Meten aan een gelijkrichtschakeling -- onverwacht resultaat

Henry S.

Moderator

Op 17 oktober 2011 14:55:28 schreef Bert_mc:
Dit was leuk. Eén van de dingen die je nooit meer vergeet.

Tja normaal hang je een belasting aan zo'n voeding. ;)

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.
fred101

Golden Member

Ik heb nog wat laatste metingen gedaan voor de zekerheid.

De elco met gelijkrichter uit de vorige test .
bron: 7,553VAC en nu geen meter parallel aan de elco.
Na anderhalve dag staat hij op 10,308V gemeten door steeds even snel te meten met een agilent batterijgevoede multimeter.

Als ik deze meter er op laat staan loopt de spanning langzaam iets terug. Als ik echter de solartron of Fluke of Philips netgevoede meters aansluit begint de spanning direct op te lopen zoals eerst.

Aangezien het zonder meter niet gebeurd moet de meter dus invloed hebben. Dus heb ik wat testen met de meters gedaan.

Als ik de Philips en de solartron op elkaar aansluit meet ik 600uV maar dat loopt langzaam maar zekere terug. Met open ingangen lopen beide op.(de ene in 100mV stand, de ander in 1mV stand)

Daarna de Philips op 100pA volle schaal gezet. Met de ingang kortgesloten staat hij op 9 pA met open ingang op 37pA. Sluit ik de Solartron op de Philips aan dan loopt er 60pA. Sluit ik de Fluke nuldetector aan dan loopt er een stroom die evenredig meebeweegt met de aanduiding van de wijzer van de Fluke. Bij nul volt loopt er geen stroom. Bij negatieve uitslag draait de stroom ook om in richting. De Philips geeft 22pA aan bij +14uV op de Fluke.

Niet zo'n prettig idee dat top klasse netgevoede lab meters een "dark side" blijken te hebben. Vandaar dat de Fluke met accu optie werd geleverd ?

Eat zijn verhaal kan ik hier niet helemaal mee rijmen. Als het via de trafo naar de elco gaat dan zou het zonder meter dus ook moeten gebeuren. Het lijkt er toch een beetje op dat de stroom uit de meter komt. De input bias stroom van opamps via de ingangsweerstanden ? 230V Lekstroom via kabelmantel/bussen/kast ect ?

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

Honourable Member

Nee, het is meer dat de aarde via de meter komt.
Door een meter aan te sluiten die geaard is, of althans een aanzienlijke capaciteit naar aarde heeft, sluit je de kring en kan de condensator via het spookcircuit worden opgeladen.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

ja Fet, dat doet het hem.
Trouwens heb het altijd vreemd gevonden dat dure meettoestellen gebruik maken van een schakelvoeding, vol van de X en Y condensatoren die allerlei ongewenste neveneffecten hebben. Ik knip de ongewenste neveneffecten er steevast uit, gebruik toestellen met een dubbele scheidingstrafo (Philips heeft er zo een paar gehad)of voeg er zelf eentje toe en veel batterijgevoed.
Jammer dat ik op reis was, wou best wel meediscussieren op dit topic. zal me maar op de 3 fazenlampen werpen :-)

@FET: maar met een extra 1:1 scheidingstrafo zou 't verschijnsel niet op moeten treden?

[Bericht gewijzigd door alex278 op maandag 17 oktober 2011 23:06:14 (43%)

Frederick E. Terman

Honourable Member

Toch ook wel, ook die heeft capaciteit tussen de twee wikkelingen; de gewone althans.
Er zijn wel trafo's met een afscherming tussen primair en secundair. De trafo waarmee ik de proef deed heeft dat, en daar treedt het niet op (als je het scherm tenminste aansluit, op aarde of in elk geval aan de nul van de gemaakte gelijkspanning).

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

met trafo's in serie wordt het de snelheid van het laden wel minder, je zet extra interwikkelingcapaciteit in serie.

Je kan het bromveld dat gelijkgericht wordt goed zichtbaar maken door de condesator los te koppelen en dan ove de klemmen van de gelijrichter te meten met een heel hoog impedantieprobe. (die meet ook al brom in de lucht rond de trafo)

fred101

Golden Member

Bedoel je een scoop probe ? Ik wil dat wel eens meten, ik heb namelijk wat rare problemen die daarmee samen hangen denk ik. Zie onder.

Ik ga het ook nog eens met mijn Keitleys proberen. Daar zit volgens mij een schakelende voeding in. Ik heb nu die andere meters gebruikt omdat die op een schrijver konden.

Ik denk dat dit effect ook de oorzaak is van een vreemd probleem bij een Fluke transfer standaard. Die bestaat uit bruggelijkrichter, nicad pack en dan een spanningsreferentie en opamp. Als ik die meet met de Keithley 2000 dan is er geen verschil bij ompolen. Bij de Solartron wel. Ook geven beide meters een verschillend resultaat. Terwijl ze op een ( passieve) standaardcel dat verschil niet laten zien. Ik dacht dat er iets met die transfer standaard mis was maar ik denk dat hier een zelfde effect speelt. Als ik de standaard afkoppel van het lichtnet en op de nicd gebruik is er niks aan de hand en kloppen de metingen.

