Hallo Forum,
ich baue mir zur Zeit ein Elektrofeldmeter, besser bekannt als
"Feldmühle". In Wikipedia habe ich zu diesem Thema eine Aussage
gefunden, die mir nicht ganz klar ist. Vielleicht könnt ihr mir
weiterhelfen.
Erst einmal besagter Artikel:
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrofeldmeter
Anstoß (für mich) ist dieser Satz:
"Im einfachsten Fall wird die Sensorelektrode über einen sehr
hochohmigen Widerstand geerdet, um eine ausreichend große Zeitkonstante
zu erzielen."
Die Sensorelektrode bildet zusammen mit der geerdeten Gegenplatte einen
Kondensator. Der in Reihe angeschlossene Mess-Widerstand macht das ganze
dann zu einer RC-Reihenschaltung.
Mir ist nicht klar, warum die Zeitkonstante dieses "Kondensators" groß
sein muss. Ich würde gerade sagen, sie muss sehr klein sein, damit sich
die Elektrode rasch innerhalb der Abtastung (unter Abtastung versteht
man den Zeitpunkt, an dem die Sensorelektrode nicht durch das Flügelrad
vom elektrischen Feld abgeschirmt wird) aufladen kann.
Gruß an euch
@ Feldmüller (Gast)
>Mir ist nicht klar, warum die Zeitkonstante dieses "Kondensators" groß>sein muss.
Damit das eher schwache E-Feld dort einen nennenswerte, meßbare Spannung
aufbauen kann. Gegen 1 kOhm oder so sind das nur nV ;-)
> Ich würde gerade sagen, sie muss sehr klein sein, damit sich>die Elektrode rasch innerhalb der Abtastung (unter Abtastung versteht>man den Zeitpunkt, an dem die Sensorelektrode nicht durch das Flügelrad>vom elektrischen Feld abgeschirmt wird) aufladen kann.
Entladen. Keine Bange. Bei den kleinen Kapazitäten im pF Bereich reichen
da viele hundert MegaOhm.
Danke.
Richtig, ich hatte mich vertan. Diese "Kapazität", gebildet aus
Sensorelektrode und geerdeter Gegenplatte, soll sich natürlich entladen,
um eine messbare Spannung zu erzeugen.
Ok, wählt man also die Zeitkonstante groß, durch den hohen Widerstand,
damit der Entladevorgang dementsprechend lange dauert?
Warum soll der Entladevorgang lange dauern bei der obigen Feldmühle?
Gruß an euch
Feldmüller schrieb:> Warum soll der Entladevorgang lange dauern bei der obigen Feldmühle?
Wenn der Entladevorgang zu schnell abläuft (=Entladestrom zu groß), kann
sich ja keine messbare Ladung im Kondensator aufbauen...
Ich möchte neben der Gleichfeldmessung auch die Messung eines
50Hz-Wechselfeldes durchführen können.
Der Aufbau der Feldmühle in dem obigen Wikipedia-Artikel beinhaltet noch
einen Synchrongleichrichter zur Bestimmung der Polarität des
elektrischen Feldes. Diesen Synchrongleichrichter werde ich durch einen
Präzisionsgleichrichter ersetzen, denn die Polarität benötige ich nicht.
Wäre eine Wechselfeldmessung mit einer Feldmühle nach obigem Aufbau,
ohne Synchrongleichrichter (bzw. Präzisionsgleichrichter) möglich, indem
ich beispielsweise das Flügelrad abschalte?
Das niederfrequente Wechselfeld influenziert doch dann eine
zeitveränderliche Ladung auf den Sensorplatten, die ich in eine
zeitveränderliche Spannung mit Messwiderstand umwandeln kann.
Gruß an euch
@Feldmüller (Gast)
>elektrischen Feldes. Diesen Synchrongleichrichter werde ich durch einen>Präzisionsgleichrichter ersetzen, denn die Polarität benötige ich nicht.
Ob das so sinnvoll ist? Der Synchrongleichrichter (neudeutsch lock in
amplifier) hat nämlich die Eigenschaft, KLEINSTE Signale, die selbst
unter dem Rauschpegel liegen, zu detektieren. Er arbeitet wie eine
extrem schmalbandiger Bandpass.
>Wäre eine Wechselfeldmessung mit einer Feldmühle nach obigem Aufbau,>ohne Synchrongleichrichter (bzw. Präzisionsgleichrichter) möglich, indem>ich beispielsweise das Flügelrad abschalte?
Kann sein, aber dann wird sie deutlich unempfindlicher.
>Das niederfrequente Wechselfeld influenziert doch dann eine>zeitveränderliche Ladung auf den Sensorplatten, die ich in eine>zeitveränderliche Spannung mit Messwiderstand umwandeln kann.
Ich denke schon. Aber auch dann bist du mit einem Sychrongleichrichter
besser dran. Der muss dann nur mit den 50 Hz vom Netz getaktet werden,
anstatt mit dem Signal der Mühle.
Das heißt, die Feldmühlen wie im obigen Link nutzen den
Synchrongleichrichter nicht nur als "Polaritäts-Bestimmer", sondern auch
den Effekt der Verbesserung der Empfindlichkeit?
Gruß
Danke Falk.
Eine Frage noch zu dem Lock-in-Veerstärker/Synchrongleichrichter.
Wäre es also möglich, mit einem Lock-in-Verstärker auch mit drehendem
Flügelrad eine Wechselfeldmessung zu machen?
Gruß
Danke.
Meine Frage war ungenau, sorry.
Dass man Wechselspannungen damit verstärken kann ist klar. Mir ist aber
nicht klar, wie die Spannung aussieht, wenn ein Wechselfeld Ladungen auf
der Sensorplatte influenziert und sich zusätzlich das Flügelrad dreht
und mit welcher Frequenz dieses sich dann drehen sollte.
Danke für Deine bisherige Unterstützung
Gruß
@ Feldmüller (Gast)
>Wäre es also möglich, mit einem Lock-in-Verstärker auch mit drehendem>Flügelrad eine Wechselfeldmessung zu machen?
Wahrscheinlich nicht, denn die Wechselfrequenz vom Netz wird durch den
Lock In Verstärker ausgeblendet.
"Der Vorteil liegt darin, dass Gleichspannungen, Wechselspannungen
anderer Frequenz und Rauschen effizient gefiltert werden."
"Der Lock-in-Verstärker berechnet also die Kreuzkorrelation zwischen dem
Mess- und dem Referenzsignal für eine feste Phasenverschiebung Δ ϕ
{\displaystyle \Delta \phi } \Delta \phi . Die Kreuzkorrelation für
Signale unterschiedlicher Frequenz ist Null."
Deshalb muss man zur Messung an Wechselfeldern auf diese synchronisieren
und ohne drehendes Flügelrad arbeiten. Das braucht man ja nicht, denn
man hat ja schon ein Wechselfeld.
Danke, verstehe.
Prognose Das Synchronisieren wird sich dann eher als schwierig bis
unmöglich erweisen?
Eine Wechselfeldmessung mit Lock-in wäre also ungünstig?
Gruß
@ Feldmüller (Gast)
>Prognose Das Synchronisieren wird sich dann eher als schwierig bis>unmöglich erweisen?
??
Wieso? Deine 50 Hz sind doch so ziemlich IMMER die Netzfrequenz. Also
musst du nur eienn Stecker in die Steckdose stecken und dort per
galvanischer Trennung einen Synchrontakt draus ableiten.
>Eine Wechselfeldmessung mit Lock-in wäre also ungünstig?
Nö.
@Phillip (Gast)
>ich meine ein Wechselfeld von 50Hz mit der Feldmühle zu messen.
