Hallo, ich möchte den Eingangsstrom in eine Laserröhre messen. Das Potential liegt bei ~20kV mit großer Variation, der Strom bei einigen 10mA und die Änderung im us Bereich. 10% Fehler bei der Messung wären akzeptabel. Gibt es Hobbymittel, mit denen das möglich ist? Eine Fiberoptic Probe ist viel zu teuer.
Interessiert dich der Gleichanteil? Wenn nicht, bastel dir eine HF-Stromzange (Ferritkern+ ein paar Windungen Coax). 73
Frank G. schrieb: > ich möchte den Eingangsstrom in eine Laserröhre messen. Das Potential > liegt bei ~20kV mit großer Variation, der Strom bei einigen 10mA und die > Änderung im us Bereich. 10% Fehler bei der Messung wären akzeptabel. > Gibt es Hobbymittel, mit denen das möglich ist? Kommt drauf an. Ich hab mal einen potentialfreien Tastkopf mit PoF gebaut. Einfach einen halbwegs schnellen OPV als invertierender Verstärker. Als Empfänger ebenso eine PoF Photodiode SFH250 oder ähnlich mit Transimpedanzverstärker. Meine Anwendung damals braucht keine MHz, da reichen ein paar hundert kHz als Bandbreite. 1-2MHz sollten drin sein. 10MHz? Vielleicht, wenn man die richtige LED und Verstärker benutzt. Die Photodiode sind meistens schnell genug. Siehe Anhang. Die Version ist bipolar. Das brauchst du wahrscheinlich nicht. Das größte Problem an dem Ding ist die schwankende Kalibrierung, denn die übertragung ist analog. Jedes Biegen des LWL oder neu Einstecken erfordert eine Neukalibrierung. Das hab ich dann auch in die Schaltung eingebaut. Dazu gab es auch mal ein Projekt im Netz, das deutlich mehr Bandbreite erreicht hat. https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe Professionelle Tastköpfe dieser Art findet man hier in allen Preisklassen. https://www.mikrocontroller.net/articles/Oszilloskop#Links_&_Literatur
Frank G. schrieb: > Bekomme ich denn damit die Auflösung bei 10mA? Schafft man. Aber das Problem könnte die untere Grenzfrequenz sein. Bis auf welche Frequenz willst/musst du in Richtung Gleichspannung messen?
Ich geb ja zu, mit Laserroehren hab ich noch nix gemacht, aber kann man nicht das Groundpotential mit einem Widerstand um 1V rauflegen? Bei 20kV sollte sich doch da der Einfluss in Grenzen halten. Vanye
Ingo L. schrieb: > 20kV und Hobby vertragen sich nicht Doch, das geht. Ich lass jetz mal die ganzen 'es werden alle sterben, HV ist gefährlich, lass das sein' Belehrungen weg. Ein normaler Oszi Tastkopf bildet einen Spannungsteiler aus integrierten Vorwiderstand mit dem Abschlusswiderstand im Oszi. Schaltest Du also eine HV feste Reihenschaltung von Widerständen vor einen normalen Tastkopf, erhälst Du einen HV festen Tastkopf mit Teilungsverhältnis X. Das mechanisch stabil aufgebaut, mit odentlich Isolation ohne Luftkriechstrecken, und Du hast einen HV Tastkopf der besser ist als alles was für <200€ fertig zu kaufen ist. Ob der dann 20Mhz packt, hängt vom Aufbau ab und wie weit Du den kompensiert bekommst. HV bedeutet entweder sehr teuer von jemand zu kaufen, der es in Kleinserie gebaut hat, oder es selber zu bauen. Das dumme an 20KV und Laser ist, das hinter den 20KV wirklich Wumms steckt und das es DC ist. Ich rate davon ab, ich rate zur höchsten Vorsicht, sehr überlegtem Vorgehen und penibler Ordnung am Arbeitsplatz, an dem die isolationswerte von jedem Material bekannt sind und was es bei HV DC tut. HV Verbrennungen sind äußerst schmerzhaft und tief, wie ich an popeligen 1200V erfahren musste. Bei 20KV/300W habe ich keine Bewegung getan die ich nicht vorher dreimal überlegt hatte und der zweite Mann zur Absicherung war immer dabei.
Frank G. schrieb: > Gibt es Hobbymittel, mit denen das möglich ist? Eine zeitliche Auflösung im us Bereich verbietet eigentlich digitale Erfassung und Übertragung. Eine Messung des Stroms über einen shunt ist mit auf den 20kV schwebender Versorgung (9V Blockbatterie) problemlos, aber die Weiterleitung muss 20kV isolieren, der übliche Optokoppler scheidet aus. Und schon kommt man zur analogen Fiberoptik, die nicht so schwer ist: Ein OpAmp regelt den Strom durch eine LED in dem er die Helligkeit per Photodiode erfasst. Ein Lichtleiter bekommt Licht ab und leitet es an eine Photodiode zur Auswertung. Das sollte besser als 10% werden und man braucht keinen Laser (obwohl es mit ihm auch gehen würde, 0 ist dann nicht kein Licht) aber Laser haben das Problem dass man die Laserleistung messen können muss um den maximalen Photostrom einstellen zu können (ja, es gäbe CD-Player Pickups mit eingestellten Potis, aber die zu zerlegen und das Umfeld zu schaffen unter Beibehaltung des Maximalstroms ist auch mühsam). Ich denke, das lässt sich für unter 10 EUR aufbauen. Lichtdichtes Gehäuse und fertig.
Falk B. schrieb: > Die Photodiode sind meistens schnell genug. Um die Geschwindigkeit einer Photodiode zu erhöhen, hilft es, deren Kapazität durch eine kräftige Vorspannung zu minimieren.
