Sivunvalintanappi Sivu: [1] 2  Lähetä aiheTulosta
Kuuma aihe (Enemmän kuin 10 vastausta) Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla (Luettu 1285 kertaa)
OH2DD
Senior Member
****
Poissa


Dimi

Viestejä: 373
Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
23.12.2019 klo 09:11:46
Tulosta viesti  
Kidekoneen komponentteja kerätessä mittasin uutta kerkoa, jonka nimellisarvo pitäisi olla 2nF (Tässä Partcon lajitelmassa kero jonka numeron on 202 https://www.partco.fi/fi/elektroniikan-komponentit/passiivit/kondensaattorit/ker... ), mutta komponenttitesterini antoi sille arvoksi 3.2nF (3200pF), joka on jo liian iso heitto. Niinpä halusin varmistua asiasta ja selasin kondensaattorin mittausmenetelmiä. Törmäsin videoon https://www.youtube.com/watch?v=VylC8JFoiBo (erityisesti videon kohta 18:30 - 26:30), jossa kerrotaan miten kondensaattorin voi mitata käyttäen oskilloskooppia. Video oli mielenkiintoinen ja siinä päästiin melko tarkkoihin tuloksiin. Niinpä testasin saisinko myös mitattua tuon kondensaattorin skoopilla.

Videolla käytetään 1k ohm vastusta loiventamaan signaaligeniksellä tuotu  1kHz ja 1V kanttiaalto. Käytin samaa taajuutta, mutta minun piti nostaa jännitettä 1.12V, jotta skoopissa mitattavan aallon korkeus näyttäisi 1V, josta olisi helpompi laskea tarvittava 63.2%. Joku söi 0.12V matkalla Hymiö Samoin 1k ohmin vastuksella reuna oli pystysuora eikä vastuksella tuntunut olevan mitään vaikutusta. Minulla meni pitkään selvitellä että miksi en saanut samannäköistä käyrää kuin videolla. Kokemukseni skoopeista on vähäinen ja meni aikaa opetellessa myös HP 54502A toimintaa, koska nuo asetukset täytyy säätää käsin, jos haluaa oikeanlaisen tuloksen. Välillä oli otettava hieman analogisempi Hame HM-303-6 skooppi käyttöön ja testattava sillä, kun en HP:lla tuntunut pääsevän haluttuun lopputulokseen Hymiö Hamegilla testatessani vaihdoin lopulta vastuksen 1k ohmin vastuksesta 1M ohmin vastukseen, ihan vain testatakseni mikä vaikutus on erilaisella vastuksella. Ja kas, nythän siinä oli juuri sellainen pyöreä loiva reuna, kuin pitikin. En tiedä miksi minulla vaadittiin meganen vastus kun videolla riitti kilon vastus. Sitten kokeilin samaa HP skooppilla ja säädin ajan ja jaot kohdalleen ja niin minulla oli HP:ssakin oikean näköinen käppyrä näytöllä. Vika olikin siinä ettei 1k ohmin vastus hidastanut konkan latautumista riittävästi, että se olisi näkynyt loivempana nousuna.

Sitten säädin videon lailla horisontaali markerit ensin niin että sain koko korkeudeksi 1V, josta sitten pudotin ylemmän markkerin 630 mV:lttiin eli suurinpiirtein siihen tarvittavaan 63.2%:iin, jolla saadaan laskettua siihen mennessä käyrän nousuun käytetty aika. Ja vertikaalimarkkereilla sain sitten mitattua paljonko kului käyrän juuresta siihen että oltiin noustu 63%. Ja tuo aika oli 32us (mikrosekuntia).

Sitten jaoin videon mukaan aika / vastuksella (ohmeina)

C(kapasitanssi) = 0.000.032  / 1000 000

Tulos on
0,000 . 000 . 000 . 032 F
   milli micro nano pico

Kun pitäisi olla

0,000 . 000 . 003 . 200 F
   milli micro nano pico

Tuo 32 on siinä mielessä oikea luku, että komponenttitesteri antoi kondensaattorin arvoksi 3267pF. Mutta minulla on desimaaleissa heittoa kahden pilkun verran. Probe oli x10 asennossa, en tiedä pitääkö sitä huomioida laskutoimituksessa.