Maar het verklaart ook andere meet problemen. Ik krijg behoorlijke verschillen als ik calibrators, meters en dividers wel of niet aard door , volgens het boekje, de aardverbindingen voorop te gebruiken of, indien aanwezig, een shortbar tussen min ingangs bus en de gnd bus van de kast. En of ik wel of niet geaarde afgeschermde meetkabels gebruik. De pest is dat ik alleen weet dat het resultaat verandert, niet welk resultat nu klopt. Overigens praat ik hier over afwijkingen in de orde van 20-100 uV maximaal bij metingen aan calibrators.
Nog zo'n vreemd effect. Als ik de 2000 en 731A op mijn werkblad zet dan krijg ik een ander resultaat dan wanneer ik de 2000 en 731A oppak en bij de calibrators zet ( dus de netsnoeren nog in het zelfde stopcontact) en daar de zelfde meting doe. Dan heb ik ineens wel verschil bij ompolen. En verschil bij ompolen duidt op externe invloeden. Blijkbaar hangt er dan een aardig bromveld rondom die calibrators ( met hun megatrafos).

Dat spul staat natuurlijk normaal in labs met speciale scheidingstrafo's, aardmaatregelen en apparte groepen ect.

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

Ja , een scoopprobe, maar met een zo hoog mogelijke impedantie. Bij 100MOhm zie je het al goed, bij 1000 nog veel beter.

Of dit iets met je calibrators te maken heeft weet ik niet, aangezien het over electrostatsiche verschijnselen gaat die een zeer kleine stroom tot gevolg hebben. Jouw afwijkingen bij ompolen in het µvoltgebied heeft toevallig niets van doen met een onverwacht thermokoppel effect?

groeten

Kris

fred101

Golden Member

Op 18 oktober 2011 12:10:18 schreef kris van damme:
Jouw afwijkingen bij ompolen in het µvoltgebied heeft toevallig niets van doen met een onverwacht thermokoppel effect?

groeten

Kris

Dat dacht ik altijd wel, tenminste dat lees je altijd als het over low level metingen gaat. Die dingen merk je bv goed door koperen vorkjes te gebruiken onder de draaibussen ipv baanstekkers maar dat zijn effecten die min of meer constant zijn. Maar ik heb het over onregelmatigere dingen die hierdoor wel eens verklaart kunnen worden.

Maar zo zijn er meer rare zaken die niet zo makkelijk zijn te verklaren. Zo hoorde ik van iemand die een test met spanningsreferenties had gedaam ( verwarmde LM399) dat de spanning veranderde met de hoek waarin het ding gezet werd. ( je praat dan maar over 1 of 2 ppm maar wel grappig)
En dat zou bv mijn effect van die 2000 en de 731 kunnen veklaren. De meter ligt plat op de plank boven mijn werkblad maar staat bijna rechtop als ik hem bij de calibrators gebruik.

Ik zal eens kijken, heb wel wat actieve scoop probes met extra verzwakker kopjes ( 10x, 100x en 1000x) ook echte actieve High Z probes met nog grotere verzwakkers maar die doen niks onder de 20-30 MHz.

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

in het PPM gebied kom je natuurlijk altijd op het eerste zicht rare verschijnselen tegen (het is niet eenvoudig een ùvoltmeter nul te doen aanduiden...), vandaar dat het zo lang duurde eer de transistor werd ontdekt :-)

zijn jouw calibrators laagohmige spullen?

groeten

Kracht uitoefenen op diodes verandert de spanningval, daarom worden spanningsreferenties vaak zo op een printplaat gemonteerd dat de printplaat geen spanning op de pootjes uitoefent. Ik zou me dus kunnen voorstellen dat dit ook voor zwaartekracht geldt, hoewel een paar ppm meer is dan ik zou verwachten.

Het is verbazend voor hoeveel dingen een schakeling gevoelig blijkt als je nauwkeurig gaat meten. Volgens mij zei Bob Pease ook zoiets over een femtoampere meter die ze gebouwd hadden: het is een thermometer, seismograaf, cosmische stralingsdetector en een luchtvochtigheidsdetector.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Die geeft al 30% volle schaal als je er aan dènkt.

Jeetje, een femtoampere, dat zijn 6 elektronen per milliseconde.
Hoe zou een sinusvormige stroom van 1fA piek eruit zien?
En kun je dan nog van vervorming spreken, met die 1 of 2 heen en weer rollende knikkertjes?!

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
fred101

Golden Member

Kris: Het DC spul is op een na allemaal Fluke, ik kan nergens de output impedantie vinden. Hier staan ze allemaal bij elkaar.

Bij pA metingen zie je de meter al in het ritme van je ademhaling en hartslag mee gaan. (nou ja, bijna dan ;-) )

Je merkt dat bv ook na solderen van een spanningsreferentie. Het duurt weken voor dat echt stabiliseert. Ik heb nu een schema en de onderdelen voor een 0,1ppm/C referentie met een 1n825 diode en drie LZ1027 (1xB en 2xC) Vrefs waar ik een referentie in oven wil maken.