Michael schrieb: > Doch, das geht. Aber nicht so wie du das beschreibst. > Ein normaler Oszi Tastkopf bildet einen Spannungsteiler aus integrierten > Vorwiderstand mit dem Abschlusswiderstand im Oszi. Nö, da fehlt die kapazitive Symetrierung. > Schaltest Du also eine HV feste Reihenschaltung von Widerständen vor > einen normalen Tastkopf, erhälst Du einen HV festen Tastkopf mit > Teilungsverhältnis X. Der bestenfalls Gleichspannung messen kann. > Das mechanisch stabil aufgebaut, mit odentlich Isolation ohne > Luftkriechstrecken, und Du hast einen HV Tastkopf der besser ist als > alles was für <200€ fertig zu kaufen ist. Dream on ;-) > Ob der dann 20Mhz packt, hängt vom Aufbau ab und wie weit Du den > kompensiert bekommst. AHA! Er will aber gar keine 20kV messen, sondern einen Strom, der auf 20kV Potential liegt!
Michael B. schrieb: > Frank G. schrieb: >> Gibt es Hobbymittel, mit denen das möglich ist? > > Eine zeitliche Auflösung im us Bereich verbietet eigentlich digitale > Erfassung und Übertragung. OMG! Schon wieder so ein Gesülze! Sag das mal den Leuten, die sowas bauen! https://www.tek.com/en/products/oscilloscopes/oscilloscope-probes/isovu-isolated-probes Ist halt keine Bastlerlösung! > Ich denke, das lässt sich für unter 10 EUR aufbauen. Lichtdichtes > Gehäuse und fertig. Jaja, sprach Derjenige, der das noch niemals auch nur ansatzweise aufgebaut hat.
Häng halt an GND-Seite z.B. Shunt rein und dann klassisch mit Differentialprobe. Genau das gleiche wie bei Röngtenröhre, da hast auch 50-100kV, den Trafo für Kathode legst auf GND mit Labornetzteil, dafür die Anode auf HV. Solange anständig geerdet ist, passiert dem Oszi etc. auch nix.
Magnus M. schrieb: > https://www.pollin.de/p/differenz-stromsensor-vacuumschmelze-t6040n4646x95081-300-ma-5-v-180071 DC-10kHz
irgendwo muss die Röhre auch GND haben, bitte dann dort messen und nicht da, wo es gefährlich werden könnte.
Falk B. schrieb: > OMG! Schon wieder so ein Gesülze! Sag das mal den Leuten, die sowas > bauen! Was ist das denn wieder für ein Geblöke der Dümmsten Kuh ? > Ist halt keine Bastlerlösung Eben. Hätte ich schreiben sollen "Eine zeitliche Auflösung im us Bereich verbietet eigentlich dem Bastler digitale Erfassung und Übertragung" damit es auch der Dümmste hier versteht ?
Rote T. schrieb: > Häng halt an GND-Seite z.B. Shunt rein und dann klassisch mit > Differentialprobe. > > Genau das gleiche wie bei Röngtenröhre, da hast auch 50-100kV, den Trafo > für Kathode legst auf GND mit Labornetzteil, dafür die Anode auf HV. > > Solange anständig geerdet ist, passiert dem Oszi etc. auch nix. Wobei gerade bei verschiedenen Röhren (z.B. im Mikrowellenofen) das Groundpotential auch auf der Plusseite sein kann.
Harald W. schrieb: > Wobei gerade bei verschiedenen Röhren (z.B. im Mikrowellenofen) > das Groundpotential auch auf der Plusseite sein kann. Aber Mikrowelle hat irgendwas 2-5kV, die Windungen für Kathode am Trafo isoliert man ggf noch mit ein paar Lagen Plastikfolie gegen GND. Bei vielen kV wie bei Röntgenröhre geht das dann nicht mehr so einfach.
Falk B. schrieb: > Dream on ;-) Brauch ich nicht, habs ja gebaut und erfolgreich verwendet. Falk B. schrieb: > Der bestenfalls Gleichspannung messen kann. Aha. Was Du so alles weißt. Na dann kann ich ja einpacken, bei so viel geballter Fachkompetenz. Falk B. schrieb: > Er will aber gar keine 20kV messen, sondern einen Strom, der auf 20kV > Potential liegt! Tja, das hast Du wohl recht. Hab ich nicht aufmerksam genug gelesen. Dann versteh ich das ganze Problem nicht. Eine Seite der Quelle auf PE und mit einem popeligen 0815 TK den Strom über Shunt messen.
Michael schrieb: >> Dream on ;-) > Brauch ich nicht, habs ja gebaut und erfolgreich verwendet. Aber mal ganz sicher nicht so, wie du es beschrieben hast.
Falk B. schrieb: > Frank G. schrieb: >> Bekomme ich denn damit die Auflösung bei 10mA? > > Schafft man. Aber das Problem könnte die untere Grenzfrequenz sein. Bis > auf welche Frequenz willst/musst du in Richtung Gleichspannung messen? Realistischerweise wirst du so zwischen 30...100kHz und 1..100MHz einen flachen Frequenzgang haben. Man könnte da sicher noch etwas weiter runter gehen, wenn man entsprechende aktiven Filter designed... aber viel unter 10kHz ist IMHO nicht drinnen.
Falk B. schrieb: > Aber mal ganz sicher nicht so, wie du es beschrieben hast. Falk, Du bist ein gottgleiches Wesen. Falk ist unfehlbar, Falk weiß alles, Falk sieht alles und Falk sitz über jeden zu Gericht. Doch, genauso wie ich es beschrieben habe. Mal einen billigen 100Mhz Tastkopf geöffnet? Da ist nix drin was einen vor Ehrfurcht niederknien lässt. Klar, der perfekte Abgleich ist völlig ohne weitere Maßnahmen kaum möglich. Darum geht es oft aber auch garnicht. Mich kümmert nicht der exakte Signalverlauf aufs halbe Volt bei 20KV. Ich weiß das ich bestimmte Anteile nicht sehe und nicht alles was ich sehe ist wirklich da. Das tägliche Brot bei Schaltnetzteilen auch mit super duper Tek Tastköpfen. Damit kann ich leben. Mein billo DIY Tastkopf war um Welten besser als der 500€ Fluke 80K-40. Und wenn ich es darauf angelegt hätte, hätte ich den natürlich auch mit Kapazitäten noch trimmen können.
