Forum: HF, Funk und Felder Thermischer Leistungsmesser , letzter Stand


von herbert (Gast)



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Hallo zusammen!

Nachdem ich anlässlich meiner Idee einen ganz einfachen thermischen 
Leistungsmesser zu bauen gebeten wurde Bericht zu erstatten tue ich das 
hiermit. Es ist einige Zeit vergangen in der ich leider keine Zeit dafür 
hatte, aber jetzt kann ich Testergebnisse liefern. Vorweg, mein ansinnen 
über zwei messstellen paralell zu messen habe ich zunächst einmal 
zurückgestellt und die Tests mit nur einer Messstelle nacheinander 
gemacht. Mit noch weniger geht es nicht mehr. Das Teil ist sehr 
spartanisch gehalten aber nicht primitiv. Es hat seine Tücken. Da ich 
nicht über einen kalibrierten Messsender verfüge habe ich die HF- 
Leistung mit Gleichspannung simuliert. Gemessen habe ich mit einem 
kalibriertem DMM mit 10Ohm Auflösung und Gleichspannungsmäßig 1mV 
Auflösung im Spannungsbereich. Die Ergebnisse könnt ihr den Protokollen 
entnehmen. Als Heizer baute ich ein kleines Netzteil 0-4 Volt mit 10Gang 
Poti in der "Grobabstimmung und dazu noch ein 22ohm Drahtpoti in Serie 
als Feinabstimmung mit 130mV Abstimmung über den Drehbereich. Meine 
Befürchtung die Nachführung würde recht komliziert werden hat sich nach 
einigen Versuchen aufgelöst. Grundsetzlich muß ich sagen benötigt man 
als Messumgebung einigermaßen stabile Temperaturverhältnisse. Der 
Leistungsmesser ist ein sehr empfindliches Thermometer;-). Ich benutze 
quasi das Luftvolumen mit seiner Temperatur als Kühlkörper zur 
Wärmeabfuhr am NTC.Bei Größeren Leistungen wäre ein Isoliertes und 
geschlossenes System ungünstig, bei kleineren Leistungen ab 
Ansprechschwelle bis etwa 10-20mW wäre das isolierte günstiger, da die 
unvermeidlich Dynamik der Raumtemperatur im Verhältnis zur erzeugten 
Wärme beim messen zu groß ist.Jetzt im Sommer ist das schon ein Problem 
Zum testen hatte ich die Messstelle in einen Pappkarton eingebaut 
so,dass Zugluft und meine Körperstrahlung keine Auswirkungen haben 
können. Oben war der Karton aber offen so dass die Wärme vom Heizvorgang 
entweichen kann.Natürlich ist dieser Leistungsmesser kein Ersatz für 
einen schnellen Diodentastkopf mit dem ich Abgleicharbeiten auf 
"maximum" machen kann. Nur messen will ich mit solchen Sachen nur wenn 
sie auch kalibriert sind.  Sonst taugt das zum messen nicht.
Der Ad 8307 wird mit einer Genauigkeit von 1db gehandelt ein besserer 
Kollege mit 0,5 db. Das wären einmal 10% und einmal 20% Genauigkeit.
Jetzt werde ich nur noch die Anpassung breitbandig (1Ghz) testen um Mit 
den Erkenntnissen weiter zu arbeiten. Alles was bekannt ist läst sich 
bei der Leistungsberechnung berücksichtigen und festigt die Messungen.
Mfg Herbert

von Kurt B. (kurt-b)


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herbert schrieb:
> Hallo zusammen!
>
> einigen Versuchen aufgelöst. Grundsetzlich muß ich sagen benötigt man
> als Messumgebung einigermaßen stabile Temperaturverhältnisse. Der

Die kannst du ja mit einem Peltierelement bereitstellen.

 Kurt

von Herbert Z. (tramp)


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Kurt B. schrieb:
> herbert schrieb:
>> Hallo zusammen!
>>
>> einigen Versuchen aufgelöst. Grundsetzlich muß ich sagen benötigt man
>> als Messumgebung einigermaßen stabile Temperaturverhältnisse. Der
>
> Die kannst du ja mit einem Peltierelement bereitstellen.
>
>  Kurt
Naja, dann ist meine Idee das so einfach wie möglich zu gestalten dahin. 
Ich habe mir diesbezüglich viele Projekte im Internet angesehen. Da 
wurden bei den meisten alle Register gezogen. Nur im habe im Umgang mit 
µc und von programmieren keine Ahnung. Leistungsmesser im Eigenbau sind 
schon Thema seit den 60er Jahren im Amateurbereich, auch die 
thermischen. Nur damal hatte man die Sensoren nicht in der Qualität wie 
sie es heute gibt. So simpel wie ich das probiert habe hat das nach 
meinen recherchen noch niemand gemacht. Wie man an den Tests sehen kann 
taugt die Methode allemal für uns Amateure. Das Problem mit der 
temperaturstabilität der Messumgebung lässt sich dadurch umgehen, dass 
man mit zwei Messstellen zeitgleich misst. Wenn man es nicht schafft 
zwei Messstellen mit Gleichlauf zu bauen , dann muß man eben mit einer 
Korrekturtabelle arbeiten. Vorteil wäre, dass ein Anstieg der Temperatur 
wärend der Messzeit wurscht wäre,da davon auch die Nachführspannung als 
Referenz betroffen ist. Außerdem kürzt sich dadurch auch die Messzeit ab 
da nur einmal gemessen wird und damit die Zeitspanne zum abkühlen des 
NTC entfällt. Jetzt im Sommer bewegt sich die 10 Ohm Stelle am DMM 
ständig auch im Leerlauf  nach unten was mir einen sachten Anstieg der 
Temperatur signalisiert.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Der Standardansatz ist zwei Widerstaende zu verwenden. Der Eine ist mit 
RF betrieben, der Andere mit DC. Bei beiden wird die Temperatur 
gemessen, und der DC Widerstand wird per PI Regler aus einem OpAmp auf 
gleiche Temperatur geregelt. Dessen Leistung kenn man dann ja.

