Kun je een audio transformator gebruiken voor het meten van AC line spanningen

Welke isolatieklasse wilt / moet u halen?
Als een geschikte transformator te vinden is zal het prima werken, hoewel 1 kΩ een vrij stevige load lijkt. Liever de spanningsdeler voor- en mogelijk wat compensatie (RC snubber) achter de transformator.

Andere ideeën:
Twee kleine net transformatoren in serie opdat ze beter lineair blijven. (Elektuur)
Een verschilversterker met twee hoogohmige weerstanden naar het net. Het (capacitief-) lek is toch nooit nul, ook niet bij een transformator. Deze zou mijn voorkeur hebben, eenvoudig en wat inkopen, uitvoering en veiligheid betreft goed in de hand te houden.

Als het signaal verderop gesampled wordt door een µC lijkt het overigens goed te doen een minder optimale oplossing te kiezen en na het samplen nog wat na te bewerken. Harmonische zijn tegenwoordig vaak relevant, dus enige bandbreedte is gewenst.

Zo een trafo moet voldoende zelfinductie hebben om niet in verzadiging te raken bij de netspanning.

Gewone voedingstrafo´s zitten al precies aan de grens. Bij nominale netspanning beginnen die al te vervormen.

En audio trafo's zijn -denk ik- niet bedoeld voor die hoge spanningen.

Hi,

Wil je het netjes doen, zie dan onderstaande basis schema dat ik gebruik.

.
Gebruik voor R3 en R4 weerstanden die voor 230V geschikt zijn.
Voor C2 en C3 gebruik ik schijf condensatoren die 2KV of 3KV piekspanning kunnen hebben.

Oja, dit is belangrijk, de trafo die je goedkoop kan vinden op allerlei printjes uit het verre oosten, zijn niet geschikt om direct aan het 230V net te verbinden!
Het schema hierboven heb ik gemaakt om breedbandig aan het 230V Net te kunnen meten tot zo'n 50 tot 80KHz.

Er zijn misschien mensen dat het raar is om met P-1 de frequentie karakteristiek in te stellen, maar het werkt echt zo.
Hou er rekening mee dat de uitgang impedantie iets meer is als 100Ω en als je de uitgang belast dat je de trimpot P-2 weer zal moeten instellen.
Bij mij komt er bij deze versie een hoog Ohmige ingang achter(opamp +ingang) , dus dat probleem heb ik verder niet.

Verder zijn er wat componenten opgenomen aan de ingang voor beveiliging en beperking van signalen ruim boven de bandbreedte van de gebruikte trafo.
Dat zijn de twee smoorspoeltjes de VDR en de condensator C1, en natuurlijk het neon lampje of er meer dan zo'n 120V op de ingang staat(afhankelijk van de neon ontsteekspanning).

Succes,
Bram

Op zaterdag 24 februari 2024 13:30:32 schreef deKees:
Zo een trafo moet voldoende zelfinductie hebben om niet in verzadiging te raken bij de netspanning.

Gewone voedingstrafo´s zitten al precies aan de grens. Bij nominale netspanning beginnen die al te vervormen.

En audio trafo's zijn -denk ik- niet bedoeld voor die hoge spanningen.

Goed kijken Kees de trafo heeft een spanning van 1.09Volt niet 120V.

Op zaterdag 24 februari 2024 14:58:22 schreef blackdog:
Hi,

Wil je het netjes doen, zie dan onderstaande basis schema dat ik gebruik.
[afbeelding]
Bram

Hi bram, bedankt voor je reactie, maar ik kies toch voor een wat simpeler variant. Het gaat per slot om het reduceren van een 120Vac naar een spanning van om en na bij de 5Vpp spanning. Naar Mijn inzien is de meest belangrijke vraag hier wat de isolatie spanning is tussen de primaire en secundaire zijde. Aannemende dat de Transformator aangesloten zit op de neutraal van de primaire AC aansluiting meen ik dat deze spanning 1.09 volt is. In het slechts geval is dat dus 120Vac. Een snubber RC over de primaire kant zou bescherming tegen piek spanningen kunnen geven.
Bedankt voor je tips en je schema.