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

De fA meting was door de stroom te integreren, dus de frequentie van je sinus zou in de mHz moeten zitten om hem te kunnen meten. Op dat moment heb je voldoende electronen per periode dat het weer op een continu signaal begint te lijken. Anders zou je waarschijnlijk een handvol elektronen per periode hebben waarvan de verwachtingswaarde sinusvormig is, maar de individuele monsters er ver naast kunnen liggen. Tien electronen in de ene richting, dan weer elf in de andere richting, etc. Vervorming gaat volgens mij uit van een continue functie, je zou statistiek moeten toepassen en een kans moeten bepalen dat de meetresultaten uit een ideale sinus zouden voortkomen.

Ik heb wel een electrometer die in principe een resolutie heeft van 100 aA, maar ik heb geen flauw idee of die laagste bereiken kloppen, mijn 1 fA stroombron doet het even niet ;). Gelukkig hoefde voor kalibratie alleen spanning en weerstand gebruikt te worden.

fred101

Golden Member

Dan wordt het tijd voor een nieuw CO projectje, een fA stroombron ;-) Waarmee maken ze zoiets. Een heel stabiele Vref en een super precisie weerstand ?

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

Op 17 oktober 2011 15:57:43 schreef Frederick E. Terman:
Ik kan er tot nu toe niets over vinden in mijn boeken, en ook niet op Internet. Het zou een leuk stukje voor Electron zijn.

Op het werk heb ik er de collega's al mee gek gemaakt. Als raadsel; het antwoord heb ik ze niet gegeven. :)

Een stukje in Electron? Mijn zegen heb je FET! ;-)
Zijn de collega's er al uit? Misschien vinden ze het antwoord hier wel ...

@Henry,
Ik begrijp nu waarom in sommige stekker adapters een weerstand over de elco is gemonteerd en waarom sommige (onbelast, na maanden) stuk gaan.

Ik vraag mij af, of dit ook een verklaring is voor de te hoge spanning die kleine bloktrafotjes leveren.

Op 18 oktober 2011 17:17:38 schreef fred101:
Dan wordt het tijd voor een nieuw CO projectje, een fA stroombron ;-) Waarmee maken ze zoiets. Een heel stabiele Vref en een super precisie weerstand ?

Dit begint wat off-topic te worden, maar het probleem is dat je weerstand zo ellendig hoog moet zijn. Bijvoorbeeld 1 uV over 1 Gohm. Nog afgezien van allerlei afwijkingen door offset spanningen, inductie, piezo/triboelektrische effecten, etc. Het lijkt me al een hele opgave om in de juiste orde van grootte te komen, laat staan precisie. Hoe groot zou een 1 Gohm draadgewonden weerstand zijn? ;)

In de verificatieprocedure van die elektrometer gaan ze trouwens ook maar tot 10pA, wat volledige schaal is op het laagste bereik.

maartenbakker

Golden Member

Dat laatste komt m.i. gewoon doordat ze goedkoop gedimensioneerd zijn.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Maarten,
Mee eens maar komt het door een hogere capaciteit tussen de wikkelingen of omdat men meer (apenhaar)draad secundair om de kern wikkelt om te 'compenseren' voor de weerstand van dat draad?

Henry S.

Moderator

Op 18 oktober 2011 17:25:19 schreef Rd12tf:
Ik vraag mij af, of dit ook een verklaring is voor de te hoge spanning die kleine bloktrafotjes leveren.

Is dat niet vanwege de in verhouding weinig hoeveelheid ijzer dat gebruikt wordt (en meer 'apehaar'), of de slechte constructie (gelast blikpakket). Veel van die dingen worden onbelast al heet en dat komt door ijzerverliezen.

BTW, hoe meet je praktisch de capaciteit tussen wikkelingen?

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.
fred101

Golden Member

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

Beetje overkill, een vna? Gewoon met je multimeter of beter met een meetbrug gevoed met 50Hz wisselspanning.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Met de capaciteitsstand van de Fluke 83 die ik hier heb (in Yde; de Fluke 77 is in Heemskerk - aan de meting kun je zien waar ik ben :)) meet ik ongeveer 1nF tussen de primaire wikkeling en de afscherming van de trafo waarmee ik de proef probeerde te doen.

Zonder afscherming zou die 1nF ongeveer de capaciteit tussen de wikkelingen geweest zijn.

Als je geen capaciteitsmeter hebt, maar je weet wel de ingangsweerstand van je voltmeter, dan kun je even de netspanning meten met de capaciteit van de trafo in serie, en dan rekenen. Vergeet Pythagoras niet.

De AC ingangsweerstand kun je checken door hetzelfde te doen met een bekende weerstand, zonder Pythagoras...

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
fred101

Golden Member

FET, de MacGuiver van de electronica :-) Hoe bedenk je het allemaal, toch wel handig als je met vectoren uit de voeten kan.
Dan heb je niet meer dan een multimeter nodig en kan je de gekste dingen meten.

Kun die rekenvoorbeelden ook een keer voordoen ?

Kun je zo ook inductie meten met alleen een voltmeter ?

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