AC calibrator

fred101

Golden Member

Iemand een idee om zelf een soort AC amplitude calibrator te maken (voor Vrms justering). Ik zat te denken om het signaal van mijn tijd/frequentie calibrator te versterken maar het gaat natuurlijk niet om de frequentie maar wel om de amplitude. Nu gebruik ik een meetzender plus eventuele versterker en de digitale scoop als referentie. Aangezien die een paar maandenj oud is zal dat nog wel kloppen. Dat geeft echter maar een lage resolutie.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

Ik gebruik daar gewoon een true RMS voltmeter voor en een functie generator. Mijn meter is wel een Fluke 8845A welke gecalibreerd is. Hiermee kan ik dan een andere meter afregelen.

Welke maximale frequentie zit je aan te denken? En welke maximale amplitude?

Een precieze vaste versterking is wel te maken. Maar je zit met je AC referentie spanning.

fred101

Golden Member

Zo doe ik het nu ook maar dat is omslachtig. Ik denk aan bv 0,999 1,999 19,999 99,999 en 199,99. Dan in 50Hz, 1KHz, 10KHz, 100KHz, 1MHz en 10MHz. Dan kan ik de meeste meters wel afregelen.

Dat bouwsel zal ik dan wel eerst ergens tegen moeten (laten) calibreren maar daarna is het wel handig.

Ik zat aan een een soort DC-AC converter te denken. Ik heb namelijk een DC volt/stroom calibrator. Als ik die als basis neem heb ik een stabiel en instelbare basis. Dus daar een soort PWM ofzo mee doen.

Maar misschien is er een IC wat als referentie kan dienen. Voor DC heb je die ook.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
rbeckers

Overleden

10MHz is voor de meeste TRMS meters niet haalbaar of met een nauwkeurigheid slechter dan 1%.
Zelfs 1MHz is al erg hoog voor veel TRMS meters.
Instelbare dutycycle is gewenst aangezien de crest factor ook problemen geeft.

flash2b

Special Member

Klopt!

Mijn Fluke 8845A TRMS AC meting
Accuracy: 0.06 + 0.03
Frequency: 3 Hz to 300 KHz

en dat is toch een deftige meter en een schril contract met 'Basic V dc accuracy of up to 0.0024 %'

[Bericht gewijzigd door flash2b op donderdag 11 maart 2010 10:29:02 (22%)

Is het niet mogelijk om zelf met dds wat te maken? Snelle controller, goede dac, flinke sinus tabel etc.

Gaat waarschijnlijk wel flink wat geld & tijd kosten.

rbeckers

Overleden

Mooie meter!

Maar bij een crest factor van 2-3 is de bijkomende fout al 0,2% full scale. Dit voor <100Hz !
Dus een PWM signaal van 10kHz kan al problemen geven.

http://fluke.informationstore.net/efulfillment.asp?publication=11152-d…

http://en.wikipedia.org/wiki/Crest_factor

Edit:
@Bart Smit
Erg lastig oftewel een uitdaging! ;)

fred101

Golden Member

Het gaat mij ook om de scopen vandaar die frequenties. Bij de calibratie van de 3435 had ik vc 19V bij 200KHz nodig

Wat is nu een true RMS meter ? Mijn HP3400 is dat en ik begrijp dat deze iets met temperatuur meet. Dus een soort vermogensmeting eigenlijk.

Mijn HP3490 meet tot 200KHz maar is een average meter gecalibreerd in RMS. 0,32_0,05 tot 50Hz, 0,09(% reading)+0,025(% of range) van 50Hz tot 20KHz en 0,7+0,06 tot 250KHz. Daarbij moet je corrigeren voor 0,01ppm per V/KHz

De HP3435 is ook average gecalibreerd in rms maar dan is het 1,5% reading plus/min 3 digits (???) tot 50Hz, daarna 0,3% 3 digits en boven 20KHz 1,5% met 10 digits

HP3400 10Hz tot 10MHz. 1 tot 5% maar deze is de enige die crest factor noemt. 10:1 volle schaal 20:1 halve en 100:1 1/10e schaal.

HP410B 3% afwijking (tot 700MHz)peak meter gecalibreerd in RMS

Kortom vier HP's maar allemaal andere manieren om de specs te geven.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
rbeckers

Overleden

Op 11 maart 2010 13:57:44 schreef fred101:
Wat is nu een true RMS meter ?

Mijn HP3400 is dat en ik begrijp dat deze iets met temperatuur meet.
...
Kortom vier HP's maar allemaal andere manieren om de specs te geven.