Das Thema ist aber nicht Spannungsmessung von 20kV, sondern Strommessung im mA Bereich auf 20 KV Potential. @Frank G. Es ist dein Thread und deine Frage. Wenn du hier nicht mal auf Rückfragen reagierst und erklärst warum du nicht im Massezweig messen kannst dann brauchst du dich später nicht beschweren wenn du keine brauchbareren Antworten bekommen hast.
Michael schrieb: > Falk B. schrieb: > Doch, genauso wie ich es beschrieben habe. > Mal einen billigen 100Mhz Tastkopf geöffnet? Ich hab sogar schon mehrere HV-Tastköpfe geöffnet. > Da ist nix drin was einen vor Ehrfurcht niederknien lässt. Jain. > Damit kann ich leben. Das ist gar nicht der Punkt. In deiner Beschreibung fehlt die kapazitive Symmetrierung der HV-Widerstände. Ohne die geht es nicht.
Die Ausgangsstrommessung mache ich ohnehin. Die Röhre ist aber beim Einschalten hochgradig nicht ohmisch und ich will wissen, wie sich die Ladung während der ersten us in der Röhre bewegt. Invertieren funktioniert nicht, da sich dann das Verhalten der Röhre ändert. Ich brauche also den Eingangsstrom auf der Hochspannungsseite. Eine 30kV Meßspitze baue ich gerade nach diesem Beispiel: https://www.youtube.com/watch?v=Rl8I4PO66Uw Eine Differenzmessung mit Zweien davon ist zu ungenau, da die Differenz auch um 1000 kleiner wird. Ansonsten schlaue ich mich gerade bezüglich der hier gemachten Vorschläge zur analogen PoF auf. Könnte man die gemessene Spannung nicht in eine Frequenz eines Rechtecksignals umwandeln und diese dann über die Fiber übertragen? Dann viele die Rekalibrierung weg.
Frank G. schrieb: > Könnte man die gemessene Spannung nicht in eine Frequenz eines > Rechtecksignals umwandeln und diese dann über die Fiber übertragen? Kann man, wurde auch vor vielen Jahrzehnten so gemacht (U/F Konverter). Aber sicher nicht, um Mikrosekundenschnelle Vorgänge zu erfassen . . .
Falk B. schrieb: > Aber sicher nicht, um Mikrosekundenschnelle Vorgänge zu erfassen . . . Ups, Denkfehler.
Frank G. schrieb: > Könnte man die gemessene Spannung nicht in eine Frequenz eines > Rechtecksignals umwandeln und diese dann über die Fiber übertragen? Dann > viele die Rekalibrierung weg. Welche Frequenz soll das sein damit deine '10MHz' ausreichend aufgelöst werden, reicht da 1GHz ?
Ich mein, wenn es nur zur einmaligen Testzwecken ist, kann man auch das Oszilloskop auf die 20kV stellen und mittels Batterie betreiben, wenn es das kann. Es gib auch Picoscopes, die das können und per WLAN bedienbar sind. Nur darf man dann mal ganz sicher NICHT mehr anfassen ;-) https://www.tiepie.com/en/wifi-oscilloscope
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Falk B. schrieb: > kann man auch das > Oszilloskop auf die 20kV stellen Das hatte ich auch überlegt. Ich habe so ein Batteriebetriebenes Gerät (sollte man vielleicht nicht Oszilloskop nennen). Da ist die Auflösung aber ziemlich gering. Da es hier um us geht, müßte ich noch testen, ob die Synchronisation des Triggers (wenn überhaupt möglich bei dem Ding) genügend präzise ist. Dann müßte noch sicher sein, daß im Gerät keine Kapazitäten existieren, die beim schnellen anlegen von 20kV doch eine hohe Spannung erzeugen. Ich benutze momentan alle 4 analogen Kanäle, ein paar digitale und brauche den Vergleich dazwischen - kann also nicht die gesamte Messung auf hohes Potential bringen. Die WIFI Scopes sehen interessant aus, sind aber auch sehr teuer.
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Frank G. schrieb: > die Synchronisation des Triggers (wenn überhaupt möglich bei dem Ding) > genügend präzise ist. Und nach nochmaligen Durchlesen meines Textes, ist das natürlich der Grund, warum es nicht geht. Hier bräuchte ich einen WIFI Trigger.
Es gibt auch schnelle Stromzangen mit mehreren MHz Bandbreite, die auch DC messen können. Die kosten aber auch ORDENTLICH Cash! Die könnte man über ein HV-Kabel führen.
Ja, mit genügend finanziellem Einsatz gibt es da mehrere Möglichkeiten, z.B.: https://saker-mv.com/fiber-isolated-voltage-probe/ oder die von Langer aus deinem Link. Wenn ich so etwas öfters machen würde, würde ich ja vielleicht darüber nachdenken.
Und warum kannst du nicht auf der Lo Seite messen? Laserröhren (Ist das eine HeNe Röhre?) habe meist einen Arbeitswiderstand, so dass ein 50 Ohm Stromshunt nichts machen sollten, wenn er denn im GND Zweig liegt. 50 Ohm passen dann auch zur breitbandingen Messung.. wenn denn das Scope auch 50 Ohm Impedanz hat;) Wie sieht denn das Netzteil aus?
Henrik V. schrieb: > Und warum kannst du nicht auf der Lo Seite messen? Siehe oben: Die Ausgangsstrommessung mache ich ohnehin. Die Röhre ist aber beim Einschalten hochgradig nicht ohmisch und ich will wissen, wie sich die Ladung während der ersten us in der Röhre bewegt. Invertieren funktioniert nicht, da sich dann das Verhalten der Röhre ändert. Ich brauche also den Eingangsstrom auf der Hochspannungsseite.
