Beginners problemen met harmonische

Uit jou meting... het lijk er op dat er een capacitieve koppeling van je weerstanden naar aarde is. Dit heeft niets met harmonischen te maken.

Ik was benieuwd of jullie ook filters of anderszins gebruiken om een mooiere sinus van het lichtnet te krijgen. Maar gezien de antwoorden was dit een ongebruikelijke vraag.

Maar WAAROM zou je een "mooiere sinus" van het net willen krijgen? Ik WIL dat ook wel, maar niet zo erg dat ik me ga opwerpen om het net te gaan filteren....

Op 13 juli 2022 14:34:02 schreef Puk56:

"ben je niet in de war met lineaire vervorming" Dat zou heel goed kunnen!

tja de oorzaak van harmonischen is niet lineaire vervorming, maar dat kwaad is reeds geschied voor de 230V~ je huis binnenkomt...

Op 13 juli 2022 16:56:49 schreef electron920:
Verder over elke weerstand een compensatie condensator aanbrengen

Nogmaals: het probleem is hier het omgekeerde.
Zoals hierboven uitgelegd, worden blijkbaar in de huidige situatie de hogere frequenties veel te weinig verzwakt, zodat de metingen niet juist zijn zodra er andere frequenties dan 50 Hz aanwezig zijn.

Om de hogere frequenties evenveel te verzwakken als de lage, zodat de metingen weer kloppen, moet de capaciteit tussen uitgang en massa van de verzwakker, naar verhouding even groot zijn als tussen ingang en uitgang.
In dit geval dus 1000x zo groot als de totale effectieve parasitaire capaciteit over de 165 MΩ. Stel dat er parasitair 5 pF rondslingert, dan zou je dus 5 nF tussen uitgang en massa, of - anders gezegd - over de meter, moeten hebben.

Eigenlijk minder (nl. 999x 5 pF − de metercapaciteit zelf), maar aangezien we tot nu toe nóch de parasitaire, nóch de metercapaciteit kennen, zal er tóch gemeten en/of geprobeerd moeten worded.

Maar eerst (en dat staat hierboven ook) moet de probe afgeschermd worden - een stuk alufolie eromheen getaped en geaard werkt al.
Pas daarna is die parasitaire capaciteit stabiel, constant dus, en pas dan kun je goed compenseren.

Nog korter samengevat: de hele oplossing zal dus blijken te liggen in een stukje keukenfolie en een schijfcondensatortje van, zeg, 4n7.

Ha Frederick E. Terman,

Dat is niet de goede weg en geeft heel veel problemen
In eerste orde benadering of liever gezegd op zijn amateurs zou je hier voor gaan !
Het is de bedoeling om in de HV probe een vlakke overdracht te creëren en geloof me dat is niet gemakkelijk !
Dus in de probe niets prutsen, in de afsluit box liever ook niet pas achter de deler kan je een Effenaar toepassen waarom
Ik heb geen idee wat een HV probe met het lichtnet vandoen heeft......
Volgens mij wat ik begrijp is het een tussenstap voor kalibratie of zo.
Maar goed ik wacht even af wat precies de bedoeling is.

Groet,
Henk.

Op 13 juli 2022 17:25:22 schreef rew:
Uit jou meting... het lijk er op dat er een capacitieve koppeling van je weerstanden naar aarde is. Dit heeft niets met harmonischen te maken.

[...] Maar WAAROM zou je een "mooiere sinus" van het net willen krijgen? Ik WIL dat ook wel, maar niet zo erg dat ik me ga opwerpen om het net te gaan filteren....

Is het niet een mogelijkheid om er een lichtnet filter te gebruiken?

Ik denk dat het inmiddels offtopic is, met excuses, maar het duurde even om te meten etc.;

Voor ontwikkelen aan het lichtnet gebruik ik tegenwoordig een Reguvolt spanningsregelaar en een variacje.

De Reguvolt is gescheiden en heeft een CT die met een brugje aan aarde kan. Ik gebruik hem gescheiden. Het is een erfstuk. Een redelijk constante netspanning blijkt praktisch bij het experimenteren, deze is hier in de buurt op zonnige dagen vrij wild.

Uit de variac komt een soort sinus:

Dit is via een goedkope 1:100 probe. Ooit een setje gekocht, eigenlijk gebruik ik ze vaker dan verwacht.

Als ik de uitgang van de variac direct op de analyser zet zie ik 2,5% vervorming:

Dit is in tegenstelling tot bovenstaande met de variac op 40V, ik heb even geen handige hoogomige verzwakker of goed lineare trafo voorhanden. En direct aan het net meten waag ik mij niet zonder meer aan.

