C & ESR cu analizor + LCFP de la miron63

[XAN77]

Cei care ați construit și folosit acest aparat probabil ați observat că la măsurarea anumitor inductanțe, afișează o valoare foarte mică cu minus (-) în față , rezultatul măsurătorii fiind în mod cert eronat. Eu am întâlnit acest comportament când măsor bobinele de pe transformatoare de ferită din surse de alimentare în comutație. De obicei la secundare de câteva spire se întâmplă anomalia.

Oare de ce se întâmplă asta și o exista vreo soluție?

[elman]

O sa fiu putin mai explicit decat colegul x-dadu in speranta ca cineva ne spune ce se intampla.

Avem un oscilator asemanator cu cel din figura de mai jos. Frceventa de lucru a oscilatorului  cu intrarea in scurt, este de aproximativ 700kHz. Daca masori o infasurare mica de traf. ATX frecventa oscilatorului creste in loc sa scada iar aparatul indica o valoare a bobinei cu minus. In mod normal daca introduci o bobina in serie cu bobina oscilatorului, bobina echivalenta este mai mare (L1+Lx) > L1 si frecventa oscilatorului ar trebui sa scada.

Am vizionat cu osciloscopul forma de unda, este un sinusoidala, frumoasa, fara armonici sau alte bazaconi.

Printr-un artificiu am scazut frecventa de masura a aparatului . In serie cu bobina L1 am pus o bobina de 220uH (cu 100uH nu a fost ok) astfel frecventa de masurare  a scazut de la 700kHz pe  la 380kHz. Am adus aparatul la zero dupa care am masurat infasurarea mica de traf ATX si pare a indica o valoare corecta (nu mai indica o valoare cu minus ci una pozitiva de ap.50uH).

Din cate inteleg eu din acest experiment se pare ca frecventa de masurare este prea mare pentru ferita din traful ATX. Totusi ma intreb cum poate sa cresca frecventa de oscilatie ca si cum infasurarea din traful ATX ar fi o bobina cu valoare negativa?

Prima imagine este cu oscilatorul original iar in a doua se poate vedea artificiul de scadere a frecventei de masurarea a trafului ATX.

 

 

Editat August 22, 2018 de elman

[UDAR]

Dacă bobina măsurată ( transformatorul în cazul ăsta ) are o capacitate parazită ridicată , la frecvențe peste frecvența de rezonanță proprie a bobinei de măsurat inductanța echivalentă scade în loc să crească .  Reactanța capacitivă parazită compensează în parte reactanța inductivă a lui L1. Adăugând o inductanță ai coborât sub rezonanța parazită dar eroarea e posibil să fie mare . 

Aceasta e o explicație teoretică . Atașez și o simulare în care se vede că apar două rezonanțe . Oscilatorul o va ”alege” pe cea cu amplitudine mai mare .

Totuși, pentru valorile prezentate rezultă că e necesară o capacitate parazită cam ridicată a bobinei ca să apară acest efect . Nu știu sincer cam care este valoarea reală a acestei capacități parazite dar când o să am timp o să încerc să fac niște măsurători. 

[elman]

Nu m-am gandint ca inductanta echivalenta poate sa scada . 

Am masurat capacitatea parazita pe traful in cauza, este 1,037nF (daca aparatul meu o masoara corect). 

Multumesc pentru explicatii si pentru interesul acordat. O solutie banuiesc ca e greu de gasit!?

 

[UDAR]

Solutia este masurarea inductantelor ”dificile” la frecvente joase . Aparatul pe care îl am acum în lucru ( partea analogică e gata, mai muncesc la codul pentru PIC ) are și domeniul Hi_L unde folosește un condensator de 100nF în loc de 1nF în schema clasică ( mă rog, ce ai prezentat mai sus are mai puțin dar asta nu schimbă fundamental datele problemei ) . Timpul de măsură crește de la 0.1s la 1s pentru a păstra rezoluția ( deși nu ar fi chiar vital ) . 

PS Cum și cu ce ai măsurat capacitatea parazită ?

[elman]

Am masurat-o cu aparatul in discutie dar am rezerve ca masoara corect deoarece la 2-3 spire pe traf mi se pare cam mare capacitatea parazita de 1nF.

[UDAR]

Am măsurat la repezeală un traf mic ( EI-33) pe o înfăsurare de 5V ( nu are 3.3). Rezonanța proprie ( fără nimic în paralel decât ce introduce oscilatorul ) - 343 kHz , cu 10nF paralel - 184kHz . Din calcule L = 54µH iar C = 4nF !!!. 

Mi se pare cam mare dar bate cu ce am calculat și simulat azi dimineață. Cine are chef și timp să reproducă măsurătoarea este bine venit . Eu, repet, m-am cam grăbit dată fiind ora.

[nico_2010]

Este nefiresc ca pentru 3 - 5 spire, fie ele si bobinate pe un miez de ferita sa existe o capacitate parazita de ordinul nF.

Am masurat inductanta si capacitatea parazita a infasurarii unui transformator dintr-o sursa in comutatie, rezultatele fiind L = 54.59mH si Cparazit = 24.8 pF (masuratoarea pare a fi OK, tinand cont de inductanta realizata cu un numar mare de spire).

La solutia constructiva prezentata nu se poate masura capacitatea parazita a unei infasurari de cateva spire, indiferent de suportul acesteia, deoarece infasurarea se prezinta ca un scurtcircuit in regim de masurare a capacitatilor. Spre exemplu, o infasurare de 3 spire pe un miez de ferita a afisat o "capacitate parazita" de aprox. 11nF !!!

 

 

Editat August 23, 2018 de nico_2010

[UDAR]

Si mie mi se pare mare , am precizat deja. 

Totuși,  să nu uităm un lucru : capacitatea parazită a primarului se reflectă în secundar multiplicată cu N² !  Deci zeci de pF x circa 100 = câțiva nF !

Am obține cu totul alte rezultate dacă am debobina primarul de pe miez.  Mai merită studiat . 

 

Repet, poate nu am fost explicit . Am folosit un oscilator de genul celui prezentat mai sus - doar oscilatorul. Am deconectat componentele de la intrare ( L și C ) și am cuplat direct secundarul trafo singur, apoi cu 10nF în paralel. Am măsurat frecvența ( cu un multimetru separat ) și am obținut rezultatele postate . Când o să am timp o să încerc și cu alt transformator.

[nico_2010]

Trebuie sa te contrazic. "Oscilatorul" ala nu este deloc un oscilator ci doar un formator de semnal dreptunghiular. De dragul experimentului, inlocuieste condensatorul de 10uF (ma refer aici la C21). Conecteaza din nou bobina cu pricina la pinul 2 al LM311. Ia vezi, mai oscileaza "oscilatorul"?

In realitate, ansamblul LC din schema (L1 - C11) formeaza circuitul oscilant care primeste un impuls de la condensatorul C21, la alimentare, si incepe sa oscileze pe frecventa lui de rezonanta.

Cum de continua sa oscileze? Poate imi raspunzi tu, ca stiu ca esti baiat citit, nu ca mine, un amarat de amator.

Ce zici de ceea ce este in figura de mai jos?

 

Editat August 23, 2018 de nico_2010

[UDAR]

Oscilatorul ăla este un oscilator .

Dacă elimin circuitul LC , ceea ce rămâne continuă să oscileze pe o frecvență extrem de joasă ( ale mele oscilează pe circa 1.25Hz respectiv 2 Hz ) determinată de R61, C41 și, desigur, de grupul de rezistențe de pe intrarea neinversoare formând un oscilator de relaxare .  Acest grup de rezistențe determină o reacție pozitivă iar R61, C41 una negativă . Conform lui Barkhausen ansamblul oscilează dacă sunt îndeplinite condițiile de fază nulă și amplificare supraunitară în bucla închisă. Fără circuitul LC condițiile se îndeplinesc, cum am spus, la o frecvență joasă.

 

Dacă adăugăm circuitul LC - separat în curent continuu prin C21 care este un condensator de cuplaj, nu se pune problema de a-l elimina - reacția negativă devine aproape nulă la frecvența de rezonanță a circuitului ( zeci-sute de kHz în cazul nostru ) iar amplificarea în buclă deschisă la circuitul oscilant devine foarte mare compensând atenuarea introdusă de rezistența echivalentă a R31,R41,R51 care sunt în paralel din p.d.v. al semnalului de înaltă frecvență ( vezi 33k în simularea mea ). Va apărea deci o oscilație la frecvența în care faza este zero și amplitudinea maximă - aproximativ frecvența de rezonanță a circuitului LC. 

 

Privitor la întrebarea ta :

29 minutes ago, nico_2010 said:

Cum de continua sa oscileze?

Rulează simularea cu Stop Time de câteva zeci de ms și o să-ți răspunzi singur .

[nico_2010]

Indeparteaza condensatorul C21 si cupleaza direct circuitul oscilant. Mai oscileaza? Asta am intrebat!

Explicatia ta este ...  aproape corecta.

[UDAR]

Nu se poate lega direct circuitul oscilant( fara C21 ) aș șunta in curent continuu intrarea neinversoare . Elimină tu condensatorul de cuplaj de la o intrare intr-un operațional si vezi ce se întamplă . Mă refer desigur la schemele cu alimentare simplă, nu diferențială. 

Si oricum mi se pare că ne îndepărtam de subiect . Întrebarea era de ce se comporta ciudat un astfel de aparat. Am dat o explicație teoretică susținută și de o simulare si de ceva măsuratori . Nu susțin 100% că e corectă dar până apare una mai plauzibilă sau până găsesc eu singur greșeala, asta e...

 

14 minutes ago, nico_2010 said:

Explicatia ta este ...  aproape corecta.

Mulțumesc de apreciere . Constructiv era și să spui unde nu e corectă !

[msd]

Cu acest adaptor pe intrarea LC-metru am reusit sa masor condensatori pina la 4-5uF. Cu cel folosit in schema foarte rar am ajuns la 1uF si tatonand bobina de 100uH.

[msd]