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Forum: HF, Funk und Felder Impedanzmessung


Autor: Muecke -- (muecke82)
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Hallo alle miteinander,

ich hoffe ich habe das Richtige Forum gefunden für meine Frage.
Da ich leider kein Elektriker bin tue ich mich mit manchen Dingen etwas 
schwerer, so auch mit der Impedanzmessung.

ich möchte gerne von einem Kabel bestimmen wie lang es ist.
da sagte man mir das man so was mit einer Impedanzmessung heraus finden 
kann.

Jetzt meine Fragen wenn ich nur an ein Ende des Kabels Komme kann ich 
dann auch die Impedanzmessung durchführen? oder muss ich mir das wie bei 
einer Widerstandsmessung vorstellen das ich an beide Enden das Messgerät 
anlegen muss um einen Wert zu bekommen?

kann man das mit so einem Messgerät machen?
http://www.elv.de/ELA-Impedanzmessgerauml;t-IME-1,...

wenn mir da jemand weiter helfen könnte wäre das super.

gruß

Autor: Kai S. (zigzeg)
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Muecke -- schrieb:
> ich möchte gerne von einem Kabel bestimmen wie lang es ist.
> da sagte man mir das man so was mit einer Impedanzmessung heraus finden
> kann.

Prinzipiell sollte das möglich sein. Um was für eine Größenordnung 
handelt es sich, d.h. wie lang ist das Kabel ungefähr ?

> Jetzt meine Fragen wenn ich nur an ein Ende des Kabels Komme kann ich
> dann auch die Impedanzmessung durchführen?

Wie sieht denn die andere Seite des Kabels aus ? D.h., ist das was 
angeschlossen, oder ist es offen etc. ?

> http://www.elv.de/ELA-Impedanzmessgerauml;t-IME-1,...

Hm, das scheint mir eher nicht geeignet, es sei denn es handelt sich um 
ein 100V Lautsprecher System.

ZigZeg

Autor: Muecke -- (muecke82)
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Kai S. schrieb:
> Muecke -- schrieb:
>> ich möchte gerne von einem Kabel bestimmen wie lang es ist.
>> da sagte man mir das man so was mit einer Impedanzmessung heraus finden
>> kann.
>
> Prinzipiell sollte das möglich sein. Um was für eine Größenordnung
> handelt es sich, d.h. wie lang ist das Kabel ungefähr ?

das Handel sich um ein ca. 10 - 20 cm langes teil.



>> Jetzt meine Fragen wenn ich nur an ein Ende des Kabels Komme kann ich
>> dann auch die Impedanzmessung durchführen?
>
> Wie sieht denn die andere Seite des Kabels aus ? D.h., ist das was
> angeschlossen, oder ist es offen etc. ?

die andere Seite ist Offen, es ist kein Verbraucher angeschlossen und es 
kann auch kein Verbraucher angeschlossen sein.



>> http://www.elv.de/ELA-Impedanzmessgerauml;t-IME-1,...
>
> Hm, das scheint mir eher nicht geeignet, es sei denn es handelt sich um
> ein 100V Lautsprecher System.

schade. naja dann muss ich mal weiter suchen nach so einem Teil ;-).

Autor: df1as (Gast)
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Wenn man nicht weiß, was am anderen Ende angeschlossen ist, wird es 
ziemlich schwierig, das herauszubekommen.

Man könnte den Wellenwiderstand z. B. mit einem LCR-Meter 
herausbekommen, wenn man an beide Ende herankommt. (L messen mit dem 
anderen Ende kurzgeschlossen, C messen mit offenem anderen Ende). Die 
elektrische und die mechanische Länge kann man dann zurückrechnen, wenn 
man weiß, was für ein (effektives) Dielektrikum benutzt ist.

Oder man nimmt ein Impulsreflektometer (teuer). Dann darf das andere 
Ende nur nicht passgenau terminiert sein. Aber den Verkürzungsfaktor, um 
auf die mechanische Länge zu kommen, muss man auch noch wissen.

Bei einem offenen anderen Ende würde ich selbst nur die Kapazität messen 
und den Wellenwiderstand und den Verkürzungsfaktor durch "Ansehen" 
bestimmen. Setzt nur etwas Erfahrung mit Material und Geometrie voraus 
und ist sehr ungenau.

Noch eine einfache Möglichkeit zum Schluss: Wenn man ein Stück der 
Leitung als Muster hat, nimmt man das als Referenz, z. B. 1 m. Dann 
reicht der einfache Dreisatz. (Vorausgesetzt wieder gleiche 
Abschlussbedingung, offen: C messen, kurzgeschlossen: L messen).