Input en residu van de analyser op kanalen 1&2 van de scope:

FFT van het residu; de grote pieken zijn de 3e en 9e harmonische.

Nuja. Dit alles terzijde, ik heb mij weer vermaakt

[edit]
Een filter reflecteerd die signalen die het niet doorlaat.
Dat gaat mis op het moment dat de vervormer achter het filter zit, bijvoorbeeld een gelijkrichter. Er verschijnt na het filter dan extreem veel meer vervorming.

Men zou juist iets moeten hebben dat zeer laagohmig alle gevraagde harmonschen kan leveren, bijvoorbeeld een sinsugenerator met een goed teruggekoppelde versterker. Maar dan is de spanning schoon, de stroom allerminst.
Allicht zou een "shuntversinusser" een aardig idee zijn. Dan blijven de harmonischen tenminste lokaal.

[Bericht gewijzigd door Aart op woensdag 13 juli 2022 21:26:43 (21%)]

Ha Martin V,

Een lichtnet filter geen idee, eerst maar even afwachten wat nu exact de bedoeling is
Een netfilter is een R.F.I. / E.M.I. filter die gaat pas iets doen rond de 1 MHz -20 dB het is geen harmonische onderdrukker

PS: @Aart,
Heldere metingen
Kijk eens op het ontvanger draadje van @mel.......

Groet,
Henk.

Op 13 juli 2022 20:37:24 schreef electron920:
Dus in de probe niets prutsen, in de afsluit box liever ook niet pas achter de deler kan je een Effenaar toepassen [...]

Nogmaals nogmaals:
De compensatie die ik voorstel KOMT ook na de deler. De condensator in kwestie (meer moet dat voor deze eenvoudige meting niet zijn) komt over de meter.
Dus niét in de probe, niét in de 'afsluitbox' (waar je die dan ook meent te zien), maar gewoon ná dat alles, bij de meter.

Maar de zelfgemaakte probe moet wél afgeschermd worden.
Dus, maar weer eens: probeer een stukje alufolie en een schijf-C'tje. Kost niks.

Héél lang geleden, in de "AVO" tijden bestond het probleem bij 50 Hz nog niet.

de meter is (naar huidige normen) laagimpedant, en de parasitaire capaciteiten spelen bij 50 Hz nog geen rol van betekenis. Op zolder heb ik nog ergens zo een AVO HV probe liggen. eigenlijk geen probe, maar een gewichtige porseleinen buis

even kijken of de gebruiksaanwijzing erbij zit (dacht het wel) en er iets van vermeld staat.

Nou ja, het probleem komt natuurlijk grotendeels door die enorme deelfactor. Normaal zie je dat ook niet.
Ooit, in de vacuumtijd, hadden de grootste monitors iets van 24 kV naversnelling. Een 100:1 probe werkte daarvoor prima.
Een zelfgemaakt geval met die factor zou al een tienmaal zo klein probleem hebben.

Maar, stukje folie, C'tje.. ik zou het al geprobeerd hebben.

Nou ja, het probleem komt natuurlijk grotendeels door die enorme deelfactor.

Als ik jouw uitleg goed interpreteer dacht ik eerder gewoon vanwege de hoge weerstanden. Als ik heel extreem een deler met een 1000 ohm en 1 ohm weerstand maakt dan speelt de capaciteit toch geen rol meer?

Ja op 1Mhz is 5pf ca 31 ohm maar dat zal toch al niet dominant zijn op het signaal en een gemiddelde dmm zal daar ook niet veel meer doen.

Op 13 juli 2022 16:56:49 schreef electron920:

Hallo Henk.

Bedankt voor je reactie.

"Spannend draadje die hoge spanningen maar..... op dit moment lees ik alleen over ons lichtnet "
Klopt ik heb geen andere wisselspanningsbron dan 230V. Dus bij gebrek aan beter.
Ik heb nog wel een trafo 7-8Kv 2,5mA maar om die als ijkspanning te gebruiken moet ik eerst een betrouwbare Probe hebben zodat ik weet wat hij precies doet.