Das hab ich schon verstanden. Aber dieses 50 Hz Wechselfeld wird mit an
Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit von 50 Hz Stromnetz erzeugt,
also kann man sich darauf synchronisieren.
Falk B. schrieb:> @Phillip (Gast)>>>ich meine ein Wechselfeld von 50Hz mit der Feldmühle zu messen.>> Das hab ich schon verstanden. Aber dieses 50 Hz Wechselfeld wird mit an> Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit von 50 Hz Stromnetz erzeugt,> also kann man sich darauf synchronisieren.
Ich behaupte mal das die Feldmühle nicht für die Messung von
Wechselfeldern konzipiert ist. Mit der Feldmühle werden eher statische
Felder gemessen. Deshalb gibt es ja dort das Flügelrad, welches des Feld
quasi zerhackt und daraus eine gut verstärkbare Wechselspannung macht.
Ich benutze z.B. bei meiner im Bau befindlichen Wetterstation auch eine
Feldmühle. Damit werden die z.B. bei Gewitter entstehenden elektrischen
Felder gemessen. Das sind aber statische Felder.
Falk B. schrieb:> @Phillip (Gast)>>>ich meine ein Wechselfeld von 50Hz mit der Feldmühle zu messen.>> Das hab ich schon verstanden. Aber dieses 50 Hz Wechselfeld wird mit an> Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit von 50 Hz Stromnetz erzeugt,> also kann man sich darauf synchronisieren.
Danke. Mal angenommen, ich messe mit dieser Feldmühle das Wechsel-Feld
eines Hochspannungsmessteilers. Dann wäre der Lock-in der Feldmühle über
die Netzversorgungsfrequenz auf das Wechselfeld des Teilers
synchronisiert?
Gruß
@ Phillip (Gast)
>Danke. Mal angenommen, ich messe mit dieser Feldmühle das Wechsel-Feld>eines Hochspannungsmessteilers. Dann wäre der Lock-in der Feldmühle über>die Netzversorgungsfrequenz auf das Wechselfeld des Teilers>synchronisiert?
Ja.
@Zeno (Gast)
>> Das hab ich schon verstanden. Aber dieses 50 Hz Wechselfeld wird mit an>> Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit von 50 Hz Stromnetz erzeugt,>> also kann man sich darauf synchronisieren.>Ich behaupte mal das die Feldmühle nicht für die Messung von>Wechselfeldern konzipiert ist. Mit der Feldmühle werden eher statische>Felder gemessen. Deshalb gibt es ja dort das Flügelrad, welches des Feld>quasi zerhackt und daraus eine gut verstärkbare Wechselspannung macht.
Stimmt. Aber die Feldmühle ist ja nur der drehende Teil, die Sensoren +
Lock In Verstärker sind der Rest.
Bei der Feldmühle im Link oben wird der Lock-in über eine Lichtschranke
synchronisiert. Wie kann ich den Lock-in bei Wechselfeldmessung auf die
Netzfrequenz synchronisieren?
Gruß
@Phillip (Gast)
>Ok, also wäre so eine Wechselfeldmessung mit drehendem Flügelrad>möglich?
Eher nicht.
>Was müsste man bezüglich der Umdrehungszahl des Flügelrades beachten?
Man müsste die vielleicht auf eine Vielfaches der Wechselfrequenz des
Feldes bringen. Aber du willst da nicht wirklich mit 3000 U/min arbeiten
;-)
@Feldmüller (Gast)
>Bei der Feldmühle im Link oben wird der Lock-in über eine Lichtschranke>synchronisiert. Wie kann ich den Lock-in bei Wechselfeldmessung auf die>Netzfrequenz synchronisieren?
Sach mal, das hab ich dir mindesten schon dreimal beschrieben!
"Aber auch dann bist du mit einem Sychrongleichrichter
besser dran. Der muss dann nur mit den 50 Hz vom Netz getaktet werden,
anstatt mit dem Signal der Mühle."
