Q-metru - cum se face

[d2134]

Quote

Pentru a elimina influenţa rezistenţei de contact trebuie separată funcţia alimentare de funcţia măsurare disociind bornele respective. Se obţine astfel rezistenţa cu patru borne (cuadripol), unde prizele de tensiune sunt realizate din două cuţite paralele (contacte Kelvin) care lasă în afară bornele de alimentare (Figura 4.10).

http://www.comm.pub.ro/_curs/metc/curs/CURS METc_Cap4_2007.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Four-terminal_sensing

[cata rator]

Aha, e legat de povestea cu primul cablu transatlantic. Mulțumesc pentru informație și link-uri!

[gauss]

Ce treaba are cu cablul transatlantic ? M - ati pierdut aici ...

[cata rator]

Scuze, doar o confuzie datorată unui rest de informație citită mai demult privitoare la primul cablu transatlantic și contribuția lui Kelvin în acest domeniu, dar care se referea la altceva (o soluţie care implica sporirea sensibilităţii receptorilor, aşa încât să poată detecta semnale telegrafice slabe. Kelvin a inventat în acest scop un galvanometru cu oglindă)

[VAX]

Construiti un Q-metru si un generator RF (daca nu aveti) si nu mai umblati dupa scule scumpe, de uz industrial, care masoara la frecventa joasa.

 

http://www.giangrandi.ch/electronics/ringdownq/ringdownq.shtml

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3098457/

Editat Martie 2, 2019 de VAX

[yo3fhm]

12 hours ago, VAX said:

La bobinele cu miez de ferita depinde, pentru ca se schimba permeabilitatea magnetica a miezului.

[...]

S-ar putea sa existe o mica dependenta si la bobinele fara miez, din cauza capacitatii parazite si a pierderilor prin efect skin, care modifica defazajul dintre U si I si modifica si inductanta aparenta. Inductanta este fixa la bobina ideala = fluxul magnetic prin bobina/intensitatea curentului.

 

Cu regret, domnule VAX, dar nu va pot da dreptate. 

Faptul ca introduceti un miez magnetic intr-o bobina e una, iar non-dependenta inductantei fata de frecventa e batuta in cuie, pentru ca asta e, n-aveti ce-i face si trebuie sa fiti de acord ca formula

XL = ω*L

demonstreaza acest lucru.

Pentru a intari cele de mai sus, doresc sa reamintesc aici faptul ca masurand o inductanta la o anumita frecventa, rezulta un modul al impedantei |Z| si o faza φ . 

In aceasta situatie, partea reala a impedantei este Rs = |Z| * cos(φ) iar partea imaginara este Xs = |Z| * sin(φ) .

Daca bobina va fi masurata la frecvente diferite, vor rezulta valori diferite pentru |Z| si φ  si evident, pentru partile reale si imaginare. 

Dar daca se va reface valoarea inductantei folosind prima formula (din care rezulta ca L=Xs/(2*PI*f) ) atunci se va observa ca valoarea inductantei va fi aceasi.

 

Este adevarat ca vor exista unele nelamuriri datorita contributiei unor factori precum capacitatea parazita, dar rezultatele pot fi interpretate si ulterior, contributia respectiva sa fie inlaturata (de-embedding). Daca se doresc rezultate exacte, metoda devine intr-adevar mai laborioasa, dar pentru uzul curent in radioamatorism nu este cazul. 

 

Nu ne putem lega de faptul ca atunci cand se foloseste miez magnetic, inductanta variaza cu frecventa. Da, variaza (aparent) datorita insasi proprietatilor magnetice ale miezului, care depind de frecventa la care se fac masuratorile. In practica, daca se cunoaste miezul folosit (asa cum ati reprodus si dvs. graficele materialelor 67 si 43), cei care stiu sa le interpreteze nu vor folosi miezurile la frecvente care depasesc zona de siguranta, respectiv de unde μ's nu mai e constant. 

Daca e necesar, pot demonstra cele de mai sus prin niste masuratori cu impedantmetrul de laborator sau cu VNA-ul, dar consider ca e pierdere de vreme. 

 

[yo3fhm]

2 hours ago, cata rator said:

Ce sunt aceste cabluri Kelvin și ce caracteristici particulare au? Nu găsesc niciun fel de informație pe net, doar niste poze care reușesc să mă lămurească doar ca sunt duble și sunt folosite la anumite aparate de măsură.

Uite si cateva aparate care le folosesc :

Keysight E4980A
Wayne Kerr 6500P
Rohde & Schwarz HM8118
Pintek LCR-900
Extech 380560

Totusi, cred ca merita sa te gandesti ca astfel de instrumente isi gasesc rostul in activitatea de cercetare si productie de serie, unde ai nevoie de masuratori de mare precizie. 

Pentru ceea ce "producem" noi ca hobbisti, investitia e nerentabila, cu exceptia cazurilor in care pur si simplu iti poti permite sau il primesti moka

[VAX]

http://www.cetti.ro/v2/curs_ccp/materiale_ccp/INDUCTOARE/Inductors_EN_2013_revG.pdf

Mai cititi, pana va lamuriti.

 

http://www.lessmiths.com/~kjsmith/crystal/coilqm.shtml

https://coil32.net/theory/qfactor.html

 

 

Editat Martie 2, 2019 de VAX

[yo3fhm]

12 minutes ago, VAX said:

http://www.cetti.ro/v2/curs_ccp/materiale_ccp/INDUCTOARE/Inductors_EN_2013_revG.pdf

Mai cititi, pana va lamuriti.

De lamurit, m-am lamurit de mult, fiti pe pace

Cunosc bine hartiuta respectiva, am vazut-o pe la cursuri de nenumarate ori, he he. 

