Spulen messen: Methode gesucht

"Makus Gr0n0tte"

Oder wars doch ne Spannungsquelle? löl sorry weiß ich grad spontan nicht genau.

PS: Deine Uhr geht falsch ;-)

"Makus Gr0n0tte"

Oder wars doch ne Spannungsquelle? löl sorry weiß ich grad spontan nicht genau.

Ich weiß nur dass man dazu die Steckdose mit einem realen Vorwiderstand für Missbrauchen kann ^^

PS: Deine Uhr geht falsch ;-)

Hi

ich möchte einige Spulen im mH-Bereich messen und suche eine einfache Messmethode. Bisher fällt mir dazu nur die Erzeugung einer Wechselstromes ein, den ich durch die Spule leite und deren Spannungsabfall messe.

Gibt es bessere Konzepte?

Robert

--
'Vom Standpunkt eines Beamtenrechtlers aus betrachtet ist der Tod die 
schärfstwirkenste aller bekannten, langfristig wirkenden Formen der 
vollständigen Dienstunfähigkeit.'
aus: Kommentar zum Beamtenrecht.

Naja darauf, dass ein Strom durch die Spule fliessen sollte, wird's wohl immer hinauslaufen. Ich brauhte auch mal ein Messgerät dieser Art, um die Kernparameter unbekannter Ferrite mit Luftschlitz experimentell abzuschätzen. Nach einiger Sucherei im Netz habe ich ein Projekt nachgebaut, das die Spule als Bestandteil eines Schwingkreises über die Frequenz vermisst bzw. genauer gesagt über die Variation der Frequenz, die sich bei Reihenschaltung Deiner unbekannten Spule zu einer eingebauten ergibt. Dazu brauchst Du keine sonderlich genaue Spule verbauen, da das Gerät sich selbst kalibriert und dazu einen Kondensator verwendet. Etwas Vorgeplänkel und meinen Nachbau kannst Du Dir unter

ansehen, dort findest Du auch den Link zum "Original". Das Ganze basiert auf einem kleinen PIC-Microcontroller, Sourcecode bzw. Binaries sind auch auf der verlinkten Seite zu finden.

Stefan

Hallo Robert,

Ja. Stefan deutete es an: Kondensator bekannten Wertes dranhaengen und Resonanz messen. Entweder mit "Besenstielschwinger" (Oszillator, der mit fast allem oszilliert) und Zaehler oder per Grid Dip Meter.

Gruesse, Joerg

Ja. Die Phase ist noch ziemlich wichtig.

Im mH-Bereich tut es eine Soundkarte mit eingebautem Miniverstärker und ein Widerstand so um die 20 Ohm.

L out ---*--- L in | R Rref = ~20 Ohm | *--- R in | L | GND ---*--- GND

Testsignal an Lout: MLS = Inv.-FFT von für 50Hz < f < 15kHz p = rand() = Zufallszahl zwischen 0 und 1 a(i) = cos(2*Pi*p) b(i) = sin(2*Pi*p) sonst a(i) = 0 b(i) = 0 Das ganze dann normalisieren. Das gibt ein Weißes Rauschen, was auf das Frequenzfenster 50Hz-15kHz begrenzt ist und sich in der Länge des FFTs zyklisch wiederholt.

Auswertung: U = Rin I = (Lin - Rin) / Rref Z(f) = FFT(U/I) Daraus bekommt man die effektive Serieninduktivität (ESL) und den den effektiven Serienwiderstand (ESR). ESL(f) = imag(Z(f)) / (2*Pi*f) ESR(f) = real(Z(f))

Wenn alles passt, sind beide Werte im gemessenen Frequenzbereich einigermaßen konstant. Bei offenen Spulen haut bei höheren Frequenzen meist der ESR nach oben ab (Streufeldverluste).

Die FFTs bei Auswertung und Testsignal müssen gleich lang sein.

Marcel

wenn es besonders einfach sein soll, dann könntest Du ja die variierte Schaltung mit 1 Komparator oder OPV, 3 Widerständen und dem L nehmen. Über die Mitkopplung wird daraus ein Rechteckgenerator und aus der Frequenz kannst Du das L berechnen, der Zusammenhang müßte noch aufgestellt werden. Dafür brauchst Du dann ein Frequenzmeßgerät.

Noch einfacher ist diese Schaltung aus einer Mail vor einigen Wochen, ich zitiere:

Anfang===============================================================

das Thema kommt mir bekannt vor, Du hattest es schon mal früher geschildert. Wie wäre es mit einer alternativen Meßmethode? Ich hab noch alte Aufzeichnungen gefunden, wie man Impedanzen geringer Güte messen könnte, allerdings nie ausprobiert. Die Anordnung ist sehr einfach:

U0 U1 U2 o------R--------R-------- | Z GND | o------------------------

Als Voraussetzung gilt:

|Z|~R

Abkürzungen, Beträge der Spannungen gegen GND gemessen:

x=(U2/U0)**2 y=(U2/U1)**2

Berechnung von Z= RE[Z] + j*IM[Z]:

RE[Z]=R*(y+3*x*y-4*x) / (2*(2*x-x*y-y)) IM[Z]=+-sqrt( 4*R*x*(R+RE[Z])/(1-x) - (RE[Z])**2 )

Vorteil dieses Verfahrens ist, daß man die Phase nicht messen muß und wenn man die 3 Spannungen im gleichen Meßbereich mißt, der Fehler des Voltmeters herausfallen müßte. Nachteil ist, daß nur geringe Güten gemessen werden können wegen der Quadrierungen und das Vorzeichen der Wurzel nicht bestimmt werden kann ohne Zusatzmessung mit Scope oder so.

Der Radikand der Wurzel darf natürlich nicht negativ werden, sonst ist der Meßfehler zu groß. Getestet habe ich dieses Verfahren nie, kann man aber mit SPICE sehr leicht machen, hatte ich damals nicht zur Verfügung.

Ende==================================================================

Dieses Verfahren hatte ich anschließend mit Pspice getestet und es funktionierte auch noch mit Güten von 100, wenn die beiden R gut gematcht sind. Um zu hohe Güten zu vermeiden (Wurzel könnte negativen Radikanden bekommen) könntest Du ja einen bekannten Widerstand in Reihe zu L schalten. Dann bleibt nur das Einsetzen in die etwas komplizierten Gleichungen übrig, was Du ja einem Programm überlassen kannst. Für diese Messung brauchst Du dann einen Sinusgenerator und 1 halbwegs genaues Spannungsmeßgerät mit hochohmigem Eingang, wie ihn die meisten Digitalmultimeter haben.

Eine einfachere Messung beliebiger Impedanzen Z kann ich mir wirklich nicht vorstellen.

mfg. Winfried