Hi wogoos,

Waarom denk je dat ik je dit schema laat zien?
Waarom ga je er vanuit dat b.v. 120V minder gevaarlijk is?

Juist dit schema zorgt er voor dat je veilig bent, dat je b.v. niet de bandbreedte nodig hebt, dat kan maar het zijn maar een paar onderdelen.

In de val trappen van dat het simpeler moet/kan is meestal geen wijze beslissing.
Ik laat je hier zien hoe je zo'n meettrafo moet gebruiken zodat het veilig is en je ook goed kan meten, wat wil je nog meer.

Er is hier trouwens in mijn schema geen sprake van snubbers, maar het recht trekken van de frequentie karakteristiek voro het meten aan het 230(120V) Net.
Er is geen enkel probleem om C2 en C3 weg te laten, maar dan moet je nog steeds goede weerstanden gebruiken voor R3 en R4.

Dat China dat met kleine SMD weerstanden doet is hun probleem, maak het niet jouw probleem omdat het simpel moet...
Een groot deel van de scheiding wordt door de 100K weerstanden bepaald en dan de scheiding tussen de twee wikkelingen van het meet trafo'tje.
Klein printje hoe zit het met de scheiding die je in gedachte hebt op de print?

En verder,van mij mag je het zo simpel maken als jij wilt, maar denk je ook aan de mensen om je heen, die je kan treffen met jouw simpelheid?

Een 1VA printtrafo van zeg 230V naat 6V kan je ook omgekeerd gebruiken, meestal hebben die trafo's een goede keuring als je het niet uit China haalt, b.v van het Duitse merk Block.

Waarom kwam ik daar niet eerder mee, ik heb er wel veel aan gemeten, maar door warmte veranderd de koper weerstand en dus ook de uitgang spanning, dit weer afhankelijk van de trafo belasting enz, enz.
Dus om van een aantal variabelen af te zijn, heb ik voor het stroomtrafotje gebruik gemaakt dat in mijn schema staat dit met als voordeel dat ik een grotere bandbreedte kreeg.
Voor jou kan die grote bandbreedte helemaal niet nodig zijn, ik ken je specificaties niet.

Ja een heel verhaal, maar ik heb al wat metingen en nadenken achter de rug wat dit betreft en ik kijk graag Holistisch naar een project.
In mijn ogen is "simpel" niet het eerste waar ik aan denk, vooral niet bij hogere spanningen.
Goed/veilig is beter en dan kijken of je het zo kan aanapkken dat de kwaliteit goed blijft en dat het met wat minder onderdelen kan met behoud van de belangrijkste eisen.

Groet,
Bram

Ik probeer me even te herinneren wat de isolatiespanning van een modemtrafo'tje is. Voordeel is dat het van nature vrij breedbandig is. Nadeel in deze opstelling is wel dat het een 1:1 wikkelverhouding heeft en een impedantie van 600 ohm, maar toen er nog stapels met modems in de dump lagen was het bij mijn weten wel een gewilde oplossing.

Een groot deel van de scheiding wordt door de 100K weerstanden bepaald en dan de scheiding tussen de twee wikkelingen van het meet trafo'tje.

Qua spanning op de trafo klopt wel. Maar qua scheiding niet weerstanden hangen aan de 230 of 120V dus de trafo indirect ook. Als bv de Zekering F1 door smelt dan hangt dus alles aan de 230V. Zeker als het aangesloten is via een stekker kan dat gebeuren.
Normaal maakt dat niet als je een trafo gebruikt die al 230V isolatie heeft maar hier durf ik het niet te zeggen. Hangt er dus vanaf hoe goed de scheiding van de trafo zelf is.
Als de secundaire aan 1 kant na het door smelten van bv de zekering te hoog word kan je dat wel via een TVS oid beveiligen.

Dat China dat met kleine SMD weerstanden doet is hun probleem,

Ook SMS weerstanden hebben een datasheet . Ook met SMS weerstanden kan het goed.

Ben je nu ook al tegen SMS weerstanden . grin.

[Bericht gewijzigd door benleentje op zaterdag 24 februari 2024 21:37:07 (21%)]

Ik laat je hier zien hoe je zo'n meettrafo moet gebruiken

Heel fijn, heel interessant, heel leerrijk. Alleen was dat de vraag niet.