"Wieso? Deine 50 Hz sind doch so ziemlich IMMER die Netzfrequenz. Also
musst du nur eienn Stecker in die Steckdose stecken und dort per
galvanischer Trennung einen Synchrontakt draus ableiten."
Jeder 'Flügeldurchgang' erzeugt ein E-Feld proportionale Periode des
Ausgangssignals. Diese wird verstärkt. Die Synchrongleichrichtung
erlaubt die Phasenrichtige bzw phasenerhaltende Gleichrichtung. Oft
folgt dann ein Tiefpass und die Anzeige. Wenn die Mühle sich schnell
genug dreht, und man den Tiefpass entsprechend auslegt bzw weglässt und
synchron abtastet, sollte auch ein Wechselfeld messbar sein.
Ok, danke zusammen.
Die Drehzahl liegt deutlich unter 50Hz. Angenommen ich lasse das
Flügelrad still stehen. Welche Möglichkeiten gäbe es noch, um die
zeitveränderliche Influenz und den obigen Feldmühlenmechanik-Aufbau zu
nutzen?
Gruß
Nein, ich suche nach einer Lösung, um mit dem obigen Mechanikaufbau (
nur Mechanik und angepasste Schaltung) auch eine Wechselfeldmessung
machen zu können.
Gruß
@ Feldmüller (Gast)
>Nein, ich suche nach einer Lösung, um mit dem obigen Mechanikaufbau (>nur Mechanik und angepasste Schaltung) auch eine Wechselfeldmessung>machen zu können.
Sag mal, willst du uns verarschen? Wie oft denn nun noch?
1.) Lass die Mühle stillstehen, natürlich mit NICHT abgedeckten
Elektroden. Dann muss man sich auf die 50 Hz des Wechselfeldes
synchronisieren, sinnvollerweise über ein Anzapfen der Steckdose.
2.) Eine 50 Hz AC Messung bei drehender Mühle ist zweifelhaft.
Du kannst mit einer Feldmühle keine Wechselfelder messen. Eine Feldmühle
dient der Messung elektrostatischer Felder (s. hier
http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM)
Wechselfelder werden im Prinzip als Spannung zwischen einer Antenne und
Erde gemessen. Schließe mal ein empfindliches (Wechselspannungs-)
Voltmeter einmal an Erde den anderen Pol an eine Metallplatte an. Das
was jetzt angezeigt wird ist die Feldstärke zwischen der Metallplatte
und Erde, die zusammen einen Kondensator bilden. Du wirst sehen das sich
Anzeige sehr stark in Abhängigkeit von Größe, Position und Ausrichtung
der Platte ändert. Vernünftig messen kann man mit so etwas nicht. Dazu
müßte das entsprechend geeicht werden.
Messgeräte für elektrische Wechselfelder messen i.d.R frequensselektiv,
d.h. Antenne und Schaltung sind dem zu messenden Frequenzbereich
angepaßt.
Wechselfelder kann man z.B. mit einem Spektrumanalyzer + passender
Antenne messen. Sowas z.B.
http://www.aaronia-shop.com/produkte/spectrum-analyzer/handheld/emf-meter-spectran-nf-1010e?gclid=CMPjud2D7dICFQqNGwodeugNkw
. Als Amateur dürftes Du aber an Aufbau und Eichung von so etwas
scheitern. Solche Teile kosten nicht umsonst etwas Geld.
Im HF-Bereich sieht das schon wieder besser aus. Gute Rundfunkempfänger
oder Funkgeräte verfügen über eine Feldstärkeanzeige. Diese ist aber
konstruktionsbedingt frequenzselektiv. Um hochfrequente Wechselfelder zu
messen kann man sich mal in Funkamateurkreisen umschauen. Da gibt es
viele Bauanleitungen für so etwas. Ist aber alles nicht breitbandig.
Also löse Dich endlich davon mit der Feldmühle Wechselfelder messen zu
wollen. Aber das haben Dir ja schon einige andere Leut hier im Forum
gesagt.