Kysymys kuuluukin että mikä voisi aiheuttaa tuon desimaalieron? Vai olenko päässyt vain vahingossa oikean näköiseen tulokseen?
  

Konkkamittaus-080930.jpg ( 262 KB | 10 latausta )
Konkkamittaus-080930.jpg
Konkkamittaus-082005.jpg ( 293 KB | 9 latausta )
Konkkamittaus-082005.jpg

73 de OH2DD https://oh2dd.fi
Sivun alkuun
WWW  
IP kirjattu
 
pekmatval
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 1303
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #1 - 23.12.2019 klo 11:33:39
Tulosta viesti  
Joku lienee pielessä ...  esim vastus ei ole 1M?

Ohessa on kuva, jossa on määritelty logiikka konkan laskemiseksi.  RC piirin aikavakio  T=RC,  ja tuo T on se aika, jossa RC piirin jännite nousee alkuarvosta 0  arvoon, joka on 63% loppuarvosta (ihan sama mitä jännitettä käytät). 

Jos todella tuo aika on 32us ja vastus 1M, niin kaavan mukaan C= T/R= 32us/1M = 32pF.

vai menikö tämä väärin?
  

RC_time_constant.JPG ( 20 KB | 11 latausta )
RC_time_constant.JPG
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
OH2DD
Senior Member
****
Poissa


Dimi

Viestejä: 373
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #2 - 23.12.2019 klo 11:56:00
Tulosta viesti  
No ihan samaan tulokseen pääset kuin mihin minäkin pääsin. Vika vaan siinä että tuo konkka ei ole 32pF vaan pikemminkin 3200pF. Jostain tulee desimaaliheitto enkä vielä keksi mistä. Vastus oli meganen vastus kuten kuvasta näkyy

  

Vastus-.jpg ( 296 KB | 7 latausta )
Vastus-.jpg

73 de OH2DD https://oh2dd.fi
Sivun alkuun
WWW  
IP kirjattu
 
OH3NWD
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 534
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #3 - 23.12.2019 klo 11:57:53
Tulosta viesti  
Tässä onkin hyvä esimerkki mittalaitteen kuormituksen merkityksestä eli on syytä käyttää sitä 1:10- asentoa mittapäässä niinkuin Dimi oli tehnytkin. 1:1- asennossa mittapään vastus olisi todennäköisesti n. 1M, jolloin kytkennässä olisi megaohmin sarjavastus ja sitten konkan rinnalla mittapään megaohmin vastus ja mittaus menisi plörinäksi.Skoopin näyttämä jännite kerrotaan 1:10- asennnossa kymmenellä, digiskoopeissa yleensä on tähän valintakin, jolloin lukemat ovat suoraan oikein. Tässä mittauksessa sillä ei ole merkitystä, koska etsitään sitä 63% kohtaa. (Tämäkään ei kyllä vastannut siihen, miksi tässä on nyt kahden dekadin virhe...)
  
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
OH2DD
Senior Member
****
Poissa


Dimi

Viestejä: 373
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #4 - 23.12.2019 klo 12:18:05
Tulosta viesti  
Mittapää skoopissa on tämä https://www.partco.fi/fi/mittalaitteet/mittajohdotliittimet/mittajohdot/16361-mj.... Mittapäässä oli 10x asento valittuna. Skoopissa on 'probe: 10.00 : 1' asetus. Tuosta löytyisi aina 1000 : 1 asti. Mitenkäs tuon proben resistanssi kun se on näköjään joko 1M tai 10Mohm, niin onko tuo skopessa ollut probe-asetus oikea?
  

73 de OH2DD https://oh2dd.fi
Sivun alkuun
WWW  
IP kirjattu
 
OH3NWD
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 534
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #5 - 23.12.2019 klo 12:24:11
Tulosta viesti  
Juu, 1:1- asennossa 1Mohm ja 1:10- asennossa 10Mohm, ja kun skoopissa on oikea kerroin valittuna, jännitteet näkyy suoraan oikein. Mun latvialaisessa analogiskoopissa pitää muistaa kertoa jännitteet kymmenellä..  (tai 10:1, kuinka päin asiaa katsoo Hymiö ) Eli mittapää pudottaa jännitteen kymmenesosaan, ja kuormituksen myös.
  