NB de "audion" in de draadtitel, is dat een tikfout, of is het een vakterm die ik nog te leren heb?

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op zaterdag 24 februari 2024 21:36:54 (26%)]

Ja Paulinha_B,

En je punt is?
Je wilt nix leren, anderen die dit topic lezen misschien wel!

Taalneuken wordt hier niet zo gewardeerd... <= ga hier maar over klagen.

Groet,
Bram

Op zaterdag 24 februari 2024 21:35:06 schreef Paulinha_B:
[...] Heel fijn, heel interessant, heel leerrijk. Alleen was dat de vraag niet.

NB de "audion" in de draadtitel, is dat een tikfout, of is het een vakterm die ik nog te leren heb?

Ha ha nee dat is een typo, daar moet audio staan. Ik heb geprobeerd dat weg te halen naar vond niet de mogelijkheid om een titel te editen. Wat betreft dat "Alleen was dat de vraag niet." dat valt me inderdaad ook op. Mijn ervaring is dat veel mensen en zelfs ingenieurs tegenwoordig problemen de vraag in de gaten te houden. Ik zelf kijk wat er aan reacties komt en of ik er mee vooruit kan maar ik vind het wel wel raar.
Bedankt voor je reactie.

Op zaterdag 24 februari 2024 21:40:53 schreef blackdog:
Ja Paulinha_B,

En je punt is?
Je wilt nix leren, anderen die dit topic lezen misschien wel!

Taalneuken wordt hier niet zo gewardeerd... <= ga hier maar over klagen.

Groet,
Bram

Das nou ook weer niet aardig bram het gaat maar om een trafootje.

Op zaterdag 24 februari 2024 20:59:40 schreef maartenbakker:
Ik probeer me even te herinneren wat de isolatiespanning van een modemtrafo'tje is. Voordeel is dat het van nature vrij breedbandig is. Nadeel in deze opstelling is wel dat het een 1:1 wikkelverhouding heeft en een impedantie van 600 ohm, maar toen er nog stapels met modems in de dump lagen was het bij mijn weten wel een gewilde oplossing.

Bedankt Maarten,
Bedoel jij de trafo die de scheiding van de data signalen tussen modem en kabel verzorgt?. Dat is inderdaad hetzelfde idee. Alleen mijn signaal is wat groter 120Vac ha ha.

Wat betreft de 600 ohm. Voor zover ik nu weet is dat een misleidende term. Het trafootje heeft met 600 ohm niks te maken anders dan dat het in de telefonie vroeger werd gebruikt om de energieoverdracht en galvanische scheiding tussen kabel en telefoon te optimaliseren. Die kabel had een impedantie van 600 ohm en met een dergelijk trafootje werd de galvanische scheiding tussen kabel en telefoon gedaan. Daar komt de naam 600:600 audio transformator vandaan.

Wat ik nu weet is dat dit een normale trafootje is die functioneert zoals alle andere transformatoren. Bij een 600:600 trafo is de wikkelverhouding 1:1 en in mijn geval levert dat een spanning op van 1 volt of 1.4Vpp op en dat past goed om te digitaliseren nadat het is gesuperponeerd op een 2.5V Vdc.
Velen denken dat ik dit transformatortje op 120Vac wil aansluiten, maar dat kan helemaal niet. Aan nemende dat het aan de nul komt te hangen heb ik mijns inziens geen problemen met galvanische isolatie die spanning is namelijk maar 1 volt.

Ik hoop dat je hier ook iets aan hebt. Bedankt voor je reactie.

Als u niet te maken heeft met elektrische veiligheid dan heb ik niets gezegd. Ook is een enkel hobby project dat enkel op de werktafel ingeschakeld zal worden natuurlijk iets anders dan een commercieel ontwerp.

Maar mocht dat wel het geval zijn dan zijn componenten zonder duidelijke specificatie niet bruikbaar. Ook van het blauwe trafo'tje vond ik geen specificatie.

[offtopic]
Het beantwoorden van vragen op Co is vaak lastig omdat noodzakelijke context ontbreekt. Idealiter zouden die genegeerd worden, maar zo blijkt de dynamiek niet te werken.