Mir scheint Du hast das Prinzip einer Feldmühle nicht verstanden. Du
solltest Dich einfach noch einmal intensiv mit der Thematik befassen.
Einen guten Link zum Thema habe ich ja bereit gepostet.
Hier sind noch ein paar zum Thema.
http://www.qsl.net/dh1stfhttps://de.wikipedia.org/wiki/Elektrofeldmeterhttps://ap.physik.uni-konstanz.de/PP/PP2013/Bericht-Elektrofeldmeter.pdf
Zeno
Falk B. schrieb:> Sag mal, willst du uns verarschen? Wie oft denn nun noch?>> 1.) Lass die Mühle stillstehen, natürlich mit NICHT abgedeckten> Elektroden. Dann muss man sich auf die 50 Hz des Wechselfeldes> synchronisieren, sinnvollerweise über ein Anzapfen der Steckdose.>> 2.) Eine 50 Hz AC Messung bei drehender Mühle ist zweifelhaft.
Danke, Falk.
Nein, ich möchte niemanden verarschen. Sorry, wenn es den Anschein
hatte.
Ich bin gerade dabei, mich in das Feldmühlen-Konzept einzuarbeiten. Ist
alles relativ schwierig. Aber danke für Deine Geduld und Unterstützung.
Ich habe noch eine Frage zu Punkt 2.).
Klar, wenn der Propeller still steht, bekomme ich auf den nicht
abgedeckten Platten eine zeitveränderliche Influenz. Um daraus mittels
einer Schaltung auf die das Wechselfeld erzeugende Spannung zu
schließen, gibt es mehrere Möglichkeiten der schaltungstechnischen
Realisierung.
Ist es die beste, oder besser eine sehr geeignete Lösung, auch hier den
Lock-In-Verstärker zu verwenden?
Ich meine auch in Hinblick, weil ich auf derselben Frequenz von 50Hz den
Netzbrumm der Umgebung (im Labor) filtern muss (bei der Gleichmessung
verwende ich ein Gegentaktsignal)?
Gruß
> Mir scheint Du hast das Prinzip einer Feldmühle nicht verstanden. Du> solltest Dich einfach noch einmal intensiv mit der Thematik befassen.> Einen guten Link zum Thema habe ich ja bereit gepostet.> Hier sind noch ein paar zum Thema.> http://www.qsl.net/dh1stf> https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrofeldmeter> https://ap.physik.uni-konstanz.de/PP/PP2013/Berich...>> Zeno
Hallo Zeno, danke für Deine ausführiche Erklärung.
Aber ich könnte doch die durch das Wechselfeld influenzierte Ladung
verwenden.
Gruß
@ Feldmüller (Gast)
>Ist es die beste, oder besser eine sehr geeignete Lösung, auch hier den>Lock-In-Verstärker zu verwenden?
Ja.
>Ich meine auch in Hinblick, weil ich auf derselben Frequenz von 50Hz den>Netzbrumm der Umgebung (im Labor) filtern muss (bei der Gleichmessung>verwende ich ein Gegentaktsignal)?
Eben WEIL es ein Lock in Verstärker ist, misst der SEHR schmalbandig nur
die Frequenz, die du als Synchrontakt zur Verfügung stellst. Also wenn
du 60 Hz messen willst und drum herum 50 Hz Störungen vorhanden sind,
werden die sehr gut unterdrückt.
Aber meistens ist dein Wechselfeld doch sowieso synchron zur
Netzfrequenz. Oder hast du noch andere Meßfrequenzen im Auge?