Nu demonstreaza nimic (in sensul celor pe care doriti sa le sustineti) nici graficul si nici relatiile din interior.

Repet, faptul ca exista o relatie in care apare permeabilitatea, nu demonstreaza ca inductanta variaza cu frecventa.

Si va garantez ca daca veti discuta cu vreunul dintre profesorii din cadrul CETTI, va vor confirma acelasi lucru. Daca veniti in Bucuresti, trecem pe la facultate impreuna si stam de vorba cu dumnealor, apoi trecem la fapte mai grele, o friptana, o bere si-o cafea, ce ziceti ? 

Am spus-o si o mai repet, macar pentru altii :  proprietatile miezurilor magnetice depind de frecventa si nu inductanta in sine !

Este evident ca introducand un miez in interiorul unei bobine, se vor schimba proprietatile mediului si ca atare, rezultatele vor arata o dependenta aparenta a inductantei fata de frecventa, dar asta este tot. Graficul pe care l-ati reprodus poate fi trasat de oricine va face o masuratoare fara sa interpreteze parametrii de care depind marimile trasate ...

 

Editat Martie 2, 2019 de yo3fhm

[cata rator]

44 minutes ago, yo3fhm said:

Pentru ceea ce "producem" noi ca hobbisti, investitia e nerentabila, cu exceptia cazurilor in care pur si simplu iti poti permite sau il primesti moka

N-aveam niciun gând. Era doar informația lipsă pentru a putea înțelege corect ceea ce se discută aici.

[Marele Savant]

Acum 1 oră, yo3fhm a spus:

 

Cu regret, domnule VAX, dar nu va pot da dreptate. 

F......................

Daca e necesar, pot demonstra cele de mai sus prin niste masuratori cu impedantmetrul de laborator sau cu VNA-ul, dar consider ca e pierdere de vreme. 

 

 Nu cred ca sint acceptate aparatele de masura moderne si mai ales cele Doamne-fereste cu microcontrolere.

Un aparat demn de incredere trebuie sa fie musai proiectat si chiar construit in perioada interbelica sau cu dispense speciale, nu mai tirziu de 1955! adica cele utilizate de noi pina acum 30 de ani, inainte de iesirea la pensie!

Editat Martie 2, 2019 de Marele Savant

[yo3fhm]

7 minutes ago, Marele Savant said:

Nu cred ca sint acceptate aparatele de masura moderne si mai ales cele Doamne-fereste cu microcontrolere.

Un aparat demn de incredere trebuie sa fie musai proiectat si chiar construit in perioada interbelica sau cu dispense speciale, nu mai tirziu de 1955!

Nu va contrazic !

Impedantmetrul e un Tesla BM-538, frate (de generatie) cu aparatul domnului VAX, dar problema e ca la variatii mici de faza sau impedanta, nu poti avea precizie suficienta la citire, pentru ca instrumentele sunt analogice. Dar chiar si cu acest aparat varstnic, pot demonstra fara probleme ceea ce am afirmat. 

N-am vrut s-o fac, pentru ca e o munca pe care am facut-o de prea multe ori ca sa mai incerc acum doar de dragul de a demonstra ceva.

Relatiile pe care le-am mentionat ar trebui sa fie suficiente. Dar pentru cine ar dori musai sa le verifice, s-ar putea verifica si cu osciloscopul. Desigur, nu la intervale mici de frecventa, pentru ca nu va exista precizia necesara, dar pentru scopul demonstrativ, e suficient. 

Singura problema e ca va avea de munca sa lucreze cu tensiunile si cu defazajul in cadrul unor calcule care nu cred ca merita efortul!  

 

Editat Martie 2, 2019 de yo3fhm

[VAX]

Vad ca nu se poate discuta logic. Nu mai comentez decat strict la subiect.

[VAX]

On 2/24/2019 at 3:07 AM, Thunderer2018 said:

Acelasi principiu de masura a tensiunii de pe condensatorul serie. Raportul celor 2 tensiuni fiind Q-ul bobinei.

 

Stiu ca exista eroarea datorata rezistentei infasurarii secundare a transformatorului injector.

 

Eroarea apare daca se masoara Q-ul fara sa se faca raportul Ucondensator/Utotal. Majoritatea Q-metrelor industriale asa lucreaza. Se considera generatorul RF cu rezistenta interna atat de mica, incat tensiunea de la iesirea lui nu se modifica semnificativ cand variaza impedanta sarcinii (circuitul LC la rezonanta). Se merge pe presupunera asta ca sa se citeasca Q-ul direct, masurand doar tensiunea pe condensator. Din pacate nu este asa. 

Q-ul se determina cu precizie mare doar daca se face raportul celor doua tensiuni. Masurarea se face optim cu osciloscopul (sinusoida varf la varf) dotat cu sonda activa cu Zi foarte mare (Ri>10Mohmi, Ci<1pF). La frecventa mai mica de 100 MHz sonda se poate face cu bootstrapare multipla, dar este buna si cu bootstrapare doar in sursa FET-ului. Cel mai bine este cu osciloscop cu doua canale. Canalul A este conectat la bornele circuitului LC serie (adica la iesirea generatorului), iar canalul B la punctul comun al L si C, acolo unde apare tensiunea amplificata de Q ori. Sonda activa este necesara doar la canalul B.

Editat Martie 3, 2019 de VAX

[VAX]

Ceva informatie (+calcule) gasiti aici:

http://sp-hm.pl/attachment.php?aid=6049

http://pioneer.netserv.chula.ac.th/~tarporn/311/HandOut/LandCPPT.pdf

http://techdoc.kvindesland.no/radio/ymse1/20061216154253848.pdf

https://www.sagami-elec.co.jp/file/tech/coil_doc_05e.pdf

Editat Martie 3, 2019 de VAX