Succes, ik verlaat dit topic.

Hi,

Wat betreft Paulinha_B, hij heeft mijn opmerking verdiend, met zijn niet aflatende gezever over over taal.
Het betreft hier een electronica en electrisch forum, en het is niet het forum der Nederlandsche taal!

Aart,
Ik heb wat info over de ZMPT101B trafo, zover ik weet heeft het echter geen enkel certificaat stempel waar je wat vertrouwen aan kan ontlenen.
In de onderstaande documentatie hebben ze het ovr 4000V.

www.bramcam.nl/Diversen/ZMPT101B-ZemingLangxi.pdf

Groet,
Bram

Op zondag 25 februari 2024 08:30:51 schreef wogoos:
[...]

Bedankt Maarten,
Bedoel jij de trafo die de scheiding van de data signalen tussen modem en kabel verzorgt?. Dat is inderdaad hetzelfde idee. Alleen mijn signaal is wat groter 120Vac ha ha.

Wat betreft de 600 ohm. Voor zover ik nu weet is dat een misleidende term. Het trafootje heeft met 600 ohm niks te maken anders dan dat het in de telefonie vroeger werd gebruikt om de energieoverdracht en galvanische scheiding tussen kabel en telefoon te optimaliseren. Die kabel had een impedantie van 600 ohm en met een dergelijk trafootje werd de galvanische scheiding tussen kabel en telefoon gedaan. Daar komt de naam 600:600 audio transformator vandaan.

Wat ik nu weet is dat dit een normale trafootje is die functioneert zoals alle andere transformatoren. Bij een 600:600 trafo is de wikkelverhouding 1:1 en in mijn geval levert dat een spanning op van 1 volt of 1.4Vpp op en dat past goed om te digitaliseren nadat het is gesuperponeerd op een 2.5V Vdc.
Velen denken dat ik dit transformatortje op 120Vac wil aansluiten, maar dat kan helemaal niet. Aan nemende dat het aan de nul komt te hangen heb ik mijns inziens geen problemen met galvanische isolatie die spanning is namelijk maar 1 volt.

Ik hoop dat je hier ook iets aan hebt. Bedankt voor je reactie.

In Nederland geldt de eis voor galvanische scheiding ook voor de nul. 5kV ten opzichte van externe circuits (ik schreef hier per ongeluk aarde) in geval van een dubbelgeïsoleerde schakeling of 2,5kV als de boel geaard is. Voor enkelfasige 120VAC netten mag je die spanningen in principe halveren (maar dat moet je wel even opzoeken in de lokale normering!).

Dit uitgaande van verplaatsbare apparaten. De normen voor vaste inbouw kunnen afwijken, maar uitgaan van galvanische scheiding als je iets aan het net hangt, is een goed begin.

Natuurlijk is een 600 ohm trafo'tje gewoon 1:1, dat schrijf ik toch ook? Het aantal windingen op de wikkeling is wel geoptimaliseerd voor inductie, impedantie en DC weerstand, dus vandaar de specifieke aanduiding die meestal gebruikt wordt. Ik noem het niet daarom maar vanwege de mogelijk betere frequentiekarakteristiek. Aanpassen van het signaalniveau doe je dan met weerstanden of RC combinaties.

Op zaterdag 24 februari 2024 21:40:53 schreef blackdog:
Ja Paulinha_B,

En je punt is?
Je wilt nix leren, anderen die dit topic lezen misschien wel!

Taalneuken wordt hier niet zo gewardeerd... <= ga hier maar over klagen.

Jij kent soms ook wat van het edele zeikvak en daar zeg ik normaal nooit wat van, maar hier is audion een bestaand woord en ik twijfelde pas aan het gebruik toen Paulinha erover begon en dan nog een paar minuten om het kwartje te laten vallen....

Als een mogelijke typfout voor misverstanden kan zorgen of herlezen noodzakelijk maakt, vraagt een goed ingenieur (meedenker met het topic) om verheldering.

Hi Maaarten,

Ik heb het er vooral over dat ik het b.v. niet zou begrijpen...