Die Resultate sind aber gut. 200:1 bedeuten 23dB. Ok

: Bearbeitet durch User
von herbert (Gast)


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Jetzt N. schrieb:
> Die Resultate sind aber gut.
Ja, die Resultate sind jetzt schon beachtlich. Damit ist bewiesen ,dass 
man auch mit einer primitiven Methode gut zurecht kommen kann. 
Allerdings ist der Aufbau des Messwandlers (Grad zu Ohm) nicht ganz so 
einfach. Je nach Genauigkeit des Operators ergibt sich ein 
unterschiedlicher Koppelfaktor und somit eine andere 
Grundempfindlichkeit und Messgeschwindigkeit. Ich denke mit zwei 
Messstellen, also einmal für Rf und einmal für die 
Gleichspannungsreferenz wird sich die Treffsicherheit nochmal erhöhen.So 
war das ursprünglich auch geplant. Auf alle Fälle wird auch die 
Ermittlungszeit kürzer. Ferner gibt es bei dieser Messmethode auf Grund 
der temperatursensibilität Regeln die man einhalten muß. Mal schnell ein 
Dämpungsglied aus dem kalten Keller holen und anstecken wäre wohl nicht 
gut...besser mal lagert solche Sachen dort wo auch der Messwandler 
ist.;-)

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo Herbert,

es wäre schön, wenn du mal ein Schaltbild zeigen könntest.
Ein paar Fotos vom Aufbau wären auch nicht schlecht.

73
Wilhelm

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die zwei Messstellen, eine als Messobjekt, die andere als Referenz, sind 
nicht ganz trivial. Wie erreicht man thermisch gleiche Bedingungen ueber 
einen moeglichst weiten Signalbereich?

Die Temperatur misst sich einfach mit einem Thermocouple. Diesmal mit 
zwei aktiven Kontakten. Der eine Kontakt ist am Messobjekt, der Andere 
am Referenzobjekt. Wenn beide dieselbe Temperatur besitzen, ist die 
Spannung Null. Also auf Null Thermospannung regeln.

Das Thermoelement hat natuerlich auch einen Drahtquerschnitt, der 
limitiert den Signal Bereich gegen unten, da der auch Waerme ableitet.

Ein anderes Limit gegen unten ist die Temperaturaufloesung der 
Temperaturmessung. Ein Offset ist egal, dann sind die beiden Messtellen 
eben etwas verschieden. Also zaehlt noch die Drift. Ein Zerodrift OpAmp 
bringt um die 30nV/K, das wuerde erlauben noch 1 mK zu detektieren.

Falls nun die Geometrien des Aufbaus um die Messwiderstaende verschieden 
sind, ergibt das einen Umgebungseinfluss. Der ist moeglicherweise 
berechenbar.

Eine andere Anforderung ist moeglichst schnelle Ansprechzeit. Heisst 
kleine thermische Massen.

von herbert (Gast)


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Wilhelm S. schrieb:
> es wäre schön, wenn du mal ein Schaltbild zeigen könntest.
> Ein paar Fotos vom Aufbau wären auch nicht schlecht.

Also, Bilder hatte ich schon einmal reingestellt, aber ich mache das 
gerne nochmal. Es handelt sich dabei nur um den "Ofen" aus zwei SMD 
Widerständen verheiratet mit einem sehr guten NTC Sensor. Die Anschlüsse 
vom Sensor habe ich nicht gekürzt weil diese speziell beschichtet sind 
und somit nicht zu löten sind. Man müßte die Beschichtung abmachen aber 
danach sehen die Anschlussdrähte nicht mehr schön aus sondern krumm. Die 
Widerstände kann man nur mit Hilfe einer einfachen Löthilfe so anlöten 
,dass der Sensor spielfrei passt. Diese Passgenauigkeit ist anzustreben, 
denn sie bestimmt die Grundempfindlichkeit und die Messgeschwindigkeit. 
Für das Auge so manchen Betrachters sehen die BNC Armaturen minderwertig 
aus. Sie sind es aber nicht sonder besitzen ein ordendliches Datenblatt. 
Die isolierte Variante habe ich gewählt um die thermische Masse geringer 
zu halten als bei Typen aus Vollmetall. Die thermische kopplung zum 
Alugehäuse wird dadurch geringer. Irgendjemand hat mich damals auf die 
Idee gebracht aus HF-Gründen BNC Teile für Leiterplattemontage zu 
benutzen. Da habe ich schon ein Layout gemacht. Trotzdem habe ich die 
Variante welche ich schon fertig hatte getestet um so überhaupt mal ein 
Feedback zu bekommen ob sich weitere Arbeiten in diese Richtung 
überhaupt lohnen.Jetzt weiß ich es,es lohnt sich und wie. Auf Elektronik 
habe ich bewusst verzichtet, aber man kommt nicht ohne Elektonik aus 
wenn ich dazu mein kalibriertes Digitalmultimeter und ein fein 
einstellbares Netzteil von 0-4V zähle.Die Spannungsbegrenzung schütz 
übrigens den"Ofen" vor Zerstörung durch Überspannung.Bei der Auswertung 
messe ich lediglich die ohmsche Veränderung des NTC direkt mit dem DMM. 
Anschließend wird stt mit HF mit gleichspannung nachgeführt bis sich der 
bei HF notierte Widerstandswert einstellt. Dann habe ich die effektive 
Spannung und kann die Leistung an 50 Ohm ausrechnen. Das macht 
eleganterweise der "Mini db Rechner". Um die Verluste der Anschlussteile 
zu berücksichtigen kann man die Datenblattmäßig beim ausrechnen 
berücksichtigen. Das machen die Profis auch nur wird das alles bei denen 
in einem Speichchip abgelegt. Anbei nochmal die Bilder vom einer 
Messstelle  ohne Deckel. Für manchen manchen mag der Messvorgang 
umständlich erscheinen er ist es aber nicht.Er ist deutlich einfacher 
als das messen mit meiner alten LCR Messbrücke die mich beim arbeiten 
immer genervt hat.

