Spulen messen: Methode gesucht

R

R.Freitag

Guest
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.
 
"R.Freitag"

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?
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Wheatonsche Messbrücke funktioniert auch mit Komplexen Widerständen.
Wechselstromquelle bleibt aber notwendig.

lg,

Markus - http://www.pSCIT.com
 
"Makus Gr0n0tte"

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?

Wheatonsche Messbrücke funktioniert auch mit Komplexen Widerständen.
Wechselstromquelle bleibt aber notwendig.
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Oder wars doch ne Spannungsquelle? löl sorry weiß ich grad spontan nicht genau.

PS: Deine Uhr geht falsch ;-)

lg,

Markus - http://www.pSCIT.com
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"Makus Gr0n0tte"

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?

Wheatonsche Messbrücke funktioniert auch mit Komplexen Widerständen.
Wechselstromquelle bleibt aber notwendig.
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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 ;-)

lg,

Markus - http://www.pSCIT.com
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On Fri, 30 Sep 2005 21:59:51 +0200, "R.Freitag" <rfr-mailbox@gmx.de>
wrote:

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?
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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 http://www.engcyclopedia.de/lcmeter.html 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,

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?
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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

http://www.analogconsultants.com
 
R.Freitag wrote:
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?
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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
 
Hallo Robert,

R.Freitag wrote:
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?
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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
 
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