"In de elektrotechniek verstaat men onder de effectieve waarde van een zuivere (dwz, met gemiddelde waarde 0) periodieke wisselstroom of -spanning:
de waarde van een constante stroom of spanning die in een weerstand gemiddeld hetzelfde elektrisch vermogen ontwikkelt als het oorspronkelijke signaal."(wikipedia)

http://www.opamp-electronics.com/tutorials/measurements_of_ac_magnitud…

Alleen de HP3400 meet TRMS.
Kun je testen dmv een sinus met 1V (RMS ;)), een blok met 1V en PWM signaal met duty cycle ongelijk 50% en 1V.
Je HP3400 geeft dan, bij elk van de drie signalen, 1V aan en je andere meters niet.

fred101

Golden Member

Mag jij raden wat ik ga doen. Maar zelfbouw gaat dus niet lukken zoals met een tijd/frequentie-standaard ?

Dat wordt dus een keer tegen een surplus geval aanlopen. Van DC AC maken ?

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
rbeckers

Overleden

Zelfbouw is wel mogelijk mits je de eisen niet te hoog stelt.
M.a.w hoe nauwkeurig, welke spanningen en frequenties?

Surplus kun je waarschijnlijk vergeten.

(je maakt bijna altijd van DC AC ;))

fred101

Golden Member

Ik weet niet wat ik nodig heb. Meestal moet je twee of drie bereiken calibreren. Bij die 3435 was dat (uit mijn hoofd) 1,9V en 19V bij 200Hz en 20KHz. Maar ik ben denk ik al een eind met een heel stabiele 1 en 10V. Dwe frequentie hoeft niet super stabiel, de amplitude wel en dat zal niet meevallen. Ik dacht eraan de blokgolf uit mijn frequentie standaard door een filter te sturen. bv een band filter voor 100Hz, 1KHz, 10KHz en 100KHz. Dat ding heeft een heel constante amplitude blokgolf (oven) Dan moet ik alleen ergens een keer een gecalibreerde meter lenen die wat cijfers achter de komma geeft zodat ik de preciese output weet. Dan heb ik in ieder geval een referentie van ongeveer 1,5V. Met een heel stabiel versterkertje en bv een stappen verzwakker zou ik dan het kunnen uitbreiden. Beter iets dan niets.

Wat ik ook wel doe is een sinus op de scoop en dan precies 6 divisies in X,Y mode. Dan de DC calibrator er op en meten hoeveel dat is in DC. Dan daar de rms uit berekenen. Al mijn meters zijn oud. Als ik er een kloppend heb kan ik die weer gebruiken voor de rest. Voor dat analoge spul geen probleem maar ik wil die 3490 ook doen en die heeft nogal wat cijfers achter de komma. Laten doen is een beetje kostbaar ben ik bang. Ik zag prijzen van een paar honderd euro incl justeren. Dan kan ik beter een nieuwe fluke kopen.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
fred101

Golden Member

Ik kreeg van iemand nog de volgende tip. Een 24V trafo, 24 standenschakelaar en met 1K weerstanden een spanningsdeler maken. Dan een keer met een gecalibreerde meter de waarden opmeten. Ik vraag me alleen af of het lichtnet wel stabiel genoeg is.

Ik las in het boek van Terman, een schakeling om AC te stabiliseren. Iets met neonbuisjes aan de primaire kant van de trafo.

[Bericht gewijzigd door fred101 op vrijdag 12 maart 2010 08:36:10 (15%)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
rbeckers

Overleden

Het is 230V +6% en -10% !

[Bericht gewijzigd door rbeckers op zaterdag 20 maart 2010 10:20:19 (68%)

fred101

Golden Member

Maar het idee is wel bruikbaar als ik een genoeg digit digitale AC meter unit erbij inbouw. Deze moet dan natuurlijk wel eerst een keer gecalibreerd worden tegen een goede meter. Daarna heb ik 24 standen enb de precieze waarde is afleesbaar, en daar gaat het vooral om.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

En verder levert het lichtnet, door oa. netvervuiling, ook niet een nette sinus. Want ik neem aan dat fred101 ook True RMS apparatuur wil af kunnen regelen.

Zelf zat ik te denken aan een kleine generator die door een motor wordt aangedreven. Bij oude PTT ITT 7E centrales werd middels een motor met constant toerental, de frequenties voor de kiestoon, bezet toon ed. aangemaakt.

