een HV bron hebben, het is poedernatlak) wel de juiste spanning afgeven. De maximaal afgegeven spanning ligt op 85kV. Dit is geen kattenpis, dus ik probeer iets te maken wat simpel en veilig is.

Uitgangspunten:
- Een hangende streng van weerstanden in serie.
- Hangend aan een beugel hoog in zijn werkplaats.
- Beugel met weerstanden aan de bovenzijde geaard
- De weerstanden zijn HV weerstanden die 2KV aankunnen
- De bovenste weerstand heeft een lagere waarde dan de rest en daar staat een Multimeter overheen
- Deze multimeter hangt ook hoog (niet bereikbaar), en staat over de eerste weerstand in de spanningsdeler
- Multimeter is zichtbaar, staat op 400VDC (oid) bereik en heeft een aangenomen impedantie van 10MOhm
- Er hangt een buis van kunststof om de weerstanden, en alleen het onderste uiteinde is zichtbaar
- Voldoende ruimte tussen weerstanden hangend in de buis en de buiswand
- Alleen maar lucht als isolator
- Zie berekening in het plaatje:

.

Werkwijze
- Men zet de Multimeter aan, ruimt op rond de buis, en brengt het pistool bij het uitstekede onderste pennetje van de laatste weerstand in de reeks
- Men activeert de spanning op het pistool (liefst van afstand waar mogelijk)
- En leest de spanning op de Multimeter af

Vraag: Wat doe ik hier niet goed? Of is het wel OK zo? We gaan uit van een gebruiker die weet wat hij doet, en die respect heeft voor HV.

Wat is jullie mening?

Bedankt alvast!

Fripster

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu
Anoniem

Ik weet niet maar ik denk dat je 85kV in elkaar stuikt zodra je die belast met 100M
Ken de stroom niet die nodig is om lakpoeder statisch te maken.
Maar dat is mijn gevoel zo miniem dat je met de minste belastlng al een grote meetfout krijgt... als je pistool al niet in veiligheid valt
Maar met zoiets
https://nl.aliexpress.com/i/32825317277.html

fripster

Golden Member

De pistolen kunnen volgens opgave enige mA leveren...

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu

100M is wel heel weinig. Waarom niet gewoon voor 10G ofzo gaan, veel DMMs hebben een 1 tot 10 Gohm inwendige weerstand. Je kunt 5 kV weerstanden kopen in het Gohm bereik. Die heb ik gebruikt om voor een klant een weerstand standaard te maken die tot 5 GOhm ging. Ik zou er bv 20 van 1G gebruiken. (of een waarde die mooi uitkomt met de meting)

Je hoeft de DMM niet over een weerstand te zetten, je kunt de meetfout van parallel weerstand (de meter parallel aan de weerstand waar hij over staat) wel eruit rekenen maar ik zou gewoon de DMM in serie zetten. Dat wordt ook bij HV probes gebruikt. Meet wel zijn weerstand of zoek het op. Sommige Flukes zijn bv 9 MOhm, maar lager en hoger komt ook voor (ik heb een paar 1 GOhm hand DMMs).

Je kunt ze ook kopen, het worden electrostatic voltmeters genoemd. Deze hebben meestal een 10G inwendige weerstand.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
fripster

Golden Member

@fred101: sorry voor de late reactie.. Hier kan ik wat mee! Waar koopt men de 5kV weerstanden in het GOhm bereik? Heb zitten zoeken, maar kan nog niet echt iets vinden (wel 5kV, maar geen GOhms..)

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu

Mouser heeft die onder andere.
Mocht je daar niet kunnen bestellen (wegens kosten), ik heb daar binnenkort nog wat nodig waarmee ik wel de bestelgrenzen overstijg.

Laat maar weten per e-mail.

http://www.m-voorloop.nl --- Ik? Welnee! Ik zit nog lang niet achter de germaniums.
fripster

Golden Member

Oh super. Ik ga kijken.. Bedankt voor het aanbod alvast!

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu

wat ik wel eens ben tegen gekomen is dat er een 10 mA meter in serie was opgenomen met de hoogspanning cascade ,voorzien van100Kv schaal verdeling.

De spanning is te snijden, welke mes moet ik daarvoor gebruiken?
KGE

Golden Member

Op 27 oktober 2021 22:39:55 schreef fripster:
Oh super. Ik ga kijken.. Bedankt voor het aanbod alvast!

Deze (duitse shop) is misschien ook interessant, heb ik in het verleden ook wel weerstanden gekocht (voor meetdeler tot 40 kV)
De meter zit over een relatief laagohmige weerstand aan de onderkant van de ladder. (veiliger)

https://highvoltageshop.com

fripster

Golden Member

Die duitse shop is ook goed zeg. Prima voor deze toepassing. Ik heb ervoor gekozen om weerstanden te kiezen en in serie te zetten met een microAmpere meter (100uA volle schaal). Ik kom tot de volgende berekening:

Het gaat om de volgende weerstanden:

https://highvoltageshop.com/epages/b73088c0-9f9a-4230-9ffc-4fd5c619abc…

en deze draaispoelmeter:

https://www.conrad.nl/p/voltcraft-am-86x65100a-inbouwmeter-am-86x65100…

Kunnen jullie me checken? Ben ik nog wat vergeten?

Ik hoor graag...

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu
fripster

Golden Member

@fred: hoe komen we dan uit met het maximum vermogen per weerstand? Ik heb flink moeten puzzelen om een combinatie te vinden die zowel de spanning over de weerstanden, de stroom door het instrument en het vermogen per weerstand binnen de perken houdt.

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu

- De bovenste weerstand heeft een lagere waarde dan de rest en daar staat een Multimeter overheen

Zou je de multimeter niet beter bij de onderste weerstand monteren, dus met 1 klem aan GND ?
Dan blijft het veilig om die aan te raken, en kan ie op een handigere plek staan.
Edit: Was al opgemerkt, had ik overheen gelezen.

Verder moet je ook bedenken dat over elke weerstand een parasitaire capaciteit van ~pF staat. Op het moment van aanraken worden die opgeladen. De meeste spanning valt dan momentaan over de kleinste capaciteit. Dus dan heb je een andere deelverhouding dan voor DC !
Hierbij moet je vooral opletten dat de piekspanning over de DMM niet te hoog wordt. Dus de DMM moet een hogere capaciteit hebben en/of beschermd worden met een aantal zenerdiodes of iets dergelijks.

PS: misschien kan je ook een totaal niet-elektronische oplossing maken door zelf een elektroscoop te bouwen. Je weet wel. Vaak gebruikt in de natuurkunde-les: twee van die isolerende vaantjes in een glazen omhulsel, die elkaar afstoten als er lading op wordt aangebracht.. Als je deze vaantjes verzwaart.. zou deze dan voor hogere spanningen geschikt zijn?
Van de andere kant: als zo'n elektroscoop echt zou werken voor 100 kV, waarom is ie dan nergens te koop? Hmm. Gat in de markt.

1 Gohm is te groot. Dan moet je er weer 16 parallel schakelen om tot de gewenste 100 uA volle schaal stroom te komen. Loopt uit de hand kwa aantal, niet kwa power.

Ik zou de max schaal niet op 85kV maar bv op 90 of 100 kV leggen; het coat-apparaat kan tot 85kV, toch?

Nog een tip: let bij de constructie op dat het punt waarop wordt aangeraakt een mooi gladde, ronde bol is. Anders springen de vonken ervan af. Slijtage, ozon, verfapparaat in zijn veiligheid etc. wil je allemaal niet.

Langzaam kom je erachter waarom echte HV probes DUUR zijn.

Deze lijkt me nog wel betaalbaar maarja verdient een spuiter het terug, dat is de vraag: https://www.cpshv.com/products/500.htm

Ik zou mikken op een "onderste weerstand" van 10M.