De TS geeft zelf wat trafo's aan, ik ik borduur daar op voort door een goede oplossing te laten zien met een trafo'tje dat de TS zelf ook laat zien.
Waarom doe ik dat, omdat ik moeilijk wil doen, of zou het zijn dat ik een redelijk goed voorbeeld wil geven hoe dit aan te pakken?

Ik geef daar een schema bij met wat extra info wat de TS kan gebruiken of anderen die het lezen.
En dan zaniken dat de TS dit niet bedoelde, geneuzel(zoals wel vaker) dat ik niet het antwoord geef waarom de TS vraagt.

Kan je met een lelijk eendje 6 zakken gips van 50KG vervoeren, waarschijnlijk wel, is dit wijs?
Kan je met een 600:600 OHm trafo'tje voor audio 230V/115V Netspanning of anders, goed gescheiden meten, misschien, de inductie is vaak wat laag dus verzadiging treed snel op bij 50Hz.
Maar dat vind ik niet het belangrijkste punt, iedereen kan aan zijn water voelen dat je b.v. uit veiligheids oogpunt beter niet kan doen.
Dat is volgens mij het dominante punt in de afwegingen, maar ik zal wel weer een zijkert zijn dat ik dit soort punten aangeef.

Gegroet, net als Aart, verlaat ik dit topic, toedeloe!
Bram

Paulinha_B,
En je punt is?
Je wilt nix leren

Integendeel, ik wilde wel iets leren, en stelde de vraag ook expliciet: waarvoor staat de kreet "audion" in de draadtitel? Dat er daarop geen antwoord kwam verbaasde me al niet meer, helaas, ik heb het intussen maar zelf uitgevlooid.

Het trafootje heeft met 600 ohm niks te maken

Ik dacht zelf altijd dat de wikkelingen op zo een trafo toch ook echt 600 ohm zijn. Maar verder is het inderdaad wel een trafo.

In Nederland geldt de eis voor galvanische scheiding ook voor de nul. 5kV ten opzichte van aarde in geval van een dubbelgeïsoleerde schakeling of 2,5kV als de boel geaard is.

Zou kunnen. . Zelf dacht ik altijd 500V omdat ik dat altijd via mijn megger meet. Maar dat is de eis voor isolatie. Het kan zijn als er soms expliciet naar scheiding gevraagd word dat het 5kV en 2,5kV moet zijn.
Maar ik denk hier voor TS 500V of meer genoeg is.

@blackdog: mijn opmerking over jouw gezeik sloeg in dit topic uitsluitend op je reactie aan Paulinha. De rest van je reactie lijkt me prima. Als je dit niet meer leest doe je jezelf tekort, maar ik ga er niet achteraan mailen.

Prima reactie dus verder wat mij betreft, behalve hooguit een misverstand over het gebruik van een modemtrafo'tje als meettrafo. De correctie voor de wikkelverhouding pas je primair toe, ik heb nergens gezegd dat je het rechtstreeks aan de netspanning moet hangen. Dat doe je met de trafo in jouw ontwerp ook niet.

Ook ter verduidelijking voor de andere lezers: een audion is een antieke radioschakeling. Vandaar dat de hersens van de meedenkers daar ten onrechte op kunnen aanslaan want ook als je niet exact weet wat het is kan het wel nog ergens rondzingen. Ik weet niet of dat bij Paulinha het geval was, maar om dan meteen te gaan wannabemodereren (zeiken) als er een vraag om verduidelijking komt, is ook weer zo wat. Negeer het dan gewoon als je het zelf wel in 1 keer snapt, want dan ben je slimmer dan ik.

@wogoos: sorry voor alle ruis op de lijn. De topictitel kun je helaas niet zelf veranderen, maar je kunt het eventueel aan een moderator vragen.

Voor de duidelijkheid, ik zie met de schakeling die blackdog aandraagt geen problemen, behalve dat de trafo te groot is zoals je in je startpost vermeldde als ik het goed begrepen heb. Wat je wilt kan met de 1:1 trafo die je zelf voorstelde misschien ook wel goed voor lagere spanningen. Maar dan zit je dus wel met bijkomende onderdelen die ook ruimte innemen en vermogen verstoken, dus de vraag is of je er echt mee opschiet.

