Wie linear sind kleine, unbelastete Trafos?

Hallo,

ich möchte mir mal ein eigenes Energiemessgerät basteln. Der Plan: Ringkern als Stromtrafo an den einen Kanal des DSO, Netzspannung über einen Kleintrafo an den anderen Kanal, und dann (CH1 * CH2)^2 und davon das Zeitliche Mittel über eine ganzzahlige Periodenzahl. Das ganze mit vielleicht 500kSamples.

Die Apparatur hat natürlich ein paar systematische Fehler. Da ist zum einen das Thema DC-Offsets. Einmal in der Spannung (eher gering), zum anderen im Strom. Letzteres könnte problematisch werden, aber aus der Nummer komme ich vmtl. nicht raus. Zuguterletzt bin ich natürlich auf die Linearität des Trafos für die Netzspannung angewiesen. Ich weiß dass so kleine Trafos gerne nahe der Sättigung betrieben werden. Aber was bedeutet das für die Ausgangsspannung? Ist die noch hinreichend linear. Und wie sehr ärgert mich die Wicklungskapazität bei Oberwellen?

Marcel

Reply to
Marcel Müller
Loading thread data ...

Hallo Marcel, ich kann Dir da nicht unbedingt helfen, im Gegenteil, ich hab da zus=E4tzliche Fragen.

Meine Frage w=E4re, ob das auch mit Standard-M42-Trafos geht, da Ringkern- trafos ja immer recht gross sind.

dass

F=FCr den Spannungstrafo k=F6nnte man da ja noch ein paar zus=E4tzliche Windungen spendieren, z.b. in Form eines 2x12V-Trafos. Eine Wicklung in Reihe und die zweite f=FCr den Ausgang. Beim Stromtrafo ist es sowieso eine Frage der Dimensionierung. Ein zus=E4tzliches Problem k=F6nnte der Phasen verschiebungsunterschied von Spannungs- und Stromtrafo sein. Am besten nimmt man da zwei gleiche Trafos.

d linear?

Gruss Harald

Reply to
Harald Wilhelms

Das haengt alles davon ab wieviel man in die Technik steckt, z.B. wieviel Du fuer die Opamps. Aber: Ein DSO hat selbst bei langsamen Abtastraten maximal 8bit Quantisierung, da wird das alles eh ziemlich schlabbrig.

Damit kaempfe ich gerade (muss eine Kiste fuer Australien umentwickeln). Ich habe leider wenig Platz darin, aber wenn Du den hast, nimm einfach zwei 230V Trafos. Primaer und sekundaer jeweils in Serie. Das saettigt dann nicht gross. Dies ist der Grund warum ich einige 230V Trafos habe obwohl unsere lokale Netzspannung 120V ist.

Dafuer gibbet doch den Funktionsgenerator zum Ausprobieren :-)

Bei Nichtvorhandensein selbigens tut es auch die Sound Karte eines Rechners.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

Wer sagt etwas von Ringkerntrafos? Ich dachte eher an einen Ferritring für den Stromabnehmer (der muss ja nicht viel können) und einen Kleintransformator für die Spannung.

Damit breche ich aber die Isolation zwischen Primär- und Sekundärwicklung. Aber man könnte natürlich zwei baugleiche in Reihe schalten und faktisch mit 120V betreiben.

Wieso? Können Eingangs und Ausgangsspannung eines unbelasteten Trafos signifikant außer Phase sein? Das wäre sehr schlecht.

Zwei gleiche Trafos ist eigentlich völlig inpraktikabel, denn der eine muss 230V umsetzen, der andere nur einige hundert Millivolt.

Marcel

Reply to
Marcel Müller

Moin!

Ja, die Quadrierung. ;-)

Gruß, Michael.

Reply to
Michael Eggert

Äh, ja, vergiss es. Ich würde ja gerne schreiben 'war spät gestern', passt aber leider nicht.

Marcel

Reply to
Marcel Müller

Marcel Müller schrieb:

Ich hab mal den Leerlaufstrom eines 200W Trafos gemessen, einer aus der guten alten Zeit [tm], wo mit Kupfer und Eisen eigentlich noch nicht gegeizt wurde, 230/220 hin oder her. Der hat schon heftige Stromspitzen, so gross, dass ich annehme, dass Leerlaufverluste vorallem Kupferverluste sind. Egal, sollte auf die Ausgangsspannung kaum Einfluss haben. Bei den 1.2W Winzdingern in Steckernetzteilen hingegen stell ich mir das weitaus problematischer vor, da man dort sehr viel ohmschen Widerstand in der Primärwicklung hat. Und diese Trafos werden ja im Leerlauf ordentlich heiss... Da würde ich auf jeden Fall mal ne Klirrfaktormessung vornehmen, wobei das Netz natürlich auch nicht klirrfrei ist. Kann man mit entsprechender Vorsicht mit Ohmschem Teiler oder bekanntem Wandler vortesten.

--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf Bombach

Am 05.04.2010 15:55, schrieb Marcel Müller:

Hallo,

was mir dazu einfällt:

den Offset, kann man den nicht wegrechnen durch eine Messung ohne Strom?

Ein Trafo der in der Nähe der Sättigung betrieben wird erzeugt zunehmend Oberwellen dritten Grades im Ausgang, speziell bei tiefen Frequenzen. Von daher würde ich Sättigung eher vermeiden.

Bernd Mayer

Reply to
Bernd Mayer

Es würde mich wundern, wenn das en gros der fertigen Leistungsmessgeräte besser wäre. Aber zumindest bei den Teks kenne ich die Option mit Oversampling zu arbeiten und über mehrere ADC-Werte zu Mitteln, solange er noch genug Bandbreite hat. Damit sind effektiv schon mal 9 Bit drin. Single conversion sind es bei den meisten DSOs eher 6 Bit. Der Rest sind allenfalls gute Zufallszahlen.

Außerdem dürften sich die aus dem Quantisierungsrauschen resultierenden Fehler nach ein paar Perioden rausmitteln. Gut, die Multiplikation ist nicht linear. Aber im Bereich des Quantisierungsfehlers ist sie vermutlich hinreichend Linear.

Und ich will ehrlich sein, wenn ich für handelsübliche elektronische Verbraucher jenseits der 50W auf weniger als ±10% komme, bin ich schon zufrieden. 5% wären schön. Alles weitere unnötig.

Den Platz habe ich. Es ist ja sowieso nur eine Bastellösung für die gelegentliche Nutzung. Ich meine, wer nimmt sonst ein DSO dafür.

Auf die Idee mit den zwei Trafos hat mich ja Harald letztlich schon gebracht. Das ist in Ordnung.

Der Wirkungsgrad unter Last dürfte dann aber nicht so toll ausfallen, oder?

Habe ich nicht. Jedenfalls keinen brauchbaren. Irgendwo im Keller steht noch ein HP-Monster (19", 4HE und bestimmt einen dreiviertel Meter tief) mit einer DAC-Karte und zwei ADC-Karten, aber das braucht die Daten über HPIB und ich habe keinen solchen Port mehr.

Stimmt. Ich hänge mal einen an meine Onboard-Karte dran. Das ist nicht viel Aufwand. Eine Software, die harmonische Verzerrungen im schnellen Breitbandmodus mit Rauschen messen kann, habe ich gerade für Lautsprecher geschrieben.

Marcel

Reply to
Marcel Müller

n

Ich hatte nur "Ringkern als Stromtrafo" gelesen und dachte dabei an einen "umgekehrten" Trafo. Irgendwie sind ja die Ferritkerne f=FCr niedrige Frequenzen nicht so gut geeignet.

ACK

Irgendsowas habe ich noch aus meiner Lehre vor fast 50 Jahren in Erinnerung. (Zeigerdiagramm des unbelasteten Netztrafos. So ein paar Grad k=F6nnnten das schon sein.

Tja, einer vorw=E4rts und einer r=FCckw=E4rts. Gruss Harald PS: Vor einigen Jahren gab es da mal eine Schaltung in der Zeitschrift "ELO". Die haben damals auch zwei Netztrafos genommen.

Reply to
Harald Wilhelms

Hmm, es gibt Digitaloszis, die das Produkt beiber Kan=E4le anzeigen k=F6nnen. Ob das auch f=FCr den DSO von Marcel gilt, weiss ich nat=FCrlich nicht. Gruss Harald

Reply to
Harald Wilhelms

Der MSP430F427 mit dem gute Geraete so etwas machen tastet mit 16 Bits ab. Davon muss man natuerlich auch ein bis zwei als nicht kurzzeitstabil ansehen oder rausmitteln, aber das ist dann schonmal eine ganz andere Liga. Und trotzdem haben es Ingenieure geschafft dass die neuen "intelligenten Stromzaehler" teils horrend falsch gehen. Man muesste in den Unis mal kraeftig aufraeumen :-)

Das sollte mit einem DSO gehen.

Die setze ich nur fuer sehr geringe Lasten ein, um ein Watt oder noch weniger. Sie sind dafuer ueberdimensioniert sodass der Wirkungsgrad trotzdem recht gut ist. Im Fall Australien ist das eine Anlage und da zieht es mehr, aber was will man machen wenn die Netzspannung zwischen rund 210V udn 270V schlabbern kann?

Langfristig muss bei dieser Anlage ein Schaltnetzteil rein doch die haben im bezahlbaren Bereich ab 60C oder gar ab 50C ein Derating, kann man dort unten im Sommer vergessen. Also wohl selbst zimmern :-(

Falls Du das jemals braucht kann ich den Prologix Adapter empfehlen, funktioniert hier gut.

Tue es aber nicht direkt. Einmal mit dem Anschluss abgrutscht ... tssst ... pueff. Ich haenge meist einen NF Verstaerker dazwischen, da kann man bequem die Endtransistoren auswechseln falls es mal zischen sollte.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

Denke ich eben auch.

[Zwei Trafos in Reihe]

Och, auf dem Dorf hatten wir früher Sonntags vormittag, wenn alle gekocht haben und die Kirchenbeleuchtug an war, so 160V. Da lancierte das Zünden der 120cm Röhren in der Garage zum Vengeance-Spiel.

Oder teure Militaries. Die sind temperaturtechnisch recht hart im Nehmen.

Hmm, 185? für den Netzwerkadapter ist auch kein Pappenstiel für alle Schaltjahre mal nutzen. GPIB halt.

Wenn es mich wirklich zwickt, bastel ich mir vielleicht mal einen Controller aus einem 7210-Klon. Das habe ich schon mal für ein proprietäres Bus-System exerziert. Klappte eigentlich ganz gut. Die größte Herausforderung war das Protokoll in Software, da die Dokus recht gut durch knapp vierstellige Dollarsummen vor der Verwendung geschützt sind. Aber glücklicherweise konnte ich die Linux-Lab Sourcen unverstanden auf die inmos Hardware portieren. Das funktionierte jahrelang gut und nahezu auf Anhieb.

:-) Ja stimmt.

Ich habe für solche Zwecke seinerzeit einen einfachen Adapter aus altem Schrott gebaut, der die Sache mit 4 mal 3055 hinreichend Robust macht und auch gleich zwei hochohmige Instrumentenverstärker für 4-Punkt Abgriffe über Line-In beinhaltet. Das Ding hat es bisher noch nicht zerfetzt, obwohl ich schon Primärwicklungen von 400VA Ringkerntrafos dran hatte. Nur einmal haben sich die Transistoren ausgelötet, als ich mit DC-Offset stundenlang unbemerkt einen Kurzen hatte.

Marcel

Reply to
Marcel Müller

ich meine nicht den Offset des Oszis. Der ist nach einmal Kalibrieren Drücken null. Wenn ich eine Last bestehend aus Widerstand und Diode dran habe (gab es früher z.B. in Föns auf Stufe 1), dann fährt mir der Kern vom Stromtrafo in die Sättigung, respektive die Ausgangsspannung am Shunt spiegelt mir nicht mehr den Laststrom wieder, oder?

Marcel

Reply to
Marcel Müller

Am Tue, 06 Apr 2010 18:18:07 +0200 schrieb Marcel Müller:

Was ist denn das?

Lutz

-- Mit unseren Sensoren ist der Administrator informiert, bevor es Probleme im Serverraum gibt: preiswerte Monitoring Hard- und Software-kostenloses Plugin auch für Nagios - Nachricht per e-mail,SMS und SNMP:

formatting link
Neu: Ethernetbox jetzt auch im 19 Zoll Gehäuse mit 12 Ports für Sensoren

Reply to
Lutz Schulze

In Australien haben sie in manchen Gegenden so eine gewittrische Mittelspannungsverteilung. Ein einzelner singender Draht und die Rueckleitung ueber das Erdreich.

Leider zu teuer. Inzwischen kommen mir Schaltregler aus den Ohren raus ...

Darf heute wieder einen machen, aber nur ein kleiner Buck. Und wie ueblich mal wieder kein Platz.

Ok, meiner hat nur $150 gekostet. In Europa scheint irgendwie alles teurer zu sein. Ausser Bier :-)

Das HPIB-Protokoll ist ja wenigstens simpel und man kommt an die Doku ran. Trotzdem war ich dekadent und habe einfach die $150 hingeblaettert (habe allerdings dann zusammen mit Abdul, dem Entwickler des Prologix, erstmal einen Bock rausmachen muessen).

Was recht gut funktioniert sind alte Stereoverstaerker oder -anlagen. Die bekommt man oft zum Nulltarif weil nach der Hochzeit der alte Turm aus der Studentenzeit im Wohnzimmer einen zu niedrigen WAF hat. Da sollte jedoch aus exakt dem von Dir beschriebenen Grund eine Thermopille aufs Kuehlblech die das Dingen kurz vor dem Knall abwuergt.

Wenn es irgendwo guenstig einen kernigen Class-D Amp gaebe waere das natuerlich die Kuppe, aber das duerfte noch Jahre dauern. Fuer Autos gibt es schon guenstige, doch am Wochenende stellte ich ernuechtert fest, dass mein Bleiakku in der Garage wohl aufgrund zu langer Nichtbenutzung total hochohmig geworden ist :-(

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

Gibts in USA auch, das letzte Mal in Florida gesehen.

Gerrit

Reply to
Gerrit Heitsch

Naja, "Buck" (4 Buchstaben) brucht doch schon mal wesentlich weniger Platz als "Stepdown" (8Buchstaben) :-)

.

Bei Anschluss eines einzelnen Ger=E4ts m=FCsste man das ja schon =FCber eine Centronics- Schnittstelle hinkriegen. Vor 20 Jahren habe ich einzelne Befehle mit einer einfachen Schalterbox =FCber den HPIB geschickt. Gruss Harald

Reply to
Harald Wilhelms

Ist aber extrem selten geworden und duerfte sich im Rueckbau befinden. Hier im Westen habe ich das noch nie gesehen, selbst weit draussen in der Pampa nicht.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

Nicht immer. Buck kann in Amerika auch "Hirsch" heissen, die sind was groesser :-)

Geht schon, aber hier haben nur noch zwei Rechner Schnittstellen. Mit so einem USB Adapter ist das schon was feines. Ich komme zum Kunden, der Ingenieur fummelt wie gehabt mit der Kamera vor dem aelteren HP-irgendwas rum. "Moment, das koennen wir auch sauber auf den Laptop ziehen und dann als PNG plus Excel File auf Deinen USB Stick" ... stoepsel ... klick ... klick ... "Oh!"

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.