Vervolgens zou ik zeggen: "max 2kV" over een weerstand? Dan bij mij max 1kV. Met 85kV op het ding, zou ik dan een "meetbereik" van de installatie tot 100kV willen hebben. Dan heb ik dus 100 weerstandjes nodig. Om makkelijk af te kunnen lezen wil ik 100V hebben als er 100kV staat en ook de stroom is bepaald. Dus de weerstanden kan je uitrekenen. Mocht je een hogere weerstand in het circuit willen hebben, dan moet je de multimeter gewoon op een kleiner bereik zetten.

Ohja, De constructie maak je met een 10M onderste weerstand, dan de multimeter daaraan parallel. Je zou zeggen ik doe het met alleen de 10M van de multimeter maar dan staat er 85kV op de multimeter als de zekering doorfloept. Dat wil je niet.

100V / 10MΩ = 10µA. Dus om dat naar 1 te reduceren zou ik mikken op 10V bereik. en dan iets meer met de punt schuiven.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
fripster

Golden Member

Allen bedankt voor de tips. Even voor de duidelijkheid: Het wordt geen spanningsmeting over de laatste weerstand meer, maar gewoon een uA-meter (draaispoel) in serie met de weerstanden. Ik moet even nadenken over de genoemde parasitaire capaciteit. Dat idee over een bolletje als aanraakpunt ga ik zeker overnemen!

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu

1 Gohm is te groot. Dan moet je er weer 16 parallel schakelen om tot de gewenste 100 uA volle schaal stroom te komen. Loopt uit de hand kwa aantal, niet kwa power.

Nee, 100 uA is te veel ;-)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Een weekijzer A meter nemen, die heeft heel weinig weerstand en kan direct aan de laagspanningskant in serie in het HV circuit opgenomen worden.

jerome

Golden Member

Op deze manier meet men stroom. Hier gaat het om spanning. Met wat fet's moet toch een zeer hoog-ohmig min of meer liniair versterkertje te maken zijn, zoals de buisvoltmeters van vroeger met +100M ingangsweerstand en ook met draaispoelmeter.

Op 10 november 2021 11:47:36 schreef rwk:
Een weekijzer A meter nemen, die heeft heel weinig weerstand en kan direct aan de laagspanningskant in serie in het HV circuit opgenomen worden.

Het nadeel van deze constructie is dat je met de HV spanningsdeler van een gevaarlijke spanning een "veilige" spanning maakt. Maar... mocht het metertje kapot gaan (of uit het circuit gehaald worden voor onderhoud/vervanging), dan staat er ineens 85kV op je "veilige spanning" kant. Tuurlijk absoluut dom om dat te gaan doen "onder spanning", maar zoals het gezegde zet: "better safe than sorry".

Door een weerstand gelijk aan die van de van de meter in het HV->veilige-spanning deel op te nemen, is de aflezing van de meter ineens gehalveerd, maar wel de module "HV->ls" is nu veilig en werkt ook als je aan de laagspanningskant wat doet.

Scenario waarin het wat verleidelijker is om "foute dingen" te doen: Stel ineens doet het metertje het niet meer. Kut! HS kapot! Of de meter. Hmm. Eens meten wat voor spanning er over de meter staat. En dan kan je een tik krijgen. (85kV op 1 lead van je multimeter zal zich wel niet zo heel veel aantrekken van de isolatie van de multimeter: Die is gegarandeerd tot iets van 1kV).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 9 november 2021 13:27:36 schreef kojazz:
Van de andere kant: als zo'n elektroscoop echt zou werken voor 100 kV, waarom is ie dan nergens te koop? Hmm. Gat in de markt.

Die zijn er! Zoek maar eens op 'electrostatic voltmeter', soms afgekort tot 'electrometer' (wat eigenlijk fout is, maar vooruit).

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 10 november 2021 18:19:44 schreef Frederick E. Terman:
[...]Die zijn er! Zoek maar eens op 'electrostatic voltmeter', soms afgekort tot 'electrometer' (wat eigenlijk fout is, maar vooruit).

Beste F.E.T.: op die termen heb ik gezocht, en een 100 kV versie heb ik nog niet gevonden. Misschien zoek ik niet goed.