Frank G. schrieb: > Die Ausgangsstrommessung mache ich ohnehin. Die Röhre ist aber beim > Einschalten hochgradig nicht ohmisch und ich will wissen, wie sich die > Ladung während der ersten us in der Röhre bewegt. > Invertieren funktioniert nicht, da sich dann das Verhalten der Röhre > ändert. > Ich brauche also den Eingangsstrom auf der Hochspannungsseite. Ich versteh es noch nicht. Warum ist der Ausgangsstrom des NT ein anderer als der Eingangsstrom der Röhre, warum fliesst auf HV+ ein anderer Strom als auf HV-(PE?)? Frank G. schrieb: > Könnte man die gemessene Spannung Im Prinzip kannst Du alles was Du willst mit einer batteriebetriebenen MCU messen und per Funk übertragen. Verhindert mehrfache AD / DA Wandlung und löst das Problem der schnellen optischen Übertragung. Laserröhren habe ich noch keine angesteuert, aber einen Leuchtstofflampendimmer gebaut. Bis zu 1200V Startspannung die ähnlich der Laserröhre je nach Dimmstufe und Temperatur des Plasmas auf <100V zusammenbrachen. Der Trick war nach dem Zünden für ein paar 100ms mit hohem Strom weiterzufahren, damit das Plasma auf Temperatur kommt. Läuft die Röhre erst stabil, traten keine schnellen Änderungen mehr auf die mein NT nicht hätte ausregeln können. Die Ladung bewegt sich erstmal kaum, das Gas isoliert, wird ionisiert, die beginnende Koronaentladung erhitzt das Gas und es wird geradezu schlagartig leitend. Zuerst jedoch nur im Ionisationskanal, der Rest des Gases ist noch kalt, deswegen bricht die Reaktion auch so schnell wieder zusammen. Die Temperatur der Röhre hat großen Einfluss auf Startverhalten und Betriebsspannung. Vielleicht ist was davon bei Dir übertragbar.
Gelegentlich bekommt man eine alte P6042 Stromzange von TEK für 300€. Die kann DC-50MHz bis in den mA Bereich. Da passen 4mm durch. Mit einem teflonisoliertem Kabel sollte es gerade für 20kV reichen. Vielleicht eine passende Stromzange (+Grundgerät) leihen? Die neuen TEK Stromzangen umfassen 5mm. Eine TCP303 (DC-15MHz ab 5mA) kann 21x25mm, das reicht zur Isoltion dann sicher. (Oder den Vorgänger A6303) https://download.tek.com/datasheet/TCPA300-400-Datasheet-EN-US-60W-16458-14.pdf
> aber Laser haben das Problem dass man die > Laserleistung messen können muss um den maximalen Photostrom einstellen > zu können Sollte das nicht im Datenblatt der Laserdiode stehen? Also Diodenstrom vs. Laserleistung? Zur Not muss man den Strom durch die Laserdiode ja nicht bis zum Maximum aussteuern wollen. Und Laserdioden haben oft auch eine eingebaute Monitordiode, was die praktische Realisierung enorm erleichtern wuerde. POF wuerde ich ja nun gar nicht in Betracht ziehen. Eher eine SM/MM-Strecke mit stabilen Verbindern...
Frank G. schrieb: > Ich brauche also den Eingangsstrom auf der Hochspannungsseite. Ist das keine klassische Laserröhre, wie z.B. HeNe? Die haben zwei Anschlüsse, da fließt oben genau der Strom rein der unten wieder rauskommt. Und Strommessung mit Lowside-Shunt ist da Stand der Technik seit 50 Jahren.
Motopick schrieb: > POF wuerde ich ja nun gar nicht in Betracht ziehen. Warum nicht? > Eher eine SM/MM-Strecke mit stabilen Verbindern... Single mode für die Bandbreite und Entfernung? Vollkommener Overkill!
> Single mode für die Bandbreite und Entfernung? Vollkommener Overkill!
Von denen habe ich einen (kleinen) Karton voll.
Also noch richtige Laserdioden und die passenden Empfaenger
und keine SFP oder SFP+.
Und es stoert ja nicht. :)
Ausserdem wuerde ich eine bessere Konstanz in der Uebertragung erwarten.
Meine Meinung: Strommesung mit Shunt im Fusspunkt wäre denkbar. - Spannungsmessung 20 kV bei 10 Mhz mit üblichen Hochspannungstastköpfen: ausgeschlossen! Solche, wie z.B. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTm7rSZrnRcD8HwVoyQAwRGL59LN_lKXPFswuyNlx3HHOjZR1eMenPW13zBFh8&s (habe ich auch mal, DC bzw. 50 Hz, bis 1000 V kalibriert) sind nur bis Netzfrequenz 50/60 Hz geeignet/spezifiziert.
Motopick schrieb: > Sollte das nicht im Datenblatt der Laserdiode stehen? > Also Diodenstrom vs. Laserleistung Man merkt, du hattest noch nie mit Laserdioden zu tun. Es gibt da eine Abweichung um mehr als 1:2 nach oben und unten, und zudem eine Abweichung von mehr als 1:2 bei der Monitorphotodiode, das geht von Laserschwelle nicht erreicht bis Beschädigung. Motopick schrieb: > Zur Not muss man den Strom durch die Laserdiode ja nicht bis > zum Maximum aussteuern wollen. Na ja, nur geht es untenrum ja auch nicht bis 0, sondern da kommt die Laserschwelle. Ob dem Benutzer 20% Helligkeitsschwankung und damit Photostromschwankung auf Empfängerseite ausreicht um seine gewünschte Genauigkeit zu erreichen ?
Ich möchte den Verlauf des Stroms in den ersten Mikrosekunden messen. Bei einer 1m langen Röhre ist da allein aufgrund der Unterschiedlichen Driftgeschwindigkeiten der Ladungsträger der Strom an Ein- und Ausgang in Zeit und Größe nicht gleich. Dazu kommen noch diverse andere Phänomene. In folgender Veröffentlichung ist das schön zusammengefasst: https://link.springer.com/article/10.1134/S1063780X20100049
Frank G. schrieb: > Ich möchte den Verlauf des Stroms in den ersten Mikrosekunden messen. Weiciel Mikrosekunden? 10? Das sind irgendwas um die 30kHz untere Grenzfrequenz. Das könnte mit einem HF-Stromwandler klappen. Oder halt doch der Eigenbau mit LWL mit dem Projekt von hackaday. https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe Das kann man ggf. sogar noch ein wenig vereinfachen.
1us Auflösung wäre schon das mindeste. Ich tendiere auch momentan zu der Hackaday Lösung. Ich habe den Autor mal angeschrieben, ob es evt. neuere Files gibt, wo er seine Änderungen bereits eingebaut hat.
Frank G. schrieb: > 1us Auflösung wäre schon das mindeste. Naja, das Ding ist ja nicht digital. Ein 10 MHz Tiefpass 1. Ordnung hat 30ns Anstiegszeit. Das ist schon flott. Selbst lausige 3MHz haben schon 100ns Anstiegszeit, was hier möglicherweie auch reichen sollte. Aber mit den schnellen Empfängern und Sendern kriegt man 10 MHz und mehr hin. Im Artikel gibt es Screenshots mit 10ns Anstiegszeit, das sind die 30MHz aus dem Artikel.
Ingo L. schrieb: > 20kV und Hobby vertragen sich nicht, also eher nicht... Warum? Ist doch voll ungefährlich, solange der Strom winzig bleibt, oder der Abstand groß genug.
Frank G. schrieb: > 1us Auflösung wäre schon das mindeste. Probier das wirklich Mal mit einem Stromwandler... Ferritkern, bisserl coax und gut ists. Beim wicklungsverhältnis musst du experimentieren, damit du mit der Empfindlichkeit vom schope hinkommst. 73
Hans W. schrieb: > Probier das wirklich Mal mit einem Stromwandler... Dürfte ich alles hier haben. Werde ich mal probieren...
Frank G. schrieb: > Bei einer 1m langen Röhre ist da allein aufgrund der Unterschiedlichen > Driftgeschwindigkeiten der Ladungsträger der Strom an Ein- und Ausgang > in Zeit und Größe nicht gleich. Eine Ionisationsstoßwelle die Ladung 'oben' aufnimmt und mit Verzögerung 'unten' wieder abgibt? Kann man das so umschreiben? Also würde ein HV Kabel durch einen 0815 Stromwandler reichen. Entweder nur AC mit Drahtwickel oder AC + DC mit Hallsensor im geschlitzen Kern. Jens B. schrieb: > Ist doch voll ungefährlich, solange der Strom winzig bleibt, oder > der Abstand groß genug. Nur würde ich eine 1m Laserröhre nicht mehr unter 'winzige Leistung' verbuchen und was bei HV DC 'genug Abstand' ist, ist recht wandelbar. Bei 20KVDC mit derartiger Leistung kann man garnicht vorsichtig und überlegt genug vorgehen, weil man keinen zweiten Versuch hat.
> Nur würde ich eine 1m Laserröhre nicht mehr unter 'winzige Leistung' > verbuchen und was bei HV DC 'genug Abstand' ist, ist recht wandelbar. > Bei 20KVDC mit derartiger Leistung kann man garnicht vorsichtig und > überlegt genug vorgehen, weil man keinen zweiten Versuch hat. Jetzt wissen wir halt immer noch nicht, was es für eine Laserröhre ist. Eine HeNe mit einem Meter hat einige 10 mW optische Leistung und das Netzteil tut zwar weh, ist aber ungefährlich. Krypton, Argon oder Mischgas ist schon ne andere Hausnummer, da fließt schon richtig Strom, von CO2 ganz zu schweigen.
Michael schrieb: > durch einen 0815 Stromwandler Welchen würdest du denn da nehmen? Da habe ich natürlich zuerst dran gedacht. Bei Farnell z.B. gehen Stromwandler aber nur bis max. 1kHz. und es gibt nur wenige für kleine Ströme.
Frank G. schrieb: >> durch einen 0815 Stromwandler > > Welchen würdest du denn da nehmen? Jaja, es leben die Allgemeinplätze ;-) > Da habe ich natürlich zuerst dran gedacht. Bei Farnell z.B. gehen > Stromwandler aber nur bis max. 1kHz. und es gibt nur wenige für kleine > Ströme. "Normale" Stromwandler, die von verschiedenen Herstellern und Technologien zu kaufen gibt, gehen nicht bis 1MHz und mehr. Das sind bestenfalls Stromzangen für Meßgeräte. Beitrag "Re: Messung von mA bei 20kV und 10MHz"
Frank G. schrieb: > Welchen würdest du denn da nehmen? Im einfachsten Fall so wie Hans w. geschrieben hat. Ferritkern, ein paar Windungen drum und ausmessen. Nur AC, aber das sollte reichen. Du kannst aber auch einen bewickelten Ringkern nehmen und da das HV Kabel durchstecken. Ist ja alles das gleiche Prinzip. https://www.mikrocontroller.net/articles/Stromwandler
Frank G. schrieb: >> durch einen 0815 Stromwandler > > Welchen würdest du denn da nehmen? Man kann es mit einem HF-Stromwandler für Schaltnetzteile versuchen. Da du ja kleine Ströme messen willst, sollte es einer mit wenigen Windungen sein. https://de.rs-online.com/web/p/stromwandler/7157068 Das Ding hat 50:1, nicht 10:1, hat jemand falsch abgetippt. https://www.digikey.de/de/products/detail/pulse-electronics/FIS101NL/5436678?s=N4IgTCBcDaIGIEkDKACAjABjQOQDIgF0BfIA
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Michael schrieb: > Im einfachsten Fall so wie Hans w. geschrieben hat. Ferritkern, ein paar > Windungen drum Das werde ich wie gesagt mal ausprobieren. Meine naive Annahme wäre, daß man für den kleinen Strom eine hohe Windungszahl braucht und damit die Frequenz begrenzt. Falk B. schrieb: > Man kann es mit einem HF-Stromwandler für Schaltnetzteile versuchen. Laut Datenblatt geht der bis 200kHz max. Anbei mal ein Bild des Ausgangsstroms (die gelbe Linie ist die Spannung über einen 100Ohm Widerstand). Das zeigt die o.g. Ionisationswelle. Die Signale der Elektronen sollten deutlich schneller sein.