Door het constante toerental was niet alleen de frequentie maar ook de spanning constant.

rbeckers

Overleden

Beter is een kristal op 10MHz, wat delers, eventueel een dac tbv sinus, uitgangsversterker en 50 ohm verzwakker.

flash2b

Special Member

Ja, maar dan kan fred101 beter een functie generator gebruiken want dat zit daar allemaal al in.

fripster

Golden Member

Wien bridge gebruiken? Miscchien sturen met een soort PLL? Ik droom maar wat....

fripster

Eens een wirehead,altijd een wirehead.... gopher://fripster.ydns.eu
fred101

Golden Member

Dat kristal met die deler heb ik al maar daar komt een blokgolf uit. Wel van een heel constante amplitude. Daar een DAC achter met verzwakker moet mogelijk zijn. Dat kan gewoon die spanningsdeler zijn. Ik gebruik nu de meetzender met evt als nodig een meetversterker maar ik vind het gewoon leuk om zoiets erbij te hebben. Meetinstrument-verslaafd he..:-)

De frequentie hoeft niet erg stabiel te zijn, de amplitude wel. Dus een paar eenvoudige gebufferde power oscillators (wienbrug of kristal) met verzwakker is wel een idee. Uiteindelijk ben ik met twee of drie van die dingen klaar.

Ik had trouwens nog een heel wild idee, geen idee of het kan. Zou het niet mogelijk zijn om iets met opamps te doen. Dat die een gelijkgericht sample van de generator vergelijkt met een DC standaard (ik heb nog zo'n Voltage reference IC liggen) Dan kan dat signaal gebruikt worden om de bias van de versterker te regelen. Gezien de lage frequenties bv 200Hz en 20KHz zou de oscillator door een opamp versterkt kunnen worden (of kan zo'n ding als oscillator dienen). Er zitten nog wat gaten in mijn idee maar ik denk dat er in die richting iets moet kunnen.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
fred101

Golden Member

Ik vond nog een mogelijke oplossing een ferroresonant transformer. Het principe snap ik wel ongeveer maar hoe je zo'n ding maakt is een ander verhaal. De transformator moet permanent in saturatie verkeren en dan moet de derde winding in resonantie zijn. Dan krijg je een constant voltage transformator. Ik ben alleen bang dat dat gepaard gaat met hele hoge stromen.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Ferroresonant transformer mag alleen met vaste frequentie werken, dus zeker geen oplossing.
Met symetrische blockgolf, Vrms = Vpiek.
Dus eenvoudig de Vpiek van de blockgolf reguleren in vergelijking met een gekalibreerde gelijkspanning.
Voor de lagere frequenties, een true RMS voltmeter werkt zó goed met blokgolf dan met sinus spanning, dus kan men kalibratie ook met blokgolf doen.
Voor de hogere frequenties, beter sinus gebruiken, Vpiek meten, Vrms = 0,7071 x Vpiek

fred101

Golden Member

Ik heb in rosmalen een kastje op de kop getikt met een draaischakelaar en een hele hoop pi-verzwakkers. LF attenuator staat er op. Welliswaar met een 600 ohm ingang welke via trafo en verzwakkers naar de 150 ohm uitgang gaat. Maar de printplaat en schakelaar hebben ruimte voor nog 10 extra standen. De verzwakking is wat raar, -6, -12, -18, -24, -28, -36, -40, -43,4, -60, -63,4, -72,54dB. Zal wel speciaal voor iets bedoeld zijn.

Als ik jou goed begrijp moet ik daar dus een blokgolfgenerator bij maken welke bv 20V uit doet. Dan een schakeling maken welke de amplitude van die generator vergelijkt met een stabiele DC spanning (LM385BZ-2,5 of mijn DC calibrator). Kan dat met een opamp, dus een blokgolf met een DC spanning vergelijken ?
Daarna kan ik het stabiele uitgangsignaal van de blokgolf in stappen verzwakken. Bijvoorbeeld 20, 19, 15, 12, 10, 9, 5, 4, 2, 1, 0.5, 0.2, 0.1

Dat verzwakken, kan dat het beste via een weerstandsdeler of via pi-verzwakkers ? Een multimeter is natuurlijk niet echt een belasting dus ik denk dat een weerstandsdeler voldoet.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
Tidak Ada

Golden Member

Fred, heb je al eens gedacht aan een amplitude instelling, die gekoppeld wordt via iets bolometer-achtigs? bijv. een thermokoppel/weerstand combinatie in een thermisch zeer goed geïsoleerde behuizing met een zo laag mogelijke warmtecapacitiet, aka vacuüm, of een gloeilamp/trage-fotocel combinatie? Feitelijk waren de meeste TRMS meters op een dergelijke manier opgebouwd.
Er waren heel nauwkeurige op de markt, allen wat langzaam.

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - &#8224;
fred101

Golden Member

http://www.uploadarchief.net/files/download/calibrator.png

Dit levert in de simulatie een constante blokgolf. Ik kan de 5V blokgolf in ieder geval bijna een Volt variëren zonder dat de output veranderd.

Tidac,

Daar heb ik wel wat over gevonden maar nergens hoe je dat nu daadwerkelijk bouwt. Ik heb op spanningsbron, constante spanning, spanningstabilisatie enz gezocht en toen kwam ik op die ferroresonant trafo uit maar ook op de thermal converters uit. Daar kon ik echter weinig over vinden.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs