20 kV mit Oszi messen ?
Guenter Schmitz
Ich möchte an einer Schaltung Spannung, Frequenz, Kurvenform und evtl.
auch Strom mit einem Oszi evtl. auch Transientenrecorder messen. Das
Problem sind die 20 kV (vieleicht auch etwas mehr) habe nur einen 1:10
Tastkopf.
Hat jemand eine Idee ?
Ich dachte Schon an einen Spannungsteiler aus entsprechend vielen
einzelnen Widerständen um die Spannugfestigkeit dieser nicht zu
überschreiten.
Für ein paar Tips wäre Ich Dankbar.
--
Guenter Schmitz
GS.Co...@t-online.de
Thomas Rehm
Du schriebst am 10.10.99 zum Thema "20 kV mit Oszi messen ?":
> Ich möchte an einer Schaltung Spannung, Frequenz, Kurvenform und
> evtl. auch Strom mit einem Oszi evtl. auch Transientenrecorder
> messen. Das Problem sind die 20 kV (vieleicht auch etwas mehr)
Wenn Du Ströme auf der 20-kV-Ebene messen mußt, dann ist das
nicht mehr so sehr einfach. Handelt es sich denn wenigstens
um Wechselströme? Die kannst Du mit einem spannungsfesten
Meß-Übertrager relativ einfach auf die Meßebene transformieren...
Treten dabei hochfrequente Transienten auf? Geloost, würde ich
sagen - HF und Hochspannung zusammen sind fast unbeherrschbar
(zumindest aus meiner Sicht als Kleinspannungsspezialist ;-)
Spannung messen ist relativ simpel:
> Ich dachte Schon an einen Spannungsteiler aus entsprechend vielen
> einzelnen Widerständen um die Spannugfestigkeit dieser nicht zu
> überschreiten.
Das ist schon mal eine gute Idee. Im übrigen gibt es auch
hochspannungsfeste Widerstände. Für einen 100:1-Teiler
würdest Du insgesamt 99 MOhm brauchen - oder besser 49,5 MOhm
und 1MOhm nach Masse (dadurch entgehst Du auch der Gefahr,
daß das irrtümlich nicht am Scope angeschlossene Meßkabel
sich auflädt und es zu Überschlägen kommt).
Das Problem ist jedoch, wenn Du Transienten bzw. sehr kurze
Impulse darstellen willst, daß diese Widerstandskette im
Zusammenhang mit dem Meßkabel einen Tiefpaß bildet, dessen
Grenzfrequenz bei ungefähr 100 Hertz(!) liegt.
Du mußt also zu *jedem* Widerstand noch einen entsprechend
spannungsfesten Kondensator parallelschalten.
Weiterhin muß das Koaxkabel zwischen Spannungsteiler und
Scope entweder relativ kurz sein (z.B. 0,5m, wenn es RG58U
oder ähnlich ist) oder besser eines mit relativ hoher Impedanz
sein. Kann man auch selbst basteln:
Innenleiter aus einem RG58-Kabel herausziehen und dort einen
sehr dünnen Kupferlackdraht reinfädeln - ist aber eine üble
Tüftelei.
Und natürlich willst Du den Tastkopf auch abgleichen. Also
direkt am BNC-Stecker einen Kondensator-Trimmer (ca. 30pf)
parallel schalten und hoffen, daß der Einstellbereich zum
Spannungsteiler und Koaxkabel paßt (oder rechnen ;-)
Alternativ: käuflichen 10:1-Tastkopf auf 100:1 umbauen - hat
den Vorteil, daß die Koaxleitung sowohl eine hohe Impedanz
hat (und oft durch Widerstandsdraht als Innenleiter auch
HF-geeignet ist) als auch bereits einen Abgleichkondensator
im Anschlußstecker besitzt.
Daß der Tastkopf natürlich so ausgelegt und isoliert sein muß,
daß man Messungen damit auch dann noch überlebt, wenn man
mal nicht so konzentriert arbeitet, sollte sich von selbst
verstehen.
Thomas.
--
Heiko Jahn
Schmitz) wrote:
>Hallo,
>
>Ich möchte an einer Schaltung Spannung, Frequenz, Kurvenform und evtl.
>auch Strom mit einem Oszi evtl. auch Transientenrecorder messen. Das
>Problem sind die 20 kV (vieleicht auch etwas mehr) habe nur einen 1:10
>Tastkopf.
>Hat jemand eine Idee ?
>
>Ich dachte Schon an einen Spannungsteiler aus entsprechend vielen
>einzelnen Widerständen um die Spannugfestigkeit dieser nicht zu
>überschreiten.
>
>Für ein paar Tips wäre Ich Dankbar.
>--
>Guenter Schmitz
>GS.Co...@t-online.de
Ein kalibrierter Teiler bis 40 kV ist für ein paar Hundert Mark
zu haben und auf jeden Fall sicherer als ein Eigenbau.
Anfrage z.B. bei Fa. MF Tel. 07433 98980
Nein, ich bekomme keine Provision.
MfG
Heiko Jahn
Marcel Trimpl
Guenter Schmitz schrieb in Nachricht
<3800e5e7....@news.btx.dtag.de>...
>Hallo,
>
>Ich möchte an einer Schaltung Spannung, Frequenz, Kurvenform und evtl.
>auch Strom mit einem Oszi evtl. auch Transientenrecorder messen. Das
>Problem sind die 20 kV (vieleicht auch etwas mehr) habe nur einen 1:10
>Tastkopf.
>Hat jemand eine Idee ?
ja, nicht mit 50 Ohm abschliessen ... :-)
(sorry fuer den unqualifizierten Beitrag, aber ich konnte es mir nicht
verkeifen ...)
Marcel
P.S. ich kenne jemanden an der Uni, der hat sowas tatsaechlich mal
gemacht... es waren zwar nicht 20kV, er wollte sich
nur schoen mal die Netzspannung ansehen :-(
Jorgen Lund-Nielsen
werden.
Es gibt Scopetastköpfe bis 20kV (40kV peak) von Tektronix. P6015A.
Bis 75 MHz. Kosten Gebraucht (Rosenkranz/Singer/HTB etc) um
800 bis 1kDM.
Ich bin glücklicher Besitzer eines solchen, falls Du in der nähe
von Hamburg sitzt, würd ich ihn Dir sogar leihen, aber nur
wenn Du wirklich weißt, wie Du damit umzugehen hast !
HV vergibt nicht !
Jorgen
dj0ud
Guenter Schmitz wrote:
>
> Hallo,
>
> Ich möchte an einer Schaltung Spannung, Frequenz, Kurvenform und evtl.
> auch Strom mit einem Oszi evtl. auch Transientenrecorder messen. Das
> Problem sind die 20 kV (vieleicht auch etwas mehr) habe nur einen 1:10
> Tastkopf.
> Hat jemand eine Idee ?
>
Thomas Rehm
Du schriebst am 13.10.99 zum Thema "Re: 20 kV mit Oszi messen ?":
[Netzspannung messen mit 50-Ohm-Abschluß am Scope]
> P.S. ich kenne jemanden an der Uni, der hat sowas tatsaechlich mal
> gemacht... es waren zwar nicht 20kV, er wollte sich
> nur schoen mal die Netzspannung ansehen :-(
Komisch, ich kenne auch einen E-Technik-Studenten, der hatte
sich mal mein Vielfachmeßgerät ausgeliehen "um die Netzspannung
zu messen" und dies natürlich brav im 20A-Meßbereich tat:
"Steckdosen haben doch 16 Ampere und da habe ich gedacht..."
=8-/
Thomas.
--
Martin Binder
> zu messen" und dies natürlich brav im 20A-Meßbereich tat:
> "Steckdosen haben doch 16 Ampere und da habe ich gedacht..."
Er wollte also nicht die Netzspannung messen, sondern den Strom.
Warscheinlich wollte er den Innenwiederstand vom Kraftwerk berechnen. ;-)
Gruß, Martin
Holger Bruns
<Mad...@Compuserve.com> wrote:
>Er wollte also nicht die Netzspannung messen, sondern den Strom.
>Warscheinlich wollte er den Innenwiederstand vom Kraftwerk berechnen. ;-)
Nur zu deiner Information: An der heimischen Steckdose mißt du maximal
den Innenwiderstand deiner Installation, den des Hausanschlusses und
den der Sekundärseite des Niederspannungstrafos, der deinen Straßenzug
versorgt.
Holger
Karl-Heinz Weiss
Wenn einige Mhz genuegen, dann tut's vielleicht auch folgende "Quick and
dirty" Loesung:
Man besorge sich HV-Feste Widerstaende, ich habe hier ein paar
Schichtwiderstaende (10*10M), die je 3.5kV aushalten in Reihe geschaltet
und als Teilerwiderstand 110k genommen. Das gibt zusammen mit dem
Eingangswiderstand des Oszis ziemlich genau 1:1000, natuerlich nur fuer
Gleichspannung. Die Frequenzkompensation besteht aus einem parallel zu den
110k geschalteten 1500pF Kondensator und aus einem etwa 5cm langen, sowie
einem weiteren, etwa 10cm langen Hochspanungsfesten Kabelstueckchen. Diese
werden miteiander verdrillt und parallel zu den 10*10M geschaltet. Mit
einem Funktionsgenerator (30Vss, 1khz) gleicht man das ganze nun ab, indem
man die verdrillten Draehte mehr oder weniger weit verzwierbelt und dann
fixiert. Das lange Stueckchen muss natuerlich ueber das kurze moeglichst
weit herausragen, sonst gibt's einen Ueberschlag.
Man darf nicht allzuhohe Ansprueche an die Praezison dieses
"Tastkopfes" stellen, bei uns hat's jedenfalls gereicht. Und die Kosten
sind unschlagbar. Es versteht sich, dass man das hier geschilderte Gebilde
nur fest angeschlossen und in einem hochspanungsfestes Gehaeuse eingebaut
betreiben sollte, jedenfalls dann, wenn Kurzschlussstroeme >3mA und
Ladungsmengen >3Ws im Spiel sind.
Gruss,
Karl-Heinz Weiss
--
http://mvmpc9.ciw.uni-karlsruhe.de/
Jorgen Lund-Nielsen
>
> > Die eigentliche Frage: Kommt der P6015A ohne dieses komische
> > Elixir aus?
>
> Ja der kommt ohne Nachtanken und Boxenstop aus.
>
> Bevor man das Ding sich ausleiht und meint damit losmessen zu koennen,
> muss man allerdings erst mal das Teil an seinem Scope kompensieren.
>
> Die 5V Rechteck vom Scope reichen da jedenfalls nicht.
> Zum Kompensieren will Tek >= 50 V, rise time <= 10ns und das bei 1MHz :(
Wieso reichen die 5V nicht, bei 5 bzw. 2mV/div eines modernen
Scopes ergibt der
Teilfaktor 1000 1div bzw 2.5div.
das reicht doch locker !
... Brille - Fielmann ! :-)
Jorgen
dj0ud
Jorgen Lund-Nielsen
>
> Jorgen Lund-Nielsen wrote:
>
> > Schön wäre es wenn Du schreiben würdest, welche Frequenzen erwartet
> > werden.
> > Es gibt Scopetastköpfe bis 20kV (40kV peak) von Tektronix. P6015A.
>
> Ich hab hier einen P6015, ohne A, aber offensichtlich die gleichen
> Daten.
...ich hab auch nur den ohne "A"..., hatte ich verkehrt in Erinnerung.
Bei dem Teil muss man allerdings ab und zu ein magisches
> Flüssiggas nachfüllen, das sicherlich nicht ozonfreundlich ist. Auch
> ist mir der Erdanschluss ziemlich nahe an der Mess-"Spitze", die
> wohl eher ein Bananenstecker ist. Insgesamt eher weniger zu
> empfehlen.
Wieso, eine "spitzere Spitze" wäre bei HV völlig ungeeignet,
es gibt schon bei der abgerundeten "Spitze" reichlich
Korona wenn man sich irgendwelcher HV annährt.
Ansonsten hatte ich noch keine Sorgen mit dem Taskopf
und seinem Erdanschluss.
In meiner Arbeitsstette verwenden wir die Dinger
in relativ großer Menge und reizen sie sowohl in
Hinsicht auf Frquenzgang und Spannungsfestigkeit recht
gut aus.
Jorgen
dj0ud
Joerg Niggemeyer
Zum Kalibrieren kommt es meiner Meinung nach auf das dU/dT an, und
da verlangt TEK: > 50V/10ns = 5·10^9V/s
Wieso sollten die sonst auch 1MHz Wiederholfrequenz reinschreiben????
Oder sollten die bei Tek vieleicht selber nicht wissen wie man hohe
Spannungen (genau) misst.
Mein Scope lifert ein 1kHz Rechteck 5V mit rise/fall von ca. 100 ns.
Also das dU/dT=5·10^7V/s ist demnach um den Faktor 100 zu schnarchlappig.
Abgesehen davon hat das scope bei 1mV/div nicht mehr die Genauigkeit,
die man fuer eine genaue Messung bräuchte.
Jedenfalls erklaert mir das, warum ein Labor mir eine maximale Zuendspannung
von 23kV bescheinigte und ein anderes Lab auf nur 15kV kam.
(Lag wahrscheinlich am falschen Kompensieren:-)))))
Wenn man sich sein eigenes Rechteck zum Kompensieren macht
mit 250V und 50ns rise/fall, schaft man jedenfalls auch eine
ausreichende Steilheit und man kann wahrscheinlich mit einer
selbstgebastelten Anordnung (wie bereits erklaert wurde)
auch recht passable Ergebnisse (mit oder ohne Brille) messen.
Joe
>
> Jorgen
> dj0ud
>
----------------------------
http://www.nuconverter.de
Jorgen Lund-Nielsen
> > > Zum Kompensieren will Tek >= 50 V, rise time <= 10ns und das bei 1MHz :(
> >
> > Wieso reichen die 5V nicht, bei 5 bzw. 2mV/div eines modernen
> > Scopes ergibt der
> > Teilfaktor 1000 1div bzw 2.5div.
> >
> >
> > das reicht doch locker !
> > ... Brille - Fielmann ! :-)
>
> Zum Kalibrieren kommt es meiner Meinung nach auf das dU/dT an, und
> da verlangt TEK: > 50V/10ns = 5·10^9V/s
>
> Wieso sollten die sonst auch 1MHz Wiederholfrequenz reinschreiben????
Dieser Tastkopf hat halt mit einigen durch die Baugröße bedingten
Resonanzen und ungewollten störenden parasitären Kapazitäten
etc. zu kämpfen, da reicht der Abgleich bei 1kHz nicht.
Ist aber auch ausführlich in dem Manual zum Tastkopf beschrieben.
Bei anderen Tastköpfen ist dies z.T. nicht nötig, oder bereits
bei der Herstellung per Laserabgleich durchgeführt (der HF-Abgleich).
(z.B. die 400-500MHz Tastköpfe Tek P 6138 etc.)
Außerdem haben die meißten Tastköpfe einen nicht so großen
"Scopeeingangskapazitäts-Abgleichbereich" wie der 6015,
wenn ich mich recht erinnere, kann er von 10 bis 70 pF
kompensieren.
> Oder sollten die bei Tek vieleicht selber nicht wissen wie man hohe
> Spannungen (genau) misst.
Dürfte allgemein bezweifelt werden...
>
> Mein Scope lifert ein 1kHz Rechteck 5V mit rise/fall von ca. 100 ns.
> Also das dU/dT=5·10^7V/s ist demnach um den Faktor 100 zu schnarchlappig.
Mein Scope (Tek 485, Baujahr 1975) liefert 5V 1ns 1kHz/1MHz schaltbar,
---> 5·10^9V/s ...
> Abgesehen davon hat das scope bei 1mV/div nicht mehr die Genauigkeit,
> die man fuer eine genaue Messung bräuchte.
??? Eigentlich die 2-3% wie in jedem anderen kalibrierten Meßbereich...
Modernere (Digital-) Scopes sind da noch etwas genauer, aber auch im
kleinsten Meßbereich. Störend ist u.U. das Rauschen in den
empfindlicheren Bereichen.
>
> Jedenfalls erklaert mir das, warum ein Labor mir eine maximale > Zuendspannung
> von 23kV bescheinigte und ein anderes Lab auf nur 15kV kam.
> (Lag wahrscheinlich am falschen Kompensieren:-)))))
... Wer mißt, mißt Mist! :-)
>
> Wenn man sich sein eigenes Rechteck zum Kompensieren macht
> mit 250V und 50ns rise/fall, schaft man jedenfalls auch eine
> ausreichende Steilheit und man kann wahrscheinlich mit einer
> selbstgebastelten Anordnung (wie bereits erklaert wurde)
> auch recht passable Ergebnisse (mit oder ohne Brille) messen.
Geht natürlich auch.
> Joe
>
>
Jorgen
dj0ud
Joerg Niggemeyer
<URL:mailto:mhf...@pktr.desy.de> wrote:
> > > > Die 5V Rechteck vom Scope reichen da jedenfalls nicht.
> > > > Zum Kompensieren will Tek >= 50 V, rise time <= 10ns und das bei 1MHz :(
> >
> > Mein Scope lifert ein 1kHz Rechteck 5V mit rise/fall von ca. 100 ns.
>
> > Also das dU/dT=5·10^7V/s ist demnach um den Faktor 100 zu schnarchlappig.
>
> Mein Scope (Tek 485, Baujahr 1975) liefert 5V 1ns 1kHz/1MHz schaltbar,
> ---> 5·10^9V/s ...
Das ist wirklich beachtlich.
Das ist das Schlachtschiff mit den "Einschueben", right?
>
>
>
> > Abgesehen davon hat das scope bei 1mV/div nicht mehr die Genauigkeit,
> > die man fuer eine genaue Messung bräuchte.
>
> ??? Eigentlich die 2-3% wie in jedem anderen kalibrierten Meßbereich...
Nicht ganz,
plus 0.1 bis 0.15 x Div (je nach scope). Bandbreite geht beim scope auch
leicht zurueck.
Mit einem scope was "nur" 5mV pro Div kann, hat man keine 2% mehr,
wenn man 5mV misst.
> ... Wer mißt, mißt Mist! :-)
>
Genau. Du hast ja angeboten Deinen Tastkopf zu verleihen,
damit der Interessent auch vernuenftige Messergebnisse bekommt
koenntest Du doch dann dein scope gleich mitverleihen? ;-)
Gruss Joe
----------------------------
http://www.nuconverter.de
Jorgen Lund-Nielsen
>
> > > Also das dU/dT=5·10^7V/s ist demnach um den Faktor 100 zu schnarchlappig.
> >
> > Mein Scope (Tek 485, Baujahr 1975) liefert 5V 1ns 1kHz/1MHz schaltbar,
> > ---> 5·10^9V/s ...
>
> Das ist wirklich beachtlich.
> Das ist das Schlachtschiff mit den "Einschueben", right?
Nee, ist ein portables Scope, 2 CH, 350 MHz am 50 Ohm Eingang
250MHz am 1MOhm Eingang (umschaltbar)
Ein feines Teil von dem ich mich nie trennen möchte.
Handlich, relativ leicht, BLENDEND helle Bildröhre, die BB reicht
für fast alle denkbaren Fälle.
> >
> > > Abgesehen davon hat das scope bei 1mV/div nicht mehr die Genauigkeit,
> > > die man fuer eine genaue Messung bräuchte.
> >
> > ??? Eigentlich die 2-3% wie in jedem anderen kalibrierten Meßbereich...
>
> Nicht ganz,
> plus 0.1 bis 0.15 x Div (je nach scope).
Hmmm, diese Spezifikation habe ich noch nicht gesehen.
Es gibt leichte Unlinearitäten (hauptsächlich Kompression)
durch verschiedene Effekte in der Bildröhre.
Hab ich mal gelesen in "Circuit Concepts - Cathode-Ray Tubes"
von Tektronix, was es im einzelnen war ist mir aber entfallen.
Bandbreite geht beim scope auch
> leicht zurueck.
Bei manchen ja, bei manchen nicht... :-)
>
> Mit einem scope was "nur" 5mV pro Div kann, hat man keine 2% mehr,
> wenn man 5mV misst.
>
> > ... Wer mißt, mißt Mist! :-)
> >
>
> Genau. Du hast ja angeboten Deinen Tastkopf zu verleihen,
> damit der Interessent auch vernuenftige Messergebnisse bekommt
> koenntest Du doch dann dein scope gleich mitverleihen? ;-)
Kommt mir nicht aus dem Haus, s.O.!
Jorgen
dj0ud