von HabNix (Gast)


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Ohne Wärmesenke wird das nicht viel werden. Aufbauvorschlag von DJ4GC:
http://www.funkbetrieb.de/therm-leistgsmesser.303.de.html?bab[idx]=0

MfG

von herbert (Gast)


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HabNix schrieb:
> Ohne Wärmesenke wird das nicht viel werden. Aufbauvorschlag von DJ4GC:

Den Vorschlag kenne ich und einige andere auch. Wenn du meine 
Testdurchläufe auwertest wirst du sehen, dass ich auf einen guten Weg 
bin.Das sind jetzt Ergebnisse mit der schlechteren Variante, nur einer 
Messstelle seriell gemessen. Schon die sind akzeptabel und das, obwohl 
mit der längsten Driftzeit für die Arbeitstemperatur behaftet. Mit zwei 
Messstellen parallel wird das noch besser und schneller. Eine 
ansteigende Raumtemperatur wärend der Messzeit spielt dann keine Rolle 
mehr.Was meinst du zu meinen Testdurchläufen? Also unkalibrierte 
Diodentastkopf oder AD 8307 plus Kollegen unkalibriert sind deutlich 
sehr deutlich schlechter was die Genauigkeit angeht.Meine Anordnung 
kannst du mit Gleichspannung überprüfen und die HF-Seite davon mit einen 
SWR Meter auf Reflexion bzw.Anpassung. Da hast du alles in der Hand ohne 
dass du einen Messsender brauchst zum kalibrieren. Wer den auftreiben 
kann für den ist mein Weg eh kein Thema.Im übrigen geht es mir auch 
darum zu beweisen,dass man auch sehr puristisch Hf-Leistung gut messen 
kann. Ich brauche kein prozessorgesteuerte Schnürdsenkelbindemaschine 
solange ich zwei gesunde Hände habe.. ;-)

von Petra (Gast)


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Ich würde statt dem NTC einen Thermocoupler (z.B. zusammengeschweisste 
NiCrNi Leitung) direkt auf einen Widerstand kleben. Das sollte auch ein 
besseres VSWR ergeben.
In frühen Zeiten gab es sowas fertig. Das hieß z.B Vacuo Junctions oder 
Vacuum Thermocouple. Leider schweigt sich das Netz dazu aus.

von Hp M. (nachtmix)


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Petra schrieb:
> Das hieß z.B Vacuo Junctions oder
> Vacuum Thermocouple.

Auf deutsch auch als Thermokreuz bekannt.

Petra schrieb:
> Leider schweigt sich das Netz dazu aus.

Durchaus nicht.
z.B.: http://link.springer.com/article/10.1007/BF01657414#page-1

NTCs sind i.d.R. aber empfindlicher, und  die auf dem sehr viel größeren 
Seebeck Effekt von Halbleitern basierenden HF-Leistungsmeßköpfe gab es 
m.W erst um 1970 von HP.

: Bearbeitet durch User
von herbert (Gast)


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Ich habe zufällig noch Unterlagen als PDF von R&S bezüglich des NRS1 
gefunden. Interessant waren für mich die technichen Daten. Es misst von 
0,1bis 300mW und das mit einer Genauigkeit von etwa < 2,3% bezogen auf 
dieMessleistung und von 0 bis 13 GHz. Meine obere Messgrenze für die 
Praxis würden 1GHz nicht übersteigen. Sollte das Teil auch weiter oben 
noch eine vernünftige Anpassung bieten würde mich das aber schon freuen. 
Im übrigen spielt bei der rechnerischen Leistungsberechnung sämtlich 
Verluste wie Armaturen und Kabeldämpfungen sowie Anpassungsfehler keine 
Rolle sofern man das in genauen Zahlen beziffern kann. Da macht man sich 
eine Tabelle mit frequenzabhängigen (KW,2m,70cm 23cm)Pauschalwerten von 
allem  und rechnet das dann noch zum gemessenen Wert dazu. Datenblätter 
sind da schon wichtig und bei namhaften Firmen kann man sich auch darauf 
verlassen. Die Anschlussverluste so meine ich fallen im Normalfall 
sicher kleiner als 0,15db aus,außer man misst mit einigen 
Dämpfungsgliedernund zig Adaptern.. Krasser könnte das SWR im 
Gigabereich zuschlagen.. das muß ich noch ermitteln.