Falk B. schrieb:> @ Feldmüller (Gast)>>>Ist es die beste, oder besser eine sehr geeignete Lösung, auch hier den>>Lock-In-Verstärker zu verwenden?>> Ja.>>>Ich meine auch in Hinblick, weil ich auf derselben Frequenz von 50Hz den>>Netzbrumm der Umgebung (im Labor) filtern muss (bei der Gleichmessung>>verwende ich ein Gegentaktsignal)?>> Eben WEIL es ein Lock in Verstärker ist, misst der SEHR schmalbandig nur> die Frequenz, die du als Synchrontakt zur Verfügung stellst. Also wenn> du 60 Hz messen willst und drum herum 50 Hz Störungen vorhanden sind,> werden die sehr gut unterdrückt.>> Aber meistens ist dein Wechselfeld doch sowieso synchron zur> Netzfrequenz. Oder hast du noch andere Meßfrequenzen im Auge?
Danke.
Nein, ich möchte nur das Wechselfeld unter einem Hochspannungsmessteiler
messen.
Was ich mit der Frage meinte war: Ich messe die 50Hz des Teilers, aber
ich möchte auch den umgebenden 50-Netzbrumm filtern. Die sind beide also
nahezu auf derselben Frequenz.
Gruß
Wenn die Feldmühle steht, kann man Wechselfelder messen, in der Regel
auch ohne den Sychrongleichrichter. Je nach gewünschter Frequenz halt
ggf. filtern. Wenn man will kann man auch hier das Lockin Prinzip nutzen
(z.B. 50 Hz vom Netz als Referenz): damit bekommt man dann die eine
Vector-komponente, also nicht direkt die Amplitude. Sinnvoll wird das
fast nur mit einstellbarer Phase, oder halt gleich als 2 Phasen mit 90
Grad Versatz.
Die gleichen Informationen bekommt man auch über Digitalisieren und
auswerten in Software - für eher große Signale von Wechselstrom ist das
heute ggf. einfacher als der analog aufgebaute Synchrongleichrichter.
Bei der Umdrehungszahl, bzw. der Modulations-frequenz sollte man von den
50 Hz und ggf. 100/150 Hz etwas Abstand halten. Sonst sieht man am
Ausgang nur Schwebungen mit eingekoppelten Netzstörungen. Auch ein
Teiler der Netzfrequenz hat ggf. auch Nachteile, denn je nach Ausführung
ist der Synchrongleichter auch auf Oberwellen empfindlich. Als als
Frequenz eher so etwas wie 36 Hz oder 18 Hz und nicht ausgerechnet 16.66
oder 25 oder gar 50 Hz. Die Frequenz darf auch ruhig etwas höher sein.
Je nach Umgebung sollte man ggf. die 50 Hz auch noch einmal extra raus
filtern, damit die Amplitude nicht zu groß wird.
@ Feldmüller (Gast)
>Nein, ich möchte nur das Wechselfeld unter einem Hochspannungsmessteiler>messen.
AHA.
>Was ich mit der Frage meinte war: Ich messe die 50Hz des Teilers, aber>ich möchte auch den umgebenden 50-Netzbrumm filtern. Die sind beide also>nahezu auf derselben Frequenz.
Nahezu? Sie ist IDENTISCH! Oder hast du ein unabhängiges 50 Hz Netz für
deinen Wechselspannungsversuch?
Um die Umgebungsstörungen von echten Meßsignal zu unterscheiden muss man
halt etwas cleverer messen. Z.B. vor dem Experiment, wenn keine
Hochspannung erzeugt wird (Grundstörpegel) und während des Experiments
(Grundstörpegel + Signal).
Falk B. schrieb:> Nahezu? Sie ist IDENTISCH! Oder hast du ein unabhängiges 50 Hz Netz für> deinen Wechselspannungsversuch?>> Um die Umgebungsstörungen von echten Meßsignal zu unterscheiden muss man> halt etwas cleverer messen. Z.B. vor dem Experiment, wenn keine> Hochspannung erzeugt wird (Grundstörpegel) und während des Experiments> (Grundstörpegel + Signal).
Danke Falk bis hierin. Das hat mich schon einmal sehr weitergebracht.
Zeno hat oben wieder Zweifel eingebracht.