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
pekmatval
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 1303
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #6 - 23.12.2019 klo 12:36:28
Tulosta viesti  
Kävin pikaisesti mittaamassa omalla systeemillä. 2,2nF konkan ja 1M RC piirin käppyrät.

Brobe asennossa x10 antaa aikavakioksi 2,1ms , jolloin kaavasta
C= 2,1ms/1M = 2,1nF   (kuva)

Brobe asennossa x1 antaa aikavakioksi 1,2ms, jolloin C=1,2nF

Eli minun aikavakio on paljon pidempi kuin Dimillä ... luokkaa noin  100kertainen.



  

1M_2_2nf_Brobe_x10__2_.BMP ( 329 KB | 10 latausta )
1M_2_2nf_Brobe_x10__2_.BMP
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
pekmatval
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 1303
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #7 - 23.12.2019 klo 12:37:14
Tulosta viesti  
tässä kuva brobe asennossa x1.

Eli todellakin Brobe x1 asennossa sotkee mittauksen!!  Hyvä tietää.
  

1M_2_2nf_Brobe_x1.BMP ( 329 KB | 9 latausta )
1M_2_2nf_Brobe_x1.BMP
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
RJL
God Member
*****
Poissa


SRHS 612

Viestejä: 1913
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #8 - 23.12.2019 klo 13:20:54
Tulosta viesti  
Jos vastus on 1 M ja konkka 3,2 nF, tulee siitä jo aikavakioksi 3,2 ms. Tämä tarkoittaa, että konkka ei ehdi 1 kHz mittaustaajuudella latautua lähellekkään täyteen, mutta sen kyllä pitäisi näkyä käyrässä selvästi. Joku siinä mittauksessa mättää, taajuus tai asteikot. Mittaustaajuudella ei ole muuten merkitystä, mutta konkan pitää ehtiä yhden pulssin aikana latautua täyteen.

Jos probe on 1:1 asennossa, tulee mittajohdon kapasitanssi konkan rinnalle sotkemaan. Pitää ainakin pienemmillä konkilla käyttää 1:10 asentoa, jolloin mittapäässä on ensimmäisenä 9 M vastus.
  

Reijo Liljedahl - SRHS 612 - OH3AVA - SDXL 8092
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
pekmatval
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 1303
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #9 - 23.12.2019 klo 15:42:28
Tulosta viesti  
Jep. Kuten Reijo tuossa kertoi, niin ei ehtinyt 1KHz taajuudella puolijakson aikana lataantua. Taisin käytää jotain luokkaa 100Hz omassa mittauksessa. 

Nuossa mun kuvissa onkin nähtävissä, että Broben kuormittava vastus on luokkaa 1M.  Ekassa kuvassa jännite noin 5Vpp ja tokassa 2,5Vpp. 

Tässä kuva siitä, miten geniksen jännitelähde muuttuu tasoltaan puoliskaksi 2,5Vpp ja syöttävä imbedanssi puoliintuu jos tuo broben 1M vastus tulee peliin mukaan.

Broben sisäinen konkka Cb taitaa olla muutama pF, eikä vielä astu näissä nopeuksissa mukaan sotkemaan lisää.
« Viimeksi muokattu: 23.12.2019 klo 22:22:58 Kirjoittaja pekmatval »  

DSC03869.JPG ( 112 KB | 9 latausta )
DSC03869.JPG
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
OH2DD
Senior Member
****
Poissa


Dimi

Viestejä: 373
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #10 - 23.12.2019 klo 15:45:02
Tulosta viesti  
pekmatval kirjoitti 23.12.2019 klo 12:36:28:
Kävin pikaisesti mittaamassa omalla systeemillä. 2,2nF konkan ja 1M RC piirin käppyrät.

Brobe asennossa x10 antaa aikavakioksi 2,1ms , jolloin kaavasta
C= 2,1ms/1M = 2,1nF   (kuva)

Brobe asennossa x1 antaa aikavakioksi 1,2ms, jolloin C=1,2nF

Eli minun aikavakio on paljon pidempi kuin Dimillä ... luokkaa noin  100kertainen.