"Welke hoge spanning wil je uiteindelijk gaan meten ?"
O.a. die trafo maar onlangs kwam ik ook hele hoge spanningen tegen bij een oude oscilloscoop, dan wil ik graag van te voren weten wat ik ongeveer ga meten. Dat leek me handig en veiliger voor mijn meters, niet wetende dat hier nog zoveel achter weg kwam

"Jou eerste vraag of je het net kan filteren, ja dat kan passief of actief ! Ik denk dat het filteren alleen betrekking heeft op het meettoestel, of ook voor een verbruiker...."
Heeft betrekking op de meettoestellen. Ik dacht naïef als ik de binnenkomende 230V filter ben ik al heel veel troep kwijt. Zou ook kunnen voordat het op mijn verdieping komt dan loopt er ook gefilterde spanning door de buizen. Geen ervaring mee, vandaar mijn vraag daarover hier op het forum.

"Dan de 1000:1 probe ik zelf gebruik 10 MΩ hoogspanningsweerstanden 5 stuks maar als 33 MΩ heb liggen prima,
als het maar hoogspanningsweerstanden zijn ( welke gebruik je )."
Ik gebruik 1W Metaalfilm weerstanden 33Mohm 10.000V max. spanning.

"Je kunt niet zondermeer halve wegen de deler meten i.v.m. de belasting en capaciteit "
Daar ben ik achter gekomen, maar ik had toch wel een lineairdere verloop verwacht. Ik moet nog bezig met de inbreng van "Frederick E. Terman" en "Blackdog".

"Verder over elke weerstand een compensatie condensator aanbrengen dit is een hoogspanningscondensator om een,
gedefinieerde pool te leggen indien je geïnteresseerd ben in AC en pulsen, je zult een bandbreedte willen kiezen zeg 50 MHz ( effectief 10 MHz ) !
Dan de laagfrequent compensatie na de voorschakel weerstand en de overgang naar de meter."
Moet ik eerst gaan uitzoeken en testen welke capaciteiten dat dan gaan worden .

"Hoe weet je de impedantie van je meter gemeten of volgens opgave ?"
Volgens opgave. De scoopmultimeter is een Mustool MDS8207 maar er staat geen ingangscapaciteit in de manual.

"Bij een professionele scope met een equivalente ingangsweerstand van 10 M Ω zit een tolerantie van 10 % ,
dus meet eens de ingang ook de capaciteit !"
De scoop is trouwens een Siglent SDS1104E 100Mhz ingang 1M 15pf maar de probe heeft 10Mohm 18,5 ~ 22,5 pf op de 10X stand
Kan ik dat zo met de multimeter op de ingang meten? Moet waarschijnlijk het totaal zijn (probe + scoop)

"Een goede probe haalt een bandbreedte van 50 MHz vlak met een fase tot 10 MHz vlak......"
De probes zijn bij de scoop geleverd, ik kan niets daarover vinden. Waarschijnlijk moet ik dat zelf meten. Maar mijn signaalgenerator (siglentSDG1032X) kan maar tot 30Mhz. Ik bel de leverancier wel, misschien hebben zij daar gegevens over.

Groeten, Rob

Op 13 juli 2022 22:12:50 schreef benleentje:
[...]Als ik jouw uitleg goed interpreteer dacht ik eerder gewoon vanwege de hoge weerstanden. Als ik heel extreem een deler met een 1000 ohm en 1 ohm weerstand maakt dan speelt de capaciteit toch geen rol meer?

Ja op 1Mhz is 5pf ca 31 ohm [...]

Ja, natuurlijk de hoge weerstanden, maar die zíjn zo hoog door de hoge deelfactor.
Zou je expres een laagohmige weerstand over de meter zetten, dan zouden de voorschakelweerstanden ook laagohmiger worden en zou je inderdaad minder last van parasitaire capaciteiten hebben. Maar om met 1000 ohm aan een paar kV te gaan meten is wel heel onzuinig.

5 pF op 1 MHz heeft een reactantie van bijna 32 kΩ, ik denk dus dat je daar een rekenfout hebt gemaakt. Overigens is die 5 pF maar een voorbeeld, maar de orde van grootte is het wel.

Ik zou gewoon even wat afscherming en een condensatortje proberen. Kost niks, ook geen tijd.
En als het doel inderdaad alleen maar is de hogere frequenties wél te werken (dus niet: ze nauwkeurig mee te meten), dan hoeft @TS de waarde niet eens uit te proberen: gewoon hopla, 100 nF over de meter, en weg zijn de frutsels.

5 pF op 1 MHz heeft een reactantie van bijna 32 kΩ, ik denk dus dat je daar een rekenfout hebt gemaakt. Overigens is die 5 pF maar een voorbeeld, maar de orde van grootte is het wel.

Geen rekenfoutje maar ik denk verkeerd overgenomen. Een komma is niet altijd over het zelfde en ik denk dat de komma op de rekenmachine een scheidingsteken was.
Nog even over gedaan en heb me vergist in pico en daar 10e-9 voor ingevuld
32k ohm is ook veel logischer ik vond het al zo laag.

Dat 5pF een voorbeeld was dacht ik al maar ik schat je wel zo hoog in dat je dat aardig weet te benaderen.

Met 5pF is Xc al gelijk aan 33M ohm op bijna 1kHz. Nooit gedacht dat het al zo snel zoveel invloed zo hebben. Weer wat geleerd van jullie.

even gekeken naar de antieke AVO probe..

ook daar staat al op voor DC. achteraf bekeken is dat logisch, voor een totaal andere reden.. op AC wordt de impendantie van een analoge voltmeter steeds lager (ongeveer de helft) dan op DC. ik zal wat last hebben van de warmte dat ik dat kon vergeten

probe kan je als "goedendag" gebruiken naar huidige maatstaven..

Op 13 juli 2022 17:25:22 schreef rew:
Uit jou meting... het lijk er op dat er een capacitieve koppeling van je weerstanden naar aarde is. Dit heeft niets met harmonischen te maken.

[...] Maar WAAROM zou je een "mooiere sinus" van het net willen krijgen? Ik WIL dat ook wel, maar niet zo erg dat ik me ga opwerpen om het net te gaan filteren....

Op 13 juli 2022 17:26:35 schreef kris van damme:
[...]

tja de oorzaak van harmonischen is niet lineaire vervorming, maar dat kwaad is reeds geschied voor de 230V~ je huis binnenkomt...

Fijn om te vernemen hoe hier over gedacht wordt. Ik kan wel streven naar een perfecte situatie, maar als dat "water naar de zee dragen" is, dan is dat zonde van de energie die er in gaat zitten. Toen ik in de jaren '70 een elektronica practicum deed, zag 220V netspanning er nog heel anders uit van wat me bijstaat.

Ha Puk56,

Dan heb ik dat goed begrepen, het gaat om je HV trafo in het wisselspanning domein ( 50 Hz ) !
En in eerste instantie zou je de voorschakel weerstand willen testen.
Een filter moet je vergeten dat is te complex en te duur, het voorstel van @Frederick kan je eens proberen maar,
de uitkomst van je meting is niet gedefinieerd.
Overigens zijn de harmonische vanuit het lichtnet zo klein dat jij die niet meer meet......

Even over de weerstand die je gebruikt dat is geen HV weerstand, maar wel te gebruiken voor je meting korte tijd ( uitleg )
Een Philips nu Vishay VR68 weerstand is DC 10 kV @ 100 MΩ dit is in jou situatie DC 7 kV @ 33 MΩ
De R.M.S. waarde is nog weer lager, daarbij komt dat deze weerstand zeer inductief is dus let op bij pulsen.
Hoe lager de weerstand waarde hoe dichter de in en uitgang elkaar zien des te lager het aangelegde potentiaal mag zijn !
Omdat meerdere weerstanden in serie schakelt is er geen gevaar voor overschrijding van de specificaties

Nu je test waarom testen op een gevaarlijke spanning ( 230 V ) ?
Je schrijft dat je een Siglent SDS1104X-E in de toolbox heb, deze scope heeft een 1 kHz uitgang van 3 V ik zou die gebruiken,
bij gebrek aan een signaal generator.
Dit is een veilige spanning en je kunt direct mee kijken 1000:1 is 3 mV prima te doen voor de ruisvloer van de scope !
Op deze wijze kan je niet alleen de verhouding ( demping ) meten maar ook de fidelity bekijken.......

Groet,
Henk.

Op 13 juli 2022 23:29:12 schreef kris van damme:
even gekeken naar de antieke AVO probe..
op AC wordt de impendantie van een analoge voltmeter steeds lager (ongeveer de helft) dan op DC.

Bij een weekijzer meter misschien, een AVO meter heeft een draaispoelmeter met daar een setje weerstanden voor.
Dus dat 'probleem' heb je hier niet.

@Puk56,
Leuk dat je opnieuw met elektronica begint.
Het net is idd tegenwoordig door de vele geschakelde voedingen en omvormers flink vervuild en behalve via geleiding straalt een deel van die harmonischen ook uit.
Ongetwijfeld kan dit bij gevoelige metingen een invloed hebben.
Maar doorgaans is dit niks om je zorgen over te maken.
Als beginner heb je bij het inrichten van je werkplaats andere katten te geselen en moet jeje niet blindstaren op non-events.
Nagenoeg alle elektronica zet die netspanning eerst om in gelijkspanning waarbij de harmonischen weggefilterd worden.
Het probleem waar je tegen aangelopen bent heeft een andere oorzaak.

Als later zou blijken dat gevoelige metingen idd verstoord worden kan je overwegen om een apart circuit te voorzien voor de stopcontacten van je meetinstrumenten. En daar een netfilter tussen te plaatsen.
Sommige metingen moet je zelfs in een afgeschermde ruimte uitvoeren (faradaykooi of anechoische ruimte), maar dit is voor een beginner een ver-van-zijn-bedshow.

hierbij een foto van de moeder aller HV scope-probes, deze probe kan dus ook AC meten tot 100kHz. Hij is al heel oud maar wordt nog steeds verkocht.

Anders dan de discussie tot nu over DC probes wordt deze Tek P6015 dus op een scope (1M Ohm) aangesloten. Voor de extreem hoge spanningen kan je hem ook nog vol gieten met olie.

Binnenkant van de probe, een 100M Ohm weerstand.

Op het kastje wat op de scope wordt aangesloten zitten een aantal afregel schroefjes, in de manual staat de procedure om dat te doen. Andere scope => opnieuw afregelen..

Dit om aan te geven dat het meten van hoge spanningen niet altijd een kwestie is van een hoogOhmige weerstand in serie zetten..

Op 14 juli 2022 10:40:00 schreef Sine:
[...]

Bij een weekijzer meter misschien, een AVO meter heeft een draaispoelmeter met daar een setje weerstanden voor.
Dus dat 'probleem' heb je hier niet.

Ook last van de warmte?

een weekijzer instrument heeft helemaal geen gelijkrichting nodig, dus de weerstand is voor AC en DC identiek, maar wel laag (door de ongevoeligheid ervan)

Bij een draaispoelinstrument is voor AC metingen een gelijkrichter nodig, en dat veranderd het aantal Ohms/volt.. (vaak wordt het +- de helft op de AC standen )

@Peter . mooi staaltje techniek.

Over die P6015:

deze probe kan dus ook AC meten tot 100kHz.

Hij gaat (gevuld) tot 50 MHz. Beneden 100 kHz 40 kV max, daarboven "derating", minder spanning toelaatbaar naarmate de frequentie hoger is. Ik gebruik deze probe (zonder vloeistof) bijv. om bougiespanning te meten.

Fijn om te vernemen hoe hier over gedacht wordt. Ik kan wel streven naar een perfecte situatie, maar als dat "water naar de zee dragen" is, dan is dat zonde van de energie die er in gaat zitten.

Zoals FET omschrijft een trimcondensator en wat afschermfolie. Het hoeft toch ook geen gekalibreerde precisie meting te zijn.
JE meet met een DMM en die meet alleen spanning de exacte golfvorm of die wat overshoot oid heeft maakt dan hier niets uit.

De hoogspanning van de trafo wikkeling die is er of is er niet en of dat nu 2000V of 2050V is maakt dan niet zoveel uit. Als de spanning r niet is dan kan de meter wel van alles en wat oppikken en weergeven en als de erg fluctueert en de waardes springen alle kanten op dan weet je eigenlijk al dat je rommel meet. Als je een harde spanning meet van een trafo wikkeling dan is de meting vrij stabiel en is het enkel 1 of 2 digits die wat heen en weer lopen.

[Bericht gewijzigd door benleentje op donderdag 14 juli 2022 22:45:58 (22%)]

Het antwoord is allang gegeven, namelijk dat de TS zich als beginner niet teveel zorgen moet maken om die harmonischen op het net.

Vergt een gespecialiseerde toepassing bij gevoelige of hf metingen later bijkomende maatregelen dan kan dat nog altijd.

De geringe afwijking van een doorsnee 230V sinus is niet echt een probleem in 99% van de gevallen.

Bij metingen aan een geschakelde voeding of zo, kan er natuurlijk altijd een sterke transientpiek bovenop aanwezig zijn. Omdat dmm's doorgaans meten door middel van piekdetectie kan dit tot fouten leiden.
Een en ander zal dan afhangen van de breedte en steilheid van de transientpuls en de tijdsconstante van de meetdetector.
Maar dit is echt spijkers zoeken op laag water. Waarom zou je zo'n meting doen? en zo ja, dan beter met een scoop.

@Grotedikken:

Omdat dmm's doorgaans meten door middel van piekdetectie

Is dat zo? Die ik heb meten (absolute) half wave gemiddelden, evt. alleen de positieve of alleen de negatieve half waves.