Autor: Gerrit Buhe (gbuhe)
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Hallo Muecke,

bei welcher Frequenz möchtest Du die Impedanz messen?
Diese Messung wird am einfachsten mit einem vektoriellen 
Netzwerkanalysator durchgeführt. Ich weiß nicht wozu Du diese 
Information benötigst, also was Dein Ziel ist, aber einen im Verhältnis 
zu professioneller Technik sehr preiswerten und trotzdem 
leistungsfähigen Netzwerkanalysator findest Du, wenn Du im Netz nach 
VNWA + DG8SAQ suchst. Er funktioniert von ca. 1kHz bis hoch zu 1.3GHz 
mit Abstrichen in der Dynamik. In der frei herunterladbaren Hilfe-Datei 
(fast Tutorial) findest Du sicher auch Informationen zur Bestimmung von 
Kabelimpedanzen. Ganz einfach ist die Theorie dahinter aber nicht und 
man kann viel falsch machen (Kalibrierung). Wenn Du oft solche Messungen 
machen mußt, lohnt sich die Anschaffung und das Einarbeiten. Im 
Einzelfall solltest Du Dir einfach einen Profi suchen und messen lassen.

Viele Grüße!

Gerrit, DL9GFA

Autor: df1as (Gast)
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Ich habe das mit den 20 cm erst jetzt gelesen. Wozu ist die Länge 
wichtig? Soll die elektrische oder die mechanische Länge bestimmt 
werden? Um Gleichstrom geht es ja sicher nicht - was ist die 
Betriebsfrequenz?

Autor: derdas (Gast)
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Es gibt z.B. Geräte, die bei Netzwerkkabeln messen können, wie weit 
entfernt sich ein Kurzschluss / eine Unterbrechung befindet.
Z.b. ein Gerät bei Conrad, das Kabel bis 700m messen kann:

http://www.conrad.de/ce/de/product/101467/PSIBER-C...

Kann mir aber nicht vorstellen, das es auf cm genau ist. Kann mir 
eigentlich überhaupt nicht vorstellen, das das einfach möglich ist.

Das Prinzip ist eine Laufzeit-Messung: Ein Puls wird an einem Ende der 
Leitung eingespeist, läuft mit Lichtgeschwindigkeit bis ans andere Ende, 
wo es reflektiert wird. Man misst, wann es am Ausgangsende zurück kommt. 
D.h. man ist dadurch beschränkt, wie genau man die Laufzeit des Signals 
messen kann. Und 2 mal 20-30cm sind bei Lichtgeschwindigkeit nicht viel.

Außerdem muss man die Impedanz des Kabels pro m kennen. Signale breiten 
sich in Kabeln nämlich nicht ganz mit Lichtgeschwindigkeit aus, sonder 
je nach Impedanz langsamer. Das könnt man aber vermutlich durch eine 
Vergleichmessung herausfinden.

Wie genau soll die Messung denn sein ? Und wieviel darf das Messgerät 
kosten ?

Autor: Muecke -- (muecke82)
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um was es sich handelt:

ich habe einen Gummiklotz bei dem ich nur an die Unterseite gelange im 
eingebauten zustand.

im auseinander gebauten zustand möchte ich gerne ein Loch hinein bohren 
und ein Gummitropfen hineinsetzen das elektrisch leitend ist, der 
Gummitropfen sollte ausgemessen werden, so genau wie möglich am besten 
in 0,5 mm schritten.

der Gummitropfen wird nie unter Strom stehen was sein kann ist das an 
der nicht zugänglichen Stelle etwas Wasser ist oder aber ein Art 
Schmirgelpapier, an ansonsten ist immer Luft am anderen ende.


df1as schrieb:
> was ist die Betriebsfrequenz?

darüber habe ich mir noch gar keine Gedanken gemacht denn ich habe das 
von ELV gelesen und habe überhaupt nichts mehr verstanden mir geht es um 
die Grundlagen ob so was möglich ist und wo ich dann Daten darüber 
bekomme damit ich mich einlesen kann.



Gerrit Buhe schrieb:
> Wenn Du oft solche Messungen
> machen mußt, lohnt sich die Anschaffung und das Einarbeiten. Im
> Einzelfall solltest Du Dir einfach einen Profi suchen und messen lassen.

ich habe vor ca. 500 Stellen mit so was auszurüsten die jeden Tag 
ausgelesen werden müssen, denn denn meine Gummiklotz zu klein wird dann 
geht die Maischeine kappt, und das möchte ich gerne verhindern.

Autor: derdas (Gast)
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Warum nicht machen wie die Abnutzungsanzeige von Bremsbelägen:
Man giesst eine Drahtschleife mit ein, bis genau zu der maximalen 
Abnutzungstiefe. Bei erreichen der entsprechenden Stelle geht der dünne 
Draht kaputt, was man einfach messen kann. Glaube zumindest dass das bei 
Bremsbelägen so funktioniert.

Die Idee mit dem leitenden Gummi und Impedanzmessung: klingt unmöglich.

ZigZeg

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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derdas schrieb:
> Warum nicht machen wie die Abnutzungsanzeige von Bremsbelägen:
> Man giesst eine Drahtschleife mit ein, bis genau zu der maximalen
> Abnutzungstiefe. Bei erreichen der entsprechenden Stelle geht der dünne
> Draht kaputt, was man einfach messen kann. Glaube zumindest dass das bei
> Bremsbelägen so funktioniert.

Das hingegen glaube ich nicht.

Autor: Muecke -- (muecke82)
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derdas schrieb:
> Die Idee mit dem leitenden Gummi und Impedanzmessung: klingt unmöglich.

hmm das ist schlecht für mich,


derdas schrieb:
> .....
> Draht kaputt, was man einfach messen kann. Glaube zumindest dass das bei
> Bremsbelägen so funktioniert.

das wies ich nicht doch das mit dem Draht ist auch keine schlechte Idee.


ich werde mir die Idee mit der Impedanzmessung & Kabellängen-Messgerät 
mal wieder aus dem Kopf schlagen, schade eigentlich, ...


ich danke euch allen für die schnellen und guten Infos
Gruß Mücke

Autor: Kai S. (zigzeg)
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Lehrmann Michael schrieb:
> derdas schrieb:
>> Warum nicht machen wie die Abnutzungsanzeige von Bremsbelägen:
>> Man giesst eine Drahtschleife mit ein, bis genau zu der maximalen
>> Abnutzungstiefe. Bei erreichen der entsprechenden Stelle geht der dünne
>> Draht kaputt, was man einfach messen kann. Glaube zumindest dass das bei
>> Bremsbelägen so funktioniert.
>
> Das hingegen glaube ich nicht.

Naja, aber fast:

Einfachere und verbreitetere Verschleiß-Sensoren haben einen Draht in 
den letzten Millimetern des Bremsbelages eingelegt, sobald die Bremse so 
weit verschlissen ist dass der Draht die Bremsscheibe berührt entsteht 
Massekontakt.

Staht Draht verwendet man auch Duroplaste. Quelle:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bremsbelag

ZigZeg

Autor: Ralph Berres (rberres)
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derdas schrieb:
> Außerdem muss man die Impedanz des Kabels pro m kennen. Signale breiten
>
> sich in Kabeln nämlich nicht ganz mit Lichtgeschwindigkeit aus, sonder
>
> je nach Impedanz langsamer. Das könnt man aber vermutlich durch eine
>
> Vergleichmessung herausfinden.

Nicht die Impedanz ist masgebend für die Ausbreitungsgeschwindigkeit, 
sondern das Dielektrikum. Diese bestimmt den Verkürzungsfaktor.

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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Kabellängen messen geht wunderbar mit nem Netzwerkanalyser, wenn man nen 
Musterkabel hat, um den Verkürzungsfaktor bestimmen zu können. Das müßt 
aber auch mit nem schlichten 50R terminierten Sinusgenerator gehen, wenn 
man guckt, bei welcher Frequenz an eingespeisten Ende der 
Betragsfrequenzgang  in den Keller geht, dazu reicht dann nen scope.

Cheers
Detlef

Autor: df1as (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> derdas schrieb:
>> Außerdem muss man die Impedanz des Kabels pro m kennen. Signale breiten
>>
>> sich in Kabeln nämlich nicht ganz mit Lichtgeschwindigkeit aus, sonder
>>
>> je nach Impedanz langsamer. Das könnt man aber vermutlich durch eine
>>
>> Vergleichmessung herausfinden.
>
> Nicht die Impedanz ist masgebend für die Ausbreitungsgeschwindigkeit,
> sondern das Dielektrikum. Diese bestimmt den Verkürzungsfaktor.

Das Dielektrikum und das Magnetikum multiplikativ - der Vollständigkeit 
halber ...