Die eisen waren ook weer niet helemaal duidelijk. Wat wil je meten (alleen de spanning of ook signalen met andere frequenties bijvoorbeeld). De mate van galvanische scheiding die vereist is (dus waar de trafo tussen zit). Als er geen scheiding vereist is, kun je de trafo beter laten vervallen bijvoorbeeld. Hoe ingewikkeld je het kunt of wilt maken (120V 60Hz kan bijvoorbeeld betekenen dat je iemand op afstand aan het begeleiden bent waar de kennis of verkrijgbaarheid van onderdelen problematisch is). Feitelijk kan het zijn dat je vinding naast de Stint eindigt als het iets is dat voor productie of gebruik door leken bedoeld is. Dat kan een reden zijn om niet zomaar voor een ongespecificeerde audiotrafo te kiezen zonder verdere informatie.

@TS,
Je stuurt je transformator aan via 120kΩ vanuit 120V wisselspanning.
De stroom wordt dan 1mA. In deze situatie kan je voor mijn gevoel niet de magnetisatiestroom verwaarlozen. De uitgangsspanning is dan vrijwel 90⁰ verschoven tov de ingangsspanning. Voor jou is dat geen probleem. Ook zal de uitgangsspanning vermoedelijk flink lager zijn dan in je schema genoemd wordt. De parallelinductie van je trafo staat immers parallel aan je 1kΩ weerstand. Dat kan je weer oplossen door de 120kΩ weerstand verlagen.
Een transformator is alleen nodig als je een veilige galvanische scheiding wil hebben. Als dat niet nodig is kan je gewoon een weerstandsdeler toepassen.
Je kan ook overwegen om de transformator te vervangen door een optokoppelaar of je meet de primair de spanning en zet het aan de primaire kant om in een digitaal signaal. Dit signaal zet je dan via een optokoppelaar naar de secundaire kant.

Op zondag 25 februari 2024 18:41:43 schreef benleentje:
[...]Ik dacht zelf altijd dat de wikkelingen op zo een trafo toch ook echt 600 ohm zijn.

Nee, gelukkig niet. Maar zo'n trafo is bedoeld om te werken in een 600 ohm-omgeving:
Voor gebruik bij veel hogere impedanties is de zelfinductie te laag; de magnetiseringsstroom is dan niet verwaarloosbaar, zodat je lage frequenties gaat missen.
Voor gebruik bij veel lagere impedanties is de spreidingsinductie te hoog; de spanningsval daarover is dan niet verwaarloosbaar, zodat je hoge frequenties gaat missen.

Voor het doel van de trafo (het overbrengen van frequenties in het telefoon-gebied, zeg 300-3400 Hz) is het dus nodig dat de trafo in zijn gewone impedantiegebied gebruikt wordt.

Voor de toepassing op 50 Hz (buiten de ontwerpfrequenties) en bij hoge bronweerstanden (buiten de ontwerpimpedantie) is de gebruiker op zichzelf aangewezen. De trafo kan voor @TS prima bruikbaar zijn, maar de gewone (vereenvoudigde) trafo-regels gelden dan niet.

Op zaterdag 24 februari 2024 20:59:40 schreef maartenbakker:
Ik probeer me even te herinneren wat de isolatiespanning van een modemtrafo'tje is. Voordeel is dat het van nature vrij breedbandig is. Nadeel in deze opstelling is wel dat het een 1:1 wikkelverhouding heeft en een impedantie van 600 ohm, maar toen er nog stapels met modems in de dump lagen was het bij mijn weten wel een gewilde oplossing.

In die hoek kun je ook kijken naar ethernet (100MBit en verder) trafos. Meestal 1:1 (soms 1:2, of daartussen).
Moet van de IEEE 802 spec 1500V isolatiespanning hebben.
Impedantie 100E (die van CAT5 netwerkkabel).

Of ze bij 50Hz nog bruikbaar zijn durf ik niet te zeggen. Maar je trekt ze zo van een oude netwerkkaart. Met een beetje geluk van Pulse, Bel, Halo of een ander fatsoenlijk merk.