Deshalb, würdest Du sagen, das die Idee mit der zeitlich veränderlich
influenzierten Ladung und dem Lock-In-Verstärker für den Bereich
innerhalb einer Hochspannungshalle und Wechselteilerfeld so
funktioniert?
Gruß
@ Feldmüller (Gast)
>Deshalb, würdest Du sagen, das die Idee mit der zeitlich veränderlich>influenzierten Ladung und dem Lock-In-Verstärker für den Bereich>innerhalb einer Hochspannungshalle und Wechselteilerfeld so>funktioniert?
Ich glaube schon. Ob sicher Zusatzaufwand für den Lock In und dessen
Sychronquelle am Netz lohnt, kann ich nicht einschätzen. Wenn man NUR 50
Hz messen will, reicht dazu auch ein normaler AC-Verstärker.
Falk B. schrieb:> @ Feldmüller (Gast)>>>Deshalb, würdest Du sagen, das die Idee mit der zeitlich veränderlich>>influenzierten Ladung und dem Lock-In-Verstärker für den Bereich>>innerhalb einer Hochspannungshalle und Wechselteilerfeld so>>funktioniert?>> Ich glaube schon. Ob sicher Zusatzaufwand für den Lock In und dessen> Sychronquelle am Netz lohnt, kann ich nicht einschätzen. Wenn man NUR 50> Hz messen will, reicht dazu auch ein normaler AC-Verstärker.
Danke.
Noch einmal eine Anfängerfrage, bitte.
Zeno hat oben Zweifel gestreut.
Für den AC-Messbetrieb würde der Propeller dann still stehen und es
würde durch das Wechselfeld eine zeitlich veränderliche Ladung auf den
nicht abgedeckten Sensorelektroden entstehen, die dann weiter
verarbeitet wird?
Gruß
Schau Dir einfach mal die Grundlagen der elektrischen Feldtheorie an.
Ein elektrisches Feld wird im Prinzip zwischen den 2 Platten eines
Plattenkondensators aufgebaut - sehe dabei den Begriff
Plattenkondensator mal nicht so eng, aber zum Verständnis halt ideal.
Dem Kondensator ist es erst mal egal ob da Gleich- oder
Wechselspannungen anliegen. Bei Wechselspannung ist halt die Berechnung
der Ladung nicht so trivial. Meist kommt noch ein Mix verschiedener
Frequenzen dazu.
Bei der Feldmühle hast Du 4 Sektoren, wobei die gegenüberliegenden
jeweils miteinander verbunden sind. Die verbundenen Sektoren gehen dann
zu einem Instrumenten Verstärker mit anschließendem
Synchrongleichrichter, weil man je nach dem durch das Flügelrad
abgedeckten Sektoren positive oder negative Spannungen am Ausgang des
Instrumentenverstärkers erhält.
Die Sektorenpaare bilden natürlich auch einen "Plattenkondensator" wo
sich ein Wechselfeld aufbaut. Ob das dann sinnvoll auswertbar ist wage
ich mal zu bezweifeln.
Messen kann man viel, die FRage ist halt wie aussagekräftig und
reproduzierbar so eine Messung
Zeno
@ Feldmüller (Gast)
>Für den AC-Messbetrieb würde der Propeller dann still stehen und es>würde durch das Wechselfeld eine zeitlich veränderliche Ladung auf den>nicht abgedeckten Sensorelektroden entstehen, die dann weiter>verarbeitet wird?
Es reicht!!!!!
Zeno schrieb:> Die Sektorenpaare bilden natürlich auch einen "Plattenkondensator" wo> sich ein Wechselfeld aufbaut. Ob das dann sinnvoll auswertbar ist wage> ich mal zu bezweifeln.
Moin Zeno,
Danke für Deine Hilfe. Mir ist aber nicht ganz klar, warum die zeitlich
veränderliche, influenzierte Ladung auf den Sensorplatten nicht
vernünftig messbar sein soll. Vernünftig wie bei der Gleichfeldmessung.
Gruß
Feldmüller schrieb:> Danke für Deine Hilfe. Mir ist aber nicht ganz klar, warum die zeitlich> veränderliche, influenzierte Ladung auf den Sensorplatten nicht> vernünftig messbar sein soll. Vernünftig wie bei der Gleichfeldmessung.
Hast Du Dir mal angeschaut wie eine Feldmühle kalibriert wird ? Ist z.B.
hier http://www.qsl.net/dh1stf/ und hier http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM
beschrieben.
So eine Kalibrierung mit Wechselspannungen durchzuführen dürfte nicht
ganz trivial sein, weil:
- Du mußt die Kalibrierung mit verschieden Frequenzen durchführen, da
das Verhalten Deines Aufbaus definitiv für jede Frequenz anders sein
wird (es wird in Abhängigkeit von der Frequenz zu Phasenverschiebungen,
Dämpfungen usw. kommen - eben alle Schweinereien die es bei
Wechselspannung so gibt).
-um Punkt 1 zu erfüllen muß der Kalibrieaufbau vollständig abgeschirmt
sein
-Dein Eichgenerator muß entsprechend potent sein um eine großen
Frequenzbereich bei relativ großen Spannunghub abzudecken.
Das sind nur ein paar Dinge die beachtet werden müssen.
Das nächste ist die Auswertung der Daten. Du wirst eine Software dafür
benötigen, wenn Du belastbare Ergebnisse haben willst. Die Software muß
Deine Eichkurven in entsprechende Werte umsetzen und zwar für jede
Frequenz (Frequenzband) für das die Eichkurve gilt.
Bei der Messung mußt Du im Prinzip eine Frequenzselektion vornehmen, da
Du im Normalfall über Deine Platten ein Frequenzgemisch empfängst (50Hz,
Streufelder von Schaltwandlern etc.) also alles was so in der Luft rum
schwirrt. Du weist halt nicht genau was Du da misst, weil es eine
Überlagerung aus mehreren Quellen ist. Du bekommst halt so wie Du es
machen willst irgend einen Wert, der von der Ausrichtung und Position
der Feldmühle und von den gerade anliegenden Frequenzspektren abhängig
ist. Das hat aber nichts mit exakter Messung zu tun.
Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann willst Du ausschließlich
50Hz Wechselfelder messen. Dafür würde ich eine Antenne, mit einem
passenden Vorverstärker, Bandpass (in Deinem Fall 50Hz) und
nachgeschalteten Präzisiongleichrichter nehmen. Schau einfach mal bei
den Funkamateuren nach wie die das machen, den was für HF gilt, gilt
prinzipiell auch für 50Hz.
Wenn Du Gleichfelder als auch Wechselfelder messen willst, dann baue
dafür 2 Geräte auf. Wechselfelder mit der Feldmühle messen zu wollen ist
einfach nur Murks.
Zeno
Zeno schrieb:> Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann willst Du ausschließlich> 50Hz Wechselfelder messen. Dafür würde ich eine Antenne, mit einem> passenden Vorverstärker, Bandpass (in Deinem Fall 50Hz) und> nachgeschalteten Präzisiongleichrichter nehmen. Schau einfach mal bei> den Funkamateuren nach wie die das machen, den was für HF gilt, gilt> prinzipiell auch für 50Hz.> Wenn Du Gleichfelder als auch Wechselfelder messen willst, dann baue> dafür 2 Geräte auf. Wechselfelder mit der Feldmühle messen zu wollen ist> einfach nur Murks.
Hallo Zeno,
vielen Dank für Deine Unterstützung.
Genau, die Idee hatte ich auch schon, das Problem auf zwei
unterschiedliche Mechaniken/Geräten auszulagern.
Es geht im Prinzip um die Messung eines Gleichfeldes und die Messung
eines Wechselfeldes von 50Hz, das von einem Hochspannