nauwkeurige net-frequentiemeter gezocht

Daarom moet je ook over een langere periode 'middelen'. (door de 'smerige' verbruikers van tegenwoordig komen er spikes rond de nuldoorgang die de meting beinvloeden)
Nuldoorgang wordt meestal gemeten tot een paar volt van de eigenlijke nuldoorgang af. (op de nuldoorgang zelf is de spanning nul en dat maakt meten lastig)

Hi,

Zou je veel spikes hebben op je te meten Net, dan is een simpele diode limiter voldoende en dit dan samen met wat filtering.
En natuurlijk kan software middeling hier ook bij helpen.

Groet,
Bram

Op 8 augustus 2023 12:12:20 schreef blackdog:
Hou er wel rekening mee dat met de resolutie van 0,01Hz het nooit stabiel is, tenminste het normale elektriciteitsnet, dat zwabbert alle kanten op.

Daar zit best wel wat variatie in ja, hier kun je live mee kijken:
https://www.mainsfrequency.com/

-edit-

En ze verkopen die hardware blijkbaar ook:
https://www.mainsfrequency.com/meter.htm

[Bericht gewijzigd door Sine op (12%)]

Op 8 augustus 2023 11:52:12 schreef Stijnos:
@Frederick E. Terman
Dat is toch niet helemaal waar?

Wat niet?

Ik wil kunnen meten in het frequentie gebied van zeg 45-55Hz, maar wel met een resolutie van 0,001Hz. Dat is dus een periode tijd van tussen de 22,222 en 18,181 ms

Als een toestel alleen maar pulsen kan tellen, zoals de eenvoudigste frequentietellers, en je wilt verschil kunnen zien van 1/1000 puls per seconde, dan zal dat ding echt 1000 seconden moeten tellen om een verschil van één puls te zien. Dat is wat de Ali-printjes van 4 euro doen. Prima voor hun geld, maar bij resoluties onder de Hz is dit er een beperking van.

Daarom gaan slimmere meters bij lage frequenties over op een periodemeting. Op 50 Hz komt een periodemeting met een resolutie van 1 µs neer op een frequentiemeting met een resolutie van 2,5 mHz (voorbeeld: T= 20,001 ms -> f=1/T = 49,9975 Hz). In de stand 'Hz' doet het toestel die deling zelf en toont de frequentie; in de stand 'ms' laat het de periodetijd zien.

(Het bovenstaande is natuurlijk niet het hele verhaal; voor een nauwkeurige meting komen er nog wat details bij met middeling en zo.)

Hi,

Even ter aanvulling op wat Frederick E. Terman uitlegt, dat type Frequentie Counter noemen ze een "Reciprocal Counter"

De Prof counters werken vaak met een hele hoge klok frequentie, hierdoor wordt de resolutie in de lage frequenties onder meer hoog.

Dus de counter kan werken met zeg een 10MHz OCXO maar die wordt dan door een PLL omhoog geschaald naar b.v. 200MHZ.

Die 200MHz frequentie wordt dan geteld voor de tijd van 1-periode van je aangeboden signaal, waarna het wordt ongerekend naar de frequentie van je aangeboden signaal.
Er komt natuurlijk wel wat bij kijken wil je dit allemaal netjes doen. :-)

Groet,
Bram

ja, misschien wordt er hier verward met een standaard frequentie meter.
Het topic beschrijft ook een net frequentiemeter ;) voor rond de 50Hz dus
Ik ging er namelijk al lang vanuit dat een meter voor het meten van de net frequentie idd de periode tijd tussen de nul doorgangen of een ander herkenbaar punt in de sinus zou tellen en inverteren naar een frequentie.
Zo zou ik het zelf met een microcontroller maken namelijk.

om op us seconden niveau een puls te meten zou toch idd niet zo spannend moeten zijn lijkt me. Maar idd alle noise en spikes eruit filteren maakt het wat lastiger.

Ik heb het wel eens gehad dat spikes en noise zo erg waren dat er per sinushelft 2 en soms zelfs 3 nuldoorgangen waren i.p.v. 1...

Ik heb het toen softwarematig opgelost. Als de tijd na een 0->1 doorgang korter als 1ms was, was er sprake van een 'valse' doorgang.
Ook weet je dat een periode ergens tussen de 19.5 en 20.5ms moet zitten. Klopt dat niet, dan negeren.

Hi,

Misschien is dit bouwpakket dat je met modules kan uitbreiden een optie voor je:

https://www.ebay.com/itm/251635985921?mkcid=16&mkevt=1&ssspo=QrfgZ5FaT…

Groet,
Bram

Had je al eens naar dat linkje hierboven gekeken? Volgens mij is dat precies wat je zoekt.

https://www.mainsfrequency.com/meter.htm

https://www.gobmaier.de/produkt0_en.html

https://www.gobmaier.de/datenblatt/Datasheet_MainsfrequencyMeter_V23.p…

The meters are available in two versions, which differ in the timebase of the reference frequency:

For mains frequency measurements micromax-f with a temperature compensated oscillator circuit is recommended.
The micromax-fgps with GPS has a timebase which is synchronized to UTC. This is useful when the phase should be detected at different locations.

Messgeraet zur Netzfrequenzmessung

For the version -f there is an additional option for Modbus/RTU with RS485.

Op het werk gebruiken we Siemens Sentron PAC4200 meters, deze kun je via de webpagina of modbus uitlezen.

De netfrequentie staat daar tot 5 cijfers achter de komma. Maar staar je er niet blind op, ik heb even in de manual gekeken daar staat niet veel in over welke nauwkeurigheid deze meting heeft. De meter zelf is klasse 0,2.

Waarschijnlijk geven de veel goedkopere 3200 of inbouw modellen deze registers ook uit op modbus.

[Bericht gewijzigd door Peter112 op (13%)]

Hi Sine, :-)

Deze link van jou, geeft hier een 404?

https://www.mainsfrequency.com/meter.htmv

Groet,
Bram

Even de verdwaalde 'v' verwijderen rechts van de link... ;)

Doet het toch gewoon? O-)

Op 8 augustus 2023 20:54:04 schreef Sine:
Had je al eens naar dat linkje hierboven gekeken? Volgens mij is dat precies wat je zoekt.

https://www.mainsfrequency.com/meter.htm

https://www.gobmaier.de/produkt0_en.html

https://www.gobmaier.de/datenblatt/Datasheet_MainsfrequencyMeter_V23.p…

[...]

thanks sine.
zoiets lijkt idd te doen wat ik zoek, ik zal eens kijken naar de verdere specs van dat ding.

USB versie: https://nl.rs-online.com/web/p/multi-function-panel-meters/8158324

Dat is usb voor config, niet voor telemetrie.

Op 9 augustus 2023 12:14:46 schreef Arco:
USB versie: https://nl.rs-online.com/web/p/multi-function-panel-meters/8158324

Dit lijkt me niet "nauwkeurig": • 0.1% accuracy

Ik heb op de achtergrond eens zitten denken hoe je dit nauwkeurig, met snelle reactietijden kan meten.

Wat die gasten van mainsfrequency.com zeggen te doen is de tijd van 1 periode meten, daar de frequentie mee uitrekenen en dat dan middelen over zeg 50 hele perioden. Als je wiskundig uitschrijft wat ze dan allemaal optellen en aftrekken.... dan vallen alle tussenliggende metingen weg. Ze meten dus de tijd van 50 periodes en rekenen daar de frequentie mee uit.

Ik denk dat als je het nauwkeuriger wil doen, je het idee van FOC moet gebruiken.

Neem een virtueel wiel van 320mm wat met 3000 RPM ronddraait. Gebruik nu 10000x per seconde de actuele spanning in volts om de X-positie van een punt op de rand te voorspellen/bij te stellen. Als je dit in het mee-draaiende coordinatenstelsel van het wiel doet, dan worden de berekeningen en vooral de PID regeling om de boel te synchroniseren eenvoudiger. En die RPM van je virtuele wiel kan je 100x per seconde aflezen en zal nauwkeuriger zijn dan de 20ppm die mainsfrequency.com zegt te halen.

Op 10 augustus 2023 12:42:57 schreef rew:
Wat die gasten van mainsfrequency.com zeggen te doen is de tijd van 1 periode meten, daar de frequentie mee uitrekenen en dat dan middelen over zeg 50 hele perioden. Als je wiskundig uitschrijft wat ze dan allemaal optellen en aftrekken.... dan vallen alle tussenliggende metingen weg. Ze meten dus de tijd van 50 periodes en rekenen daar de frequentie mee uit.

Nee, dat klopt niet. Dat laatste zou alleen zo zijn als ze de gemeten periodetijden middelen (en pas daarna de frequentie berekenen).
Als ze steeds éérst fn=1/Tn doen, en dan die fn gaan middelen, dan komt hun berekende gemiddelde f te hoog uit.

Vereenvoudigd voorbeeld: je meet T1= 10 ms, dan T2= 30 ms; steeds herhalend, zodat je uiteindelijk precies 50 perioden in een seconde hebt.
Middel je eerst de perioden, dan komt er: Tgem= 20 ms -> fgem= 50 Hz. Maar je had net zo goed de totale duur - 1000 ms - van de 50 perioden kunnen meten.
Bereken je eerst f, dán komt er: f1= 100 Hz, f2= 33,3 Hz -> fgem= 66,7 Hz.
Bij kleinere strooiing in T is het verschil wel kleiner, maar de tweede methode blijft te hoge gemiddelde frequenties geven.

(Het kan natuurlijk nog dat ze wel eerst allemaal f'jes berekenen, maar daarvan dan het harmonisch gemiddelde nemen (het omgekeerde van het gemiddelde van alle omgekeerden). Dát zou op hetzelfde neerkomen als eerst de perioden middelen, ofwel: over een langere tijd meten; maar het zou wel 'going around the moon to get there' zijn.)

Hi,

Het is natuurlijk mooi dat je electronisch prachtig kan middelen, maar wat is nu het doel hiervan.

Om het even op zijn Amsterdams te zeggen, "de netfrequentie zwabbert net zo als een dronken hoer op een fiets". :+

Misschien is het wel zinvol om de drift binen 0,1 seconde te kunnen meten en b.v. bij 1 seconde en het gemiddelde over zeg 1 minuuut.
Komt de frequentie meter in een loop te hangen om lokaal een generator op snelheid te houden?
Is het meetsysteem bedoeld alleen voor logging enz, enz.

Ik kan met mijn Racal counter deze resolutie bij 20 seconde meettijd hebben, maar de laatste drie digits kan je eigenlijk weglaten, word niet stabiel.
De bron is een van mijn Siglent functie generators op 50Hz ingesteld en de Racal is een mooie Reciprocal Counter,
maar bij dit soort metingen heb je ook last van jitter uit je bron, jitter in het voorfront(onder meer ruis) en van de counter en in het counter deel zelf.

https://www.bramcam.nl/Diversen/Racal-50Hz-01.png

.
Met een goede setup kan wel bij 50Hz stabiel 0,0001Hz als resolutie verkregen worden, maar zo gauw je een 230/400V generator systeem gaat meten heeft die resolutie weinig zin meer denk ik.

Groet,
Bram

Een collega heeft bij een project wel eens de netfrequentie gemeten. Over lange termijn is hij nauwkeurig, maar op korte termijn verloopt hij nogal. Een stuk of 20 sinussen waren redelijk goed, buiten dat verliep het al teveel.

Ik wilde een PLL laten lopen, moest voorspellend op de nuldoorgang schakelen, een 5 ms of zo ervoor. Zo kwamen ook wij achter de frequentiezwabber van blackdog. De oplossing was niet teveel geschiedenis meenemen, het verloopt wel maar binnen een paar sinussen klopt het nog aardig.

Op 10 augustus 2023 15:13:33 schreef blackdog:
De bron is een van mijn Siglent functie generators op 50Hz ingesteld

Dat je bij een perfecte sinus de boel behoorlijk nauwkeurig kan meten dat wil ik best geloven. De kunst is om het ook met een niet-sinusvormig net redelijk te doen.

Hi rew,

Je kan om het signaal schoon te krijgen beginnen met een 6dB low pass filter, dan een piek limiter te gebruiken, bij elkaar zijn dat vier onderdelen. :-)
Dan een bandfilter, met een Q die past bij je meetbereik, hier was gesteld de Netfrequentie, dus +-2Hz -3dB zou mijn uitgang positie zijn en
dan daar achter, een Schmitt trigger schakeling op zeg 33 en 66% van het aangeboden niveau, ik denk niet dat er daar dan nog veel stoorpulsen doorheen komen.

In de software kan je dan de middeling afhandelen, daar zou ik dan mee starten om het te testen.

Even een aanvulling, er zijn meer wegen naar Rome, hangt vooral af van de toepassing.

Groet,
Bram

Als je een bandfilter met een Q van 2:50 hebt, dan gaat het ook niet meer snel reageren. Er zijn dus meerdere wegen die naar Rome leiden. Jou meetapparaat met 5 significante cijfers achter de komma is leuk, maar de werkelijke netfrequentie gaat binnen de tijd die jij nodig hebt om dat te meten al een veelvoud van dat laatste digit lopen wiebelen.

@FET: eens, wat zij zeggen te doen is niet 100% hetzelfde als de tijd over 50 cycli meten en dan 1/50T doen. Je hebt netjes aangetoond dat het antwoord niet hetzelfde is. Het is voor mij niet 123 duidelijk welke methode van berekenen "de juiste" is.

Ik denk dat als je de netspanning sampled, met een (recent gemeten) kwart periode vertraagt, en dan de arctangens neemt, je zomaar 1M metingen per seconde kan doen, dus 20k per periode. Ik verwacht dat je dan een vlot reagerende hoge nauwkeurigheid kan halen, beter dan het commerciele apparaat. (1 sneller, 2 nauwkeuriger).

Ik gok dat een eenpolig laagdoorlaat filter op 50Hz acceptabel zal zijn kwa vertraging en beinvloeding van de meting.

Maar goed. Voorlopig geen tijd om het te proberen, dus dit blijven "ongefundeerde claims".

Hi rew,

Het gaat er natuurlijk om wat de gene die het nodig heeft voor eisen steld.
Zeg dat er een instalatie wordt gebouwd met een 100KVA generator en met wil weten hoe stabiel de frequentie is.
Door de hoge massatraagheid van het geheel, vermoed ik dat snelle frequentie veranderingen niet direct aan de orde zijn.

Zou het systeem bedoeld zijn om de generator op 50Hz te houden, dan zijn er veel meer mogelijkheden om dit storingsarm op te lossen.
Ik ben niet echt op de hoogte van huidige industriele oplosingen, maar een sensor die 1000 pulsen per omwenteling geeft van die generator, lijkt mij geen probleem.
Ook zal die output schoon zijn geen last van belasting variaties enz.

Maar dat is allemaal anders dan dat je een meetdoosje zou bouwen die je op een bepaalt punt aan het power net hangt, dat verlang denk ik andere eisen.
Wat ik eerder voorstelde en waarvan jij zij een Q van 2.5 zou een van de instellingen kunnen zijn, daar zou ik mee beginnen om een indruk te krijgen.
Misschien een variabel Q bandpass of een low pass filter van een hogere orde die weinig fase verschuiving geeft bij de frequentie van b.v. 50Hz enz, enz.
We kunnen daar wel de hele middag over bomen, wat ik verder wel leuk vind, maar zowel jij als ik hebben wel wat anders te doen vandaag, reisje plannen naar Rome b.v. :+

Groet,
Bram