von Hp M. (nachtmix)


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herbert schrieb:

> Die Anschlussverluste so meine ich fallen im Normalfall
> sicher kleiner als 0,15db aus,

Ein frommer Wunsch.
Dass ich die riesige Schleife, die du zwischen BNC-Buchse und 
Heizwiderstand gebaut hast, für kriminell halte, hatte ich wohl schon in 
dem alten Thread geschrieben.
Die Kalibrierung der Anordung mit DC klingt zwar gut, suggeriert aber 
eine bei hohen Frequenzen nicht vorhandene Genauigkeit, wenn durch 
solche Fehler die Impedanz dort nicht mehr stimmt.
Eine weitere Fehlerquelle, die man im Auge behalten sollte, ist die 
direkte Aufheizung des NTC durch überkoppelnde HF. Unter diesem Aspekt 
ist die große Induktivität des Masseanschlusses besonders fatal.
Im Ergebnis wirst du um eine Kalibrierung der Anordnung mit einem 
genauen Meßsender nicht herum kommen.


...aber die Lötstellen sehen gut aus.

: Bearbeitet durch User
von herbert (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Ein frommer Wunsch.

Wenn nicht ,wo ist dann das Problem? Dann ändert sich lediglich der 
"Aufschlag".

Hp M. schrieb:
> Dass ich die riesige Schleife, die du zwischen BNC-Buchse und
> Heizwiderstand gebaut hast, für kriminell halte, hatte ich wohl schon in
> dem alten Thread geschrieben.

Ja , hab ich schon vernommen.Ich habe schon ein Layout für Teile in 
Printmontage gemacht.Das dürfte Hf-mäßig günstiger sein Und wie das 
thermisch ist muß man sehen. Es gilt halt immer zwei Dinge im Auge zu 
behalten. Ich habe die Wärmekoppler trotzdem getestet um mal ein Gefühl 
für das handling zu bekommen.Bis zu welcher oberen Frequenz das taugt 
werde ich noch messen. Für meine Zwecke reicht 1GHz.

Hp M. schrieb:
> Eine weitere Fehlerquelle, die man im Auge behalten sollte, ist die
> direkte Aufheizung des NTC durch überkoppelnde HF.

Da sehe ich entspannter, wäre auch bei HP und R&S ein großes Thema, habe 
ich aber noch nichts gelesen. Sicher ein Thema bei mehreren GHz, bei 
einem eher nicht.Hast du eine Quelle?

Hp M. schrieb:
> Im Ergebnis wirst du um eine Kalibrierung der Anordnung mit einem
> genauen Meßsender nicht herum kommen.

Wozu? Wenn man alle Fakten (VSWR,Dämpfungsverluste)kennt dann reicht 
rechnen für eine Genauigkeit unterhalb 5% aus. Trotzdem werde ich aus 
purer Neugier einen vermessennen Oszillator nachmessen lassen. Ich weiß, 
Tests mit Gleichspannung sind keine Tests mit HF, aber sie zeigen die 
Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Methode auf und dass das Prinzip 
funktioniert. Das ist schon mal wichtig. Andere Eigenbauten auf Dioden 
oder Ad 2307 etc.Basis sind nur als kalibriertes Einzelstück zum Messen 
geeignet.

von Purzel H. (hacky)


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Ich sah kuerzlich ein Paper, zum Bau von Terminatoren. Moeglicherweise 
referenziert hier. Ein Aufbau vom normalen SMD Widerstaenden in 
koaxialer Anordnung.

von herbert (Gast)


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http://markus-hoessl.de/Umrechnungen2.htm

Hab ich mal gefunden und macht das rechnen mit Verlusten leichter...;-)

von Hp M. (nachtmix)



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herbert schrieb:
> Hp M. schrieb:
>> Ein frommer Wunsch.
>
> Wenn nicht ,wo ist dann das Problem? Dann ändert sich lediglich der
> "Aufschlag".

Damit du einmal siehst, wie schlimm die Schleife ist, die du zwischen 
BNC und Lastwiderstand gebaut hast, habe ich die Schaltung einmal frei 
fliegend mit einem 47 Ohm Widerstand nachempfunden und mich sogleich 
gewundert, dass sie kaum Rücklaufdämpfung hat.
Leider komme ich mit meinem Generator wegen eines  Softwareproblems 
derzeit nicht unter etwa 230 MHz, so dass ich nicht sehen konnte, wie es 
in den KW-Bändern  aussieht.

Bei VHF jedenfalls war das Ergebnis so schlecht, dass ich es erst gar 
nicht weiter verfolgt habe.
Da es klar war, dass die Induktivität der Leiterschleife daran Schuld 
ist, habe ich den 47R Widerstand in Reihe mit 15pF gelegt und das 
Ergebnis war ein von 22dB an steil ansteigender Ast am niederfrequenten 
Ende des Spektrums. Also hatte ich jetzt eine Resonanz in der Gegend von 
200MHz.

Daraufhin habe ich den mit dem 47R Widerstand hintereinander 
geschalteten Kondensator auf 3,9pF verkleinert, und tatsächlich zeigte 
sich jetzt eine Resonanz bei etwa 430MHz und die reflektierte Leistung 
war um 29,5dB  abgeschwächt. Das entspricht einem VSWR von 1,07 und ist 
einem Meßgerät eher würdig als die 4,56dB und SWR=4, welche der 
Widerstand allein bei dieser Frequenz geliefert hat.

Aus der Resonanzfrequenz 430MHz und der Kapazität 3,9pF errechnet sich 
die Induktivität der Leiterschleife zu 35nH, und das passt mit 219MHz 
auch zu der mit 15pF gefundenen Resonanz unterhalb meines Meßbereichs.

Jedenfalls hat eine solche Leiterschleife von 35nH schon bei 227 MHz 
einen Blindwiderstand von 50 Ohm, der in Reihe mit deinem Heizwiderstand 
liegt und entsprechend groß wird dein Meßfehler.
An das 70cm-Band brauchst du damit gar nicht erst zu denken.

von herbert (Gast)


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Hp M. schrieb:
> edenfalls hat eine solche Leiterschleife von 35nH schon bei 227 MHz
> einen Blindwiderstand von 50 Ohm, der in Reihe mit deinem Heizwiderstand
> liegt und entsprechend groß wird dein Meßfehler.
> An das 70cm-Band brauchst du damit gar nicht erst zu denken.

Guten Morgen!

Du magst ja recht haben ,ich zweifle nicht am prinzpiellem deiner 
Aussagen. Nur ist deine Testschleife krass ander als meine so dass 
Vergleiche nur schwer herzustellen sind. Was HF mäßig günstig oder 
ungünstig ist weiß ich auch, aber ich habe ja schon eine Variante mit 
anderen Buchsen vorbereitet die für LP montage gedacht sind und kürzere 
Verbindungen erlauben.Das ändert nichts daran, dass ich diese "Loop" wie 
du sagst zu Ende testen werde, und dies aus purer Neugier. Außerdem hat 
sie Arbeit gemacht weil wie du dir vorstellen kannst war die Lötarbeit 
recht heikel.Ich bin auch beim VSWR gnädiger eingestellt und muß nicht 
unbedingt bis zu meiner Messgrenze ein VSWR von 1,06 haben.Wenn ich 1,5 
oder 2 habe dann ist das nicht das Ende der messerei sondern dann muß 
ich meine Verluste anpassen. Aber mal ehrlich hältst du das messen mit 
einer Diode zb. für einfacher? Unbekannter Richtfaktor und 
Frequengang...nee da musst du kalibrieren. Da können mangels Equipment 
von 100 etwas 5, aber dann? Es ist halt auch so ,dass sich die 
thermische Variante wegen der Gleichspannung als Referenz gut überprüfen 
lässt und das VSWR ist auch einfach zu messen.Ein DMM zu kalibrieren ist 
nicht so schwer dh. alles in allem einfacher als eine messsender 
auftreiben zu müssen den man immer wieder benötigt wenn die diode kaputt 
geht weil es zwischen den Chargen auch feine Unterschiede gibt.
Ein Bild stelle ich dir noch rein welches das neur Layout für die 
Prinmontage zeigt. Die engen Toleranzen beim "Heizer" machen leider ein 
Platine notwendig.Thermisch möglicherweise schlechter da größer. Muß man 
testen...solange ich noch Spass an dieser Arbeit habe,

von herbert (Gast)


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hallo zusammen!

Die letzten Tage habe ich versucht in einigen dürchläufen mit 
Gleichspannung meine zwei Thermowandler auf Gleichlauf zu überprüfen.Das 
ist eine zeitraubende Tätigkeit;-)Aber ich mache es ja gerne weil ich 
neugierig bin. Leider gelang es mir nicht eine verlässlichen Gleichlauf 
herzustellen. Das Problem sind nicht die Sensoren denn die weichen über 
den gesamten Bereich nur um 100 Ohm ab. Das sind 0,1%. Das Problem ist 
eher bei beiden Aufbauten eine nahezu identische Wärmekopplung 
herzustellen. Da spielt alles eine Rolle, sogar die Menge Zinn auf den 
einzelnen Lötstellen. Bei den Sensoren habe ich einige gekauft und mir 
dann ein Pärchen ausgemessen. Die hatte ich umschaltbar zum messen in 
eine Box eingebaut, so dass die Glasköpfchen frei in der Luft samt der 
Leiterplatte hängen.Dann ab in den Keller damit und auf 18 Grad 
runterkühlen lassen. In der Wohnung habe ich dann die Erwärmung 
(Rücklauf)mit dem Ohmmeter in 2 Minuten Abstand gemessen.So sucht man 
sich ein Pärchen zusammen.Da ich bisher meine Simulationen so gemacht 
habe ,dass ich einen Thermwandler mit einer bekannten Gleichspannung als 
Ersatz für HF beheizt habe.Um das Ende dieser Beheizung festzustellen 
benötigt man etwas Gefühl und einige Testheizungen. Danach ließ ich den 
Sensor kurz abkühlen und startete nachdemm ich nicht vergessen habe das 
Heiznetzteil zurückzustellen eine "blinde" Nachführmessung nach 
Ohmmeter.Ergebnisse siehe oben. Wenn die Hf-günstigere Variante für 
paralleles messen auch nicht taugt werde ich seriell wie gehabt messen. 
Ich habe ja schon graue Haare.;-).Die Leiterplatte werde ich nochmal 
überarbeiten und die Lötaugen etwas verkleinern soweit dies mechanisch 
zu vertreten ist. Da leider die Sensoren im Durchmesser leicht schwanken 
kommt man nicht herum einige "öfen"zu löten welche man noch ohne 
montierte BNC Buchse auf ein knappes passen testet. Die SMD Widerstände 
bekam ich nur in 1%iger Ausführungfür 0,25 Watt.Da sie kaum was kosten 
bestellt man halt 100 und misst auf einen günstigen Wert aus.Da lässt 
sich auch der Tk berücksichtigen da der Widerstand bei Erwärmung seinen 
Wert verkleinert. Da sind auch genügend dabei die auf 0,1%genau sind. 
Danach sollte man das VSWR testen und die möglichen Verluste festhalten 
zur späteren Verrechnung.Schade , dass das parallele messen so eine 
Hürde hat. Eine Hoffnung dass der Hf-günstigere Aufbau hier Besserung 
bringt habe ich nur ganz leise. Naja , mit einer Messstelle geht das ja 
auch, nicht ganz so elegant aber es geht wenn auch nur hintereinander.

von herbert (Gast)


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So, jetz habe ich endlich meine 2m Funke gefunden und gleich beide 
Thermowandler gestestet.Was soll ich sagen,bei 146 MHz ist das VSWR 
perfekt. Der Rücklaufzeiger klebt förmlich auf seinem Ruheanschlag. Auch 
bei anderen Frquenzen alles bestens. Da ich zu faul war meine 
Dämpfungsglieder zu gebrauchen habe ich den Heizer statt mit maximal 
500mW mit 2 Watt befeuert. Klar da muß man äußerst kurz testen um die 
Widerstände nicht durchzublasen... Für 70cm habe ich zur Zeit nichts was 
funktioniert, aber mal gucken wer mir was borgt...eventellauch mit 23 
cm.Ich werde berichten.

von herbert (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Jedenfalls hat eine solche Leiterschleife von 35nH schon bei 227 MHz
> einen Blindwiderstand von 50 Ohm, der in Reihe mit deinem Heizwiderstand
> liegt und entsprechend groß wird dein Meßfehler.
> An das 70cm-Band brauchst du damit gar nicht erst zu denken.

Meine scheinbar nicht! VSWR bei VHF (144-146MHz) perfekt und dies bei 
beiden von dir zerrissenen Aufbauten. Wie würdest du das erklären? Habe 
ich wieder beim messen was versaut? Trotz des guten Resultates habe ich 
die neue Platine nochmal überarbeitet um die thermische Masse zu 
verringern. Sie ist jetzt deutlich geschrumpft. Auch die Tests mit dem 
"Bürdepoti" welches bei nicht ganz genauem abkühlen den Startwert der 
Messung für die Nachführung einstellbar macht waren super.MFG

von Hp M. (nachtmix)


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herbert schrieb:
> und dies bei
> beiden von dir zerrissenen Aufbauten

Ich habe nur versucht den HF-mäßig schlechten Aufbau der ersten Platine 
ungefähr nachzubilden.
Zur der Neuen (SMA?) habe ich nichts gesagt, weil mir da der 
Größenvergleich fehlt.
Aber auch da gibt es Verbesserungsmöglichkeiten bezgl. der 
Bauteilpositionierung.

Im Sinne einer geringen thermischen Trägheit solltest du auch nicht so 
viel Lötzinn an dem SMD-Widerstand auftragen, wie es auf der ersten 
Platine zu sehen ist.
Die Maße des Widerstands sind bekannt, die Wichte der Al2O3 Keramik 
beträgt knapp 4 und die spezifische Wörmekapazität liegt bei etwa 1 
J/(K*g).
Der Körper der Widerstände besteht aus Al2O3-Keramik mit einer Dichte 
von knapp 4 und einer spezifischen Wärmekapazität von etwa 1J/g.
Die Dichte eines Sn63Pb37 beträgt vergleichweise 8,4 also gut das 
Dopppelte, und seine spezifische Wärmekapazität liegt bei etwa 0,17 
J/(K*g).
Auch das thermisch fest angekoppelte Kupfer der Leiterbahnen mit einer 
spezifischen Wärmekapazität von etwa (0,4 J/K*g) sollte man nicht 
vergessen.

Diese thermischen Massen, sowie der Wärmeabfluss in die Platine, wären 
für das Zeitverhalten entscheidend, wenn du einen NTC direkt mit der 
HF-heizen würdest, wie es in kommerziellen Produkten gemacht wurde. 
(Zwei gleichstrommäßg hintereinander und HF-mäßig parallel liegende NTCs 
mit NF oder DC auf insgesamt 200 Ohm geregelt, sowie eine identisch 
aufgebaute Zelle zur Kompensation der Umgebungstemperatur).
Bei dir aber wird das Zeitverhalten noch durch die vergleichsweise 
schlechte thermische Kopplung der Abschlusswiderstände mit dem NTC 
verlangsamt.


P.S.:
herbert schrieb:
> Meine scheinbar nicht! VSWR bei VHF (144-146MHz) perfekt

Weil die Länge des Kabels zwischen SWR-Meter und deinem Aufbau zufällig 
passt?

: Bearbeitet durch User
von herbert (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Ich habe nur versucht den HF-mäßig schlechten Aufbau der ersten Platine
> ungefähr nachzubilden.

Bei HF gibt es kein "ungefähr". Es sind nicht die neuen Platinen mit 
denen ich den Test gemacht habe sondern mit genau genau dem Aufbau, die 
du oben in den Bildern sehen kannst. Im übrigen bin ich weit davon weg 
es so wie die "Profis" machen zu wollen. Das wäre ja dann nicht mehr so 
spannend wie der Weg es so primitiv wie es gerade noch geht zu machen. 
Mit der erzielten Treffsicherheit beim händischen nachführen bin ich 
mehr als zufrieden. Wo ich mir noch etwas wünschen würde wäre ein 
flotteres abkühlen des Wandlers in Richtung des Startwertes am NTC. Da 
versuche ich mit den neuen Platinen eine Verbessserung zu erzielen.Eine 
Leistungsermittlung zb. der maximalen Lestung wie ich sie für den 
Thermowandler vorgesehen habe von 250mW dauert im Augenblick bei 27Grad 
Raumtemperatur fast zwanzig Minuten mit Übung. Darin schlägt die 
Abkühlphase mit über 10 Minuten zu Buche.Aber bei weniger Leistung geht 
es schon etwas flotter und bei Zimmertemperatur von 22 Grad auch. Ich 
bin überzeugt ,in dieser Zeit kann man 100 Messungen mit einem 
unkalibriertem Diodentastkopf oder ebenfalls unkalibriertem AD 2307 
Tastkopf machen und notieren. Nur, nachdem zu alle geschrieben hast 
brauchst du noch zusätzliche 5 Minuten um hinter jedem Ergebnis ein 
Fragezeichen hinzumalen. Gut ich habe nur ein Ergebnis aber das 
mindestens im Bereich < 5%.Unterhalb 1mW kann es auch <10% sein und bei 
200µW würde ich die untere Grenze sehen. Ich vertraue meiner Messung 
deshalb weil ich bis heute mindestens 60 Testmessungen durchgezogen habe 
und meinen Aufbau somit kenne. Da die HF Seite zumindesten bis 2m 
perfekt ist und ich für 70cm auch nichts schlechteres erwarte,kann ich 
sehr zufrieden sein. Das einzige Manko ist halt ,dass es Geduld 
erfordert. Die habe ich genauso wie ich sie haben muß wenn ich einer 
japanischen Teezubereitung beiwohne. Es gibt in der Tat schlimmeres 
...gehe mal in ein Dialysezentrum...da ist die Mutter der  Geduld zu 
Hause ;-)Ich finde es geil nach einer Simulation die Sichtblende des DMM 
abzunehmen um zu sehen wie gut ich blind nach Ohmmeter nachgeführt 
habe.Im übrigen finde ich das arbeiten mit so einer alten LCR Messbrücke 
wie man sie von früher her kennt deutlich schlimmer.

von HabNix (Gast)


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Der 50-Ohm-HF-Widerstand wird einseitig an die Wärmesenke angeschlossen, 
die dafür sorgt, dass sich die Umgebungstemperatur nur sehr langsam 
ändern kann und der Messanschluss (Handwärme) temperaturmäßig entkoppelt 
wird. Durch die Wärmesenke wird der Abschlusswiderstand nach der Messung 
schnell wieder auf Umgebungstemperatur heruntergekühlt.
SWR-Messungen ohne Angabe der Messtechnik sind nutzlos. Der 
SWR-Messaufbau sollte so empfindlich sein, dass schon Fehlanpassung 
durch Adapter gemessen werden können. Vergiss Diamond, Maas und Co.
Der Mess-NTC muss sehr klein sein. Ich verwendete K19-NTCs gepaart von 
Siemens. Durchmesser ca. 0,3mm! Die Anschlussdrähte aus Platin und sehr 
dünn. Heute würde man evtl. mit SMD-NTC, Bauform 0402 oder 0201, ca. 
100k 1% gute Ergebnisse erziehlen. Das Problem dürfte sein, geeignete 
Anschlussdrähte zu bekommen und zu befestigen.

MfG

von herbert (Gast)


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HabNix schrieb:
> Durch die Wärmesenke wird der Abschlusswiderstand nach der Messung
> schnell wieder auf Umgebungstemperatur heruntergekühlt.

Was ist bei thermischen Geschichten schnell? Mein Sensor misst 1.2 mm 
und der Wärmeschluss ist bei perlenförmigen Sensoren nicht optimal. Mein 
metallener Aufbau dürfte halt bei 250 mW ordendlich Wärme speichern und 
dementsprechend wird der auch langsam wieder kalt. Aber was die Funktion 
und die Reproduzierbarkeit angeht will ich nicht meckern. Das geht 
zuverlässig wenn man das Prozedere einhält. Es ist halt wichtig, dass 
die Nachführmessung den gleichen ohmschen Arbeitsweg zurücklegt wie die 
HF-Mesung. Ist dies von alleine nicht der Fall weil sich die 
Raumtemperatur geringfügig verändert, hat muß man mit einem "Bürdepoti" 
nachhelfen. Schlicht und einfach sollte es sein aber damit lässt sich 
leider kein Temperaturkompensierter Meßkopf aufbauen weil es dann nicht 
mehr schlicht wäre. Die neue Variante mit verändertem Layout wird so 
hoffe ich etwas flotter kalt werden. Es bestünde auch die Möglichkeit 
beim abkühlen mit einem Kalten Körper aus dem Kühlschranke dosiert 
anzuschieben. Das habe ich schon getestet und spart mir etwa die hälfte 
der Abkühlzeit ein. Spannend ist es allemal und meine VSWR Messung ist 
faktisch in Ordnung, getestet mit diversen Kabeln und unterschiedlichen 
Längen. Mein Daiwa ist nur für 2m und 70cm und taugt dazu allemal...ich 
bin ja kein Erbsenzähler;-) Komerzielle thermische Leistungsmesser bis 
300mW haben eine Genauigkeit von 0,01db. Darauf lege ich keinen Wert 
weil fürs Hobby wozu? Aber 20% oder größer will ich mir auch nicht 
antun.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo Herbert,

Deinen Thread verfolge ich nun einige Zeit.
Ich habe mich lange zurückgehalten aber jetzt ist es genug.
Deine Bemühungen in diesem Forum vor längerer Zeit weiss ich nicht
in den entspr. Kontext zu bringen, weil ich nicht weiss, wie das
mit dem Zitieren geht.


Was möchtest du:

'Traceable to the National Bureau of Standards?', willst du der PTB
Konkurrenz machen...??
Ich denke mal, die Sache mit dem Kaloriemeter können die Jungs besser.

> So, jetz habe ich endlich meine 2m Funke gefunden und gleich beide
> Thermowandler gestestet.

Na, das ist aber eine tolle Geschichte!
Und welche SWR-Geige hast du genommen, um 0 (null) Rücklauf zu
detektieren..??
Irgend so ein geheimnisvolles Teil  von WIMO o. ä.?

Hast du mal den Returnloss mit einer vernünftigen Brücke
(DJ7VY, UKW-Berichte vor -zig Jahren, HP8502) gemessen?
Kannst du ja nicht! Weder Brücke noch eine geeignete Signalquelle.
'Ich hantiere lieber mit Lämpchen, Thermocouple und Festwiderständen.'

Was soll dir dieses Teil bringen?
Nachdem du die Breite eines Sackhaars an einem C geändert hast, um
ein Filter abzustimmen, gehst du erstaml eine viertel Stunde
Kaffeetrinken?
So soll das sein?
Wohl kaum!

Auch wenn es dir stinkt, mach es so wie die Profis.
Gleich- oder Wechselstrombrücke, das Ergebnis ist das Mass der Dinge.

Dein Weg mag ja nicht falsch sein, aber Ergebnisse..??

73
Wilhelm

von herbert (Gast)


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Wilhelm S. schrieb:
> Dein Weg mag ja nicht falsch sein, aber Ergebnisse..??

...sind gut und vertrauenswürdiger als sämliche aufbauten zum messen von 
Hf-Leistung die der Durchschnittsamateur nicht kalibrieren kann weil ihm 
nichts geschenkt wurde womit diese Aufbauten zu überprüfen sind.ich habe 
mehrfach erwähnt ,dass es mir auch darum gehr das so primitiv wie 
möglich zu machen und narrensicher...immer vorrausgesetzt man ist nicht 
nur Teoretiker sondern auch ein guter Praktiker. Selbst wenn ich wollte 
, wie die "Profis" kann ich das gar nicht machen.Aber für ein 
Amateurtaugliches Ergebnis ist das auch nicht notwendig. Man braucht 
tatsächlich keinen Mercedes S Klasse um nach Rimini zu kommen das geht 
mit einem Käfer auch.

Wilhelm S. schrieb:
> Was soll dir dieses Teil bringen?
> Nachdem du die Breite eines Sackhaars an einem C geändert hast, um
> ein Filter abzustimmen, gehst du erstaml eine viertel Stunde
> Kaffeetrinken?
> So soll das sein?
> Wohl kaum!

Wer keine Geduld hat und nervös wird muß zu seiner Bank gehen und sich 
bei den diversen Altgerätehändlern was kaufen.;-)Im übrigen würde ich 
mit meinem Teil kein Filter abstimmen wollen wie kommst du da drauf? 
Genau für den Zweck habe ich einen unkalibrierten Diodentastkopf.Der 
kann aber nicht messen sonder nur schnell etwas anzeigen.Ein großer 
Unterschied vom Einsatzzweck her...oder nicht?
MFG

von herbert (Gast)


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Hallo zusammen!

So, ich habe meine experimentelle Phase abgeschlossen.Ich habe noch 
versucht Hf mäßig etwas zu verbessern allerdings mit gravierenden 
thermischen Folgen. Den neuen Stecker für Printmontagen kann man 
definitiv vergessen, die dazugehörige LP auch. .Zu viel Masse und die 
dafür erforderliche Leiterplatte haben den Aufbau im Vergleich zur 
Alu-case Version von der Empfindlichkeit her um 50% verschlechtert. Die 
isolierten Buchsen von Telegärtner sind vom thermischen Verhalten her 
nicht schlecht,oder eine teuere Variante mit Kunstoffflansch von Radiall 
...leider teuer mit über 8 Euro. Trotzdem habe ich den ersten Aufbau 
noch etwas optimieren können. Das aus thermischen gründen geplante MDF 
Gehäuse wird zwei Messtellen beinhalten.Hat der Aufbau eine stabile 
Differenz, werde ich simultan messen. Wenn nicht, dann  seriell und den 
zweiten Thermowandler für eine Nachkontrolle nutzen. Zeit also für den 
ersten wieder kalt zu werden.
So, außer zwei Kritiker hat sich hier nichts getan was Interesse 
vermuten lässt. Deshalb schließe ich hier meinen Thread und verzichte 
darauf weiter zu berichten.

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