Frank G. schrieb: > Anbei mal ein Bild des Ausgangsstroms Die zeitgleiche Messung von Rückleiter und HV wäre hilfreich. Ich hab da nämlich noch meine Bauchschmerzen mit 'Strom geht oben rein, aber unten erst mit Verzögerung raus, wegen Ionisationswelle'. Ob ich da Ionisationswellenereignisse sehe oder einfach nur den Ripple der HV Erzeugung der sich im Röhrenstrom zeigt, weiß ich nicht. Zumindest ist der Ripple der blauen Linie deutlich in der gelben zu sehen. Was ich sehe ist, das das entweder das Plasma bei geringem Strom abkühlt und beim nächsten HV ripple erst kein Strom fliessen will, oder das Regelverhalten des NT. Es gibt eine Untergrenze des Stromes ab der das nächste Ereigniss ein plötzlicher Stromanstieg ist. Der Strom fällt dann wieder langsam bis zu der Schwelle und das ganze wiederholt sich. Das kenne ich vom Leuchtstofflampendimmer. Da hatte ich durchlaufende Wellen auf den langen Röhren bei geringen Dimmstufen. Das hat mehr mit der endlichen Regelgeschwindigkeit des NT zu tun, das den rapide abfallenden Lampenstrom mit steigender Spannung kompensiert und sofort wieder im Überstrom landet und abregelt. Ein relativ kaltes Plasma ist nicht gut zu regeln, was zu diesen vielen kleinen Zündungen führt und zu einem unruhigen Lampenstrom. Es wäre nett aus Röhrenspannung und Strom den Widerstand der Röhre darzustellen. Dann mal mit viel Lampenstrom beginnen und schauen ab wann der Widerstand anfängt instabil zu werden. Was ist eigentlich das Ziel? Der Gas-Laser wird m.E doch nur einmal gestartet und ab da mit konstantem Strom betrieben, im Gegensatz zum Halbleiterlaser. Warum interessiert Dich also der Startvorgang?
Wenn Du mit nicht besonders guten Temperaturgang leben kannst, setzt doch eine LED direkt in den Lasterstrompfad und werte die Leuchtstaerke der LED aus.
Uwe B. schrieb: > Wenn Du mit nicht besonders guten Temperaturgang leben kannst, setzt > doch eine LED direkt in den Lasterstrompfad und werte die Leuchtstaerke > der LED aus. Hmm, bissel russisch, geht aber bei kleinen Strömen bis ca. 50mA ;-)
Uwe B. schrieb: > eine LED direkt in den Lasterstrompfad Das ist ja auch nicht viel anders als Falks oder die Hackaday Lösung. Du mußt genügend Abstand für die Isolation halten, die relative Position zwischen LED und Detektor muß immer gleich bleiben. Das ist eine Menge Bastellei mit 20kV auf einer Seite. Ich habe Platinen und Teile für die Hackaday Lösung bestellt: insgesamt unter 100€ .
Frank G. schrieb: > die relative Position > zwischen LED und Detektor muß immer gleich bleiben. PVC Rohr aus dem Baumarkt, an den Seiten LED + Detektor. Lichtdicht verpackt. Fertig ist der DIY Optokoppler.
Frank G. schrieb: > Ich habe Platinen und Teile für die Hackaday Lösung bestellt: insgesamt > unter 100€ . Naja, berichte mal, wie das läuft. Ich halte ja die OPVs ein wenig ARG überdimnensioniert! Für 30MHz Bandbreite brauche ich keinen 3,9GHz GBP OPV! Da holt man sich nur sinnlosen Stress an den Hals.
Michael schrieb: >> die relative Position >> zwischen LED und Detektor muß immer gleich bleiben. > > PVC Rohr aus dem Baumarkt, an den Seiten LED + Detektor. > Lichtdicht verpackt. > Fertig ist der DIY Optokoppler. Kann man machen, aber es gibt PoF Sender und Empfänger zu kaufen. Die muss man halt fest auf einem Brett/Platine installieren, ebenso den LWL. Für 20kV reichen 20cm Kriechweg, mehr haben normale HV-Tastköpfe auch nicht.
Michael schrieb: > Ich versteh es noch nicht. > Warum ist der Ausgangsstrom des NT ein anderer als der Eingangsstrom der > Röhre, warum fliesst auf HV+ ein anderer Strom als auf HV-(PE?)? Weil evtl die Elektroden, und somit die Kapazitäten gegen Masse, unterschiedlich gross sind. Bei HeNe-Rohren z.B. hast du eine großflächige Kathode und eine kleine Anode. Man kann da nicht einfach die Anodenkapazität erhöhen, oder einen Kondensator parallel schalten, weil die Röhre wegen ihres negativen Innenwiderstands sehr stark zu Kippschwingungen neigt. Das wird umso "schlimmer", je niedriger man den Betriebsstrom wählt. Uwe B. schrieb: > Wenn Du mit nicht besonders guten Temperaturgang leben kannst, setzt > doch eine LED direkt in den Lasterstrompfad und werte die Leuchtstaerke > der LED aus. Den Tk sowie die Linearität kann man verbessern, indem man die LED eine zweite Photodiode beleuchten lässt, die sich auch auf dem hohen Potential befindet. Deren Fotostrom vergleicht man mit dem Betriebsstrom und regelt den LED-Strom entsprechend herab. Photodioden sind von Haus aus sehr linear, aber bei der Auswahl der LED ist Vorsicht geboten. Manche Typen mit hohem Wirkungsgrad haben hohe Fluoreszenz-Lebensdauern und sind daher extrem langsam.
Hp M. schrieb: > Den Tk sowie die Linearität kann man verbessern, indem man die LED eine > zweite Photodiode beleuchten lässt, die sich auch auf dem hohen > Potential befindet. > Deren Fotostrom vergleicht man mit dem Betriebsstrom und regelt den > LED-Strom entsprechend herab. Na dann mach das mal mit einer Photodiode mit LWL-Ankopplung. ;-) > Photodioden sind von Haus aus sehr linear, aber bei der Auswahl der LED > ist Vorsicht geboten. Manche Typen mit hohem Wirkungsgrad haben hohe > Fluoreszenz-Lebensdauern und sind daher extrem langsam. Leistungs-LEDs haben das Problem, solche schnellen Signal-LEDs nicht, denn die haben keine Leuchtschicht.
Hp M. schrieb: > Weil evtl die Elektroden, und somit die Kapazitäten gegen Masse, > unterschiedlich gross sind. Dann reden wir aber über ein paar pF und kapazitive Effekte zur Umgebung. Nichts was im us Maßstab oder bei der Strommessung irgendwie auffallen würde. Hp M. schrieb: > weil die Röhre wegen ihres negativen > Innenwiderstands sehr stark zu Kippschwingungen neigt. > Das wird umso "schlimmer", je niedriger man den Betriebsstrom wählt. Yep. Niedriger Strom = kälteres Plasma = höherer Widerstand und es wird schwer das auszuregeln.
Michael schrieb: > Dann reden wir aber über ein paar pF und kapazitive Effekte zur > Umgebung. > Nichts was im us Maßstab oder bei der Strommessung irgendwie auffallen > würde. Es geht ja um den Startvorgang, bis das Plasma durchgezündet hat. Nur da fließen Verschiebeströme. Im steady state ist natürlich der Anodenstrom gleich dem Kathodenstrom.
Soul E. schrieb: > Es geht ja um den Startvorgang, bis das Plasma durchgezündet hat. Nur da > fließen Verschiebeströme. Im steady state ist natürlich der Anodenstrom > gleich dem Kathodenstrom. Ja, genau das ist es. Ich gucke max. die erste ms an. Die Ionen brauchen mind. ~1ms um den 1m zu driften, um dann an der Kathode zu rekombinieren, die Elektronen weniger als 1us (abhängig vom Wirkunksquerschnitt; ich kenne Gasmischung und Druck nicht) . Währenddessen ändert sich das Feld in der Röhre kontinuierlich und die Gesamtladung ist nicht null. (das sind noch nicht alle Effekte, die hier zu beachten sind) Die Ein- und Ausgangsströme sind also weder gleich noch folgen sie einer einfachen Regel.
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Frank G. schrieb: > Ja, genau das ist es. Ich gucke max. die erste ms an. Aha, jetzt sind wir schon bei 1ms. D.h. die untere Grenzfrequenz ist schon SEHR niedrig, sodaß ein HF Stromwandler ausfällt.
Wie machen das nur die ganzen China CO2 Laser Besitzer die ein Amperemeter nachrüsten ... Muss ja Zauberei sein ...
Ich A. schrieb: > Muss ja Zauberei sein ... nö, die interessiert ja nur der stationäre Durchschnittsstrom. Nicht gelesen oder nicht verstanden?
Frank G. schrieb: >> jetzt sind wir schon bei 1ms > > Das ist die Gesamtmeßzeit und nicht die Frequenz. Schon klar, aber wenn da Frequenzanteile drin stecken, die sich über die 1ms hinziehen, ist das niederfrequent. Du wirst ja wohl kaum nur mikrosekunden kurze Pulse messen.
Michael schrieb: > Dann reden wir aber über ein paar pF und kapazitive Effekte zur > Umgebung. > Nichts was im us Maßstab oder bei der Strommessung irgendwie auffallen > würde. Doch. Es genügt den Anodenanschluss (gewöhnlich liegt dort über einen Vorwiderstand die Betriebsspannung an) eines HeNe-Lasers mit der Klinge eines Schraubenziehers anzutippen, dann verlöscht die Entladung (und wird im Normalfall auch gleich wieder gezündet). Offenbar will der TE ja in diesem ausserordentlich kurzen Zeitraum der Entionisierung bzw. der Lawinenbildung messen. Falk B. schrieb: > Na dann mach das mal mit einer Photodiode mit LWL-Ankopplung. ;-) Wo siehst du das Problem? Die PD für die Regelung liegt ja in unmittelbarer Nachbarschaft der LED oder Laserdiode auf dem hohen Potential und bekommt, ebenso wie die Faser, einen konstruktiv festgelegten Bruchteil des emittierten Lichtes. Die PD für die Messapparatur liegt weit weg am Ende der Faser und wird auch mit dem linearisierten Licht beleuchtet. Linearitätsfehler und Tk von Glasfaser und Photodioden dürften vernachlässigbar klein sein. Natürlich muss solch eine Anordnung kalibriert werden, aber das muss ja nicht bei eingeschalteter Hochspannung geschehen. Die einzige Schwierigkeit könnte die Geschwindigkeit des Regelverstärkers sein. Ich bin nicht so sicher, ob eine Bandbreite von 100MHz ausreicht. Andererseits gibt es ja relativ preiswert diese extrem schnellen TOSA und ROSA der 1350nm-Technik, mit denen weit über 10Gbit/s durch die Glasfasern gejagt werden. Wer sagt denn, dass Forschung immer ganz simpel und billig sein muss. https://www.researchgate.net/publication/339766855_400G_Silicon_Photonics_Integrated_Circuit_Transceiver_Chipsets_for_CPO_OBO_and_Pluggable_Modules https://www.fiber-optic-transceiver-module.com/brief-introduction-to-tosa-rosa-and-bosa.html
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Hp M. schrieb: > Michael schrieb: >> Dann reden wir aber über ein paar pF und kapazitive Effekte zur >> Umgebung. >> Nichts was im us Maßstab oder bei der Strommessung irgendwie auffallen >> würde. > > Doch. Da haben wir uns falsch verstanden. Was ich meinte war, das der CO2 Laser doch m.e. nur einmal gezündet wird und ab da an einem relativ stabilen Punkt betrieben wird. Während des Betriebes gibt es keine Veränderung des direkten Umfeldes der Röhre und die parasitäre Kapazitäten wirken nur beim Spannungssprung und sind im DC Betrieb eher unwesentlich. Habe ich da einen Denkfehler? Das externe Felder und Kapazitäten eine große Rolle bei Röhren spielen kann man bei HF (xx Khz) Leuchtstofflamendimmern leidvoll erfahren, wenn man die Verkabelung nicht akurat macht. Bei DC oder 400Hz sind die Effekte weg. Die mögen beim Start noch eine Rolle spielen, aber gestartet wird relativ brachial, um das Plasma stabil zu bekommen, weil das recht zickig ist wenn ihm kalt ist. Nach meinem bescheidenen Wissen über Laser, werden CO2 Laser entweder kontinuierlich mit DC betrieben oder aber mit Anregung über HF Sender gepulst. Gepulster Betrieb mit DC Quelle kannte ich nicht. Da stelle ich mir das sehr anspruchsvoll vor aus dem Stand eine akzeptable Strahlqualität zu bekommen. Was ja vielleicht der Grund des TO ist das so akribisch zu betreiben. Er mag ja nicht drüber reden ;-)
Michael schrieb: > Gepulster Betrieb mit DC Quelle Bei Blitzröhren lädt man den Energiespeicher auf die Brennspannung, die längst nicht zur Zündung reicht. Gezündet wird erst über den Trigger, der im einfachsten Fall nur ein stück Draht ist, das man aussen drumwickelt. Sollte also der repetierende Start der CO2 Laserröhre das Ziel sein, könnte man die Empfindlichkeit der Röhre gegen äußere Einflüsse zu Nutze machen, um den Zündvorgang exakt zu timen.
Hp M. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Na dann mach das mal mit einer Photodiode mit LWL-Ankopplung. ;-) > > Wo siehst du das Problem? > Die PD für die Regelung liegt ja in unmittelbarer Nachbarschaft der LED > oder Laserdiode auf dem hohen Potential und bekommt, ebenso wie die > Faser, einen konstruktiv festgelegten Bruchteil des emittierten Lichtes. Ja. Dumm nur, daß es solche Strahlteiler für PoF nicht wirklich gibt. > Die PD für die Messapparatur liegt weit weg am Ende der Faser und wird > auch mit dem linearisierten Licht beleuchtet. > Linearitätsfehler und Tk von Glasfaser und Photodioden dürften > vernachlässigbar klein sein. Die sind es auch für die LED, wenn das Ding nur unter relativ konstanten Labortemperaturen betrieben wird. Womit der ganze Aufwand entfällt. Die Messung ist keine Präzisionsstrommessung mit <1% Fehler sondern eine schnelle Strommmessung auf hohem Potential. > Wer sagt denn, dass Forschung immer ganz simpel und billig sein muss. Der OP. Denn er will/kann sich keinen isolierten Tastkopf für einige tausend Euro leisten.
Ich haett mir gedacht den Strom am negativen Anschluss des Popwersupplies vorzunehmen. Der positive Anschluss sollte ja denselben Strom aufweisen. Sofern das Powersupply wirklich floating ist.
Purzel H. schrieb: > Ich haett mir gedacht den Strom am negativen Anschluss des > Popwersupplies vorzunehmen. Der positive Anschluss sollte ja denselben > Strom aufweisen. Da der Zündvorgang des Plasmas untersucht werden soll, ist der Strom am Pluspol (Anode) nicht der gleiche wie am Minuspol (Kathode). Das Gleichgewicht stellt sich erst im stationären Zustand nach einigen Mikrosekunden ein.
Purzel H. schrieb: > Ich haett mir gedacht den Strom am negativen Anschluss des > Popwersupplies vorzunehmen. Der positive Anschluss sollte ja denselben > Strom aufweisen. > Sofern das Powersupply wirklich floating ist. Da bist du ja wirklich der ALLERERSTE mit der Idee! Beitrag "Re: Messung von mA bei 20kV und 10MHz" Beitrag "Re: Messung von mA bei 20kV und 10MHz"
Zum Thema https://www.youtube.com/watch?v=qgZgSDqmVMg Naja, der gute Dave ist hier aber ein wenig zu oberflächlich und haut mal wieder lustig Frequenz und Anstiegszeit durcheinander. Der Test mit 1KHz, wo scheinbar alles gut aussieht, ist Unfug. Dreh mal die Zeitauflösung hoch, Meister! Die Anstiegszeit ist immer noch sehr kurz und da Signal genau so gestört wie bei 1 MHz!
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Die Platinen und Komponenten für https://hackaday.io/project/12231-fiber-optic-isolated-voltage-probe sind angekommen. Ich habe nur leider einen Spannungsregler falsch bestellt. Beim Zusammenbau habe ich nun bemerkt, daß die Werte von 5 Kondensatoren (C3, C4, C6, C7, C8) nicht angegeben sind (Schaltung: https://cdn.hackaday.io/images/750471465945322696.PNG). Er sagt nur, daß der Eingang 0.2pF haben soll. Kann jemand erklären, wie man die nötigen Kapazitäten bestimmt? Für C8 hätte ich überhaupt keine Idee, wie man den dimensioniert.
Ahh, not populated, danke! Das kannte ich nicht. Ich dachte, das wäre die Abkürzung für non polarized. ;-)
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