Mikä Sulla oli tuossa mitattaessa taajuutena? Onko tuo 30kHz vai 30Hz tuossa kuvassa? Ja geniksestä tuli kanttiaaltoa DC:nä? Mä en nyt ymmärrä että johtuuko se taajuudesta että minulla tuo nousu on mikrosekunteja eikä millisekunteja niinkuin Sinulla. Mulla se taajuus on siinä 1k luokkaa. Jos laitan vaikka Megan taajuuden niin kanttiaalto on sahalaitaa, enkä saa kanttia aikaiseksi. Ja jos taas testaan 30 Herzillä niin en saa tuota loivuutta ollenkaan vaan kantista tulee sellainen olkapäällä oleva versio.

EDIT: Vastasitkin taajuuskysymykseen samalla kun kirjoitin tätä kysymystä. Tarkoititkohan 100kHz?
  

73 de OH2DD https://oh2dd.fi
Sivun alkuun
WWW  
IP kirjattu
 
pekmatval
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 1303
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #11 - 23.12.2019 klo 16:15:27
Tulosta viesti  
Kantti oli geniksestä 5Vdc pp (välillä -2.5V ja +2.5V ) taajuus 100Hz.   Sitä en osaa heti sanoa, mitä tuo skoopin taajuus tarkoittaa.  Siellä on jokin ihme laskenta käynnissä, mutta se on epärepevantti. Ainut, joka tässä pitää saada selville on se aikavakio. Miten nopeasti jännite nousee O'sta sille tasolle 63% Umax.    

Nopeasti ajateltuna on kolme mahdollisuutta:
1: C ei ole 2,2nf (lähelläkään)   
2: R ei ole 1 Mohm 
3: skoopin aikaskaala ei päde (esim jokin nappula väärässä asennossa)

Koska olet tavallaan jo poistanut vaihtoehdot 1 ja 2 toisilla mittareilla, niin kolmas on todennäköisin?



  
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
OH2DD
Senior Member
****
Poissa


Dimi

Viestejä: 373
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #12 - 23.12.2019 klo 16:21:32
Tulosta viesti  
Joo, kyllä loput ongelmista taitaa olla skoopissa (tai skoopin ja penkin välissä) on se vika Hymiö Täytyy jatkaa tutkimista. Kiitos noista 'skemoista'. Auttoi kyllä. Minullahan ensinnäkin oli nuo komponentit väärin. Eli konkka ja vastus oli sarjassa. Mutta en vieläkään pääse järkeviin tuloksiin. Pitää yrittää keksiä mikä tässä on eri tavalla.
  

73 de OH2DD https://oh2dd.fi
Sivun alkuun
WWW  
IP kirjattu
 
pekmatval
God Member
*****
Poissa



Viestejä: 1303
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #13 - 23.12.2019 klo 16:51:38
Tulosta viesti  
.. hmmm. 
Minun kuvassa (se ylempi, joka vastaa todellista kytkentää) on se sytöttävä vastus R (1M) sarjassa tutkittavan konkan kanssa.

Jos sulla R on konkan rinnalla, niin  se selittäsi sun tulokset. Tällöin syöttäisit geniksen matalan lähtöimbedanssin kautta konkkaa ja nousunopeus voisi hyvinkin olla tuo 32us.
  
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
teemum
Senior Member
****
Poissa



Viestejä: 381
Re: Kondensaattorin mittaaminen oskilloskoopilla
Vastaus #14 - 23.12.2019 klo 17:20:50
Tulosta viesti  
OH2DD kirjoitti 23.12.2019 klo 16:21:32:
Joo, kyllä loput ongelmista taitaa olla skoopissa (tai skoopin ja penkin välissä) on se vika Hymiö Täytyy jatkaa tutkimista. Kiitos noista 'skemoista'. Auttoi kyllä. Minullahan ensinnäkin oli nuo komponentit väärin. Eli konkka ja vastus oli sarjassa. Mutta en vieläkään pääse järkeviin tuloksiin. Pitää yrittää keksiä mikä tässä on eri tavalla.


Jos konkka ja vastus oli sarjassa kuten pitääkin, niin mittasithan skoopilla jännitettä vain konkan yli (etkä siis molempien komponenttien) ? Ja olihan skoopin ja genikset maatasot kytketty samaan kohtaan kytkentää?
  
Sivun alkuun
 
IP kirjattu
 
Sivunvalintanappi Sivu: [1] 2 
Lähetä aiheTulosta