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Kabellaengen misst man elektrisch mit einem Impulsreflektometer wie 
schon erwaehnt. Auf Englisch heisst dass TDR bzw. Time Domain 
Refelctometry - such mal auf z.B. www.tektronix.com nach diesem Begriff, 
da finden sich einige gut geschriebene Applikation Notes zum Thema. 
Allerdings braucht das schon echte Hochfrequenztechnik - 20cm 
entsprechen ca. 1ns Laufzeit (bzw. 2ns Rundlaufzeit vom Sender bis zum 
Kabelende und dann Reflexion wieder zurueck). Die Kabellaenge haengt 
dann mit der Zeit bis zur Reflexion zusammen ueber

laenge = rundlaufzeit / (2 * sqrt(eps_r))

wobei eps_r die Dielektrizitaetskonstante ist. Fuer Kabel oder 
Leiterplatten ist das ueblicherweise im Bereich zwischen 2 und 5.

TDR ist im Prinzip nix anderes als Radar in einem Kabel.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Für den engagierten Selbstbauer mal hier schauen:

http://www.epanorama.net/circuits/tdr.html

Autor: Kai S. (zigzeg)
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Andrew Taylor schrieb:
> Für den engagierten Selbstbauer mal hier schauen:
>
> http://www.epanorama.net/circuits/tdr.html

Danke fuer den interessanten Link !

Hm, haette nicht gedacht dass man das mit einem Schmitt-Trigger machen 
wurde/koennte. Haette eher an einen diskreten Aufbau gedacht. Hat so 
natuerlich recht wenig Bauteile !

ZigZeg

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Bloss beachten, die vorgestellte Schaltung sendet Pulse von mindestens 
10ns Laenge. Das heisst, die ist nur brauchbar, wenn Deine zu messende 
Leitung mindestens ein paar Meter lang ist. Fuer kuerzere Leitungen 
(z.B. Leiterbahn auf einer Leiterplatte) muss man entsprechend 
schnellere Anstiegszeiten haben - ausserdem verwendet man dann eher eine 
einzelne Flanke statt eines Pulses (gibt dann die Sprungantwort statt 
der Impulsantwort, die beiden sidn mathematisch aber eng verwandt - wenn 
Du die Sprungantwort differenzierst, bekommst Du die Impulsantwort). 
Professionelle TDRs fuer kurze Leitungen haben ca. 15 - 150ps 
Anstiegszeiten. Z.B Tektronix TDS8200/CSA8200 mit 80E04-Einschub.

Autor: CPlus (Gast)
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Unter diesem Link steht eine einfache Methode, um unbekannte 
Kabelimpedanzen (für fast alle Kabel, nicht nur Koax) zu messen:

http://amateurfunk-info.npage.eu/impedanz-messen.html

Autor: Uwe S. (de0508)
Datum:
Angehängte Dateien:

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Hallo,

ich habe für Dich schnell man einen FA-NWT01 angeworfen und ein ca 3,5m 
langes RG-58 Kabel mit v=0,66 vermessen.

Messaufbau:

FA-NWT Generator - Richtkoppler - FA-NWT Detektor
.......................|
......................50Ω Längswiderstand
.......................|
......................DUT (RG-58 Kabel)

*01-kabellaengemessen.pdf*
zeigt die Messung bei offenen RG-58 Kabel, das 1/4 Lamda Minimum liegt 
bei

f = 13,587468MHz

1/4 Lamda = 300/f/4 = 300/ 13.587468MHz /4 = 5,5198m

L_kabel_offen = 1/4 Lamda * v = 5,5198m * 0,66 = 3,64m

*02-kabellaengemessen.pdf*
zeigt die Messung bei Kurzschluss am Ende des RG-58 Kabels, das 1/2 
Lamda Minimum liegt bei

f = 26,973056MHz

1/2 Lamda = 300/f/2 = 300/ 26,973056MHz / 2 = 5,5611m

L_kabel_kurz = 1/2 Lamda * v = 5,5611m * 0,66 = 3,67m

---

Der FA-NWT hat auch bei dieser Messanordnung die Möglichkeit das 
Anliegende Z in kleinen Messbereich zu bestimmen.

Die Längenbestimmung eines Koaxkabels ist dabei ein Spezialfall.

Autor: Tiger (Gast)
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Hallo Muecke

Wie man WELLENWIDERSTAND (Impedanzen) und KABELLÄNGE von fast allen 
Kabeln messen kann, kann man hier nachlesen  (mit Anleitung, 
Schaltungsaufbau und Bildern):

http://amateurfunk-info.de.to/impedanz-messen.html

Der Aufbau ist auch zur Fehlersuche geeignet.

Autor: Tiger (Gast)
Datum:

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Die Seite ist wohl umgezogen, der aktualisierte Link lautet:

http://www.afug-info.de/Tipps-Tricks/Impedanz-messen/

(Impedanz messen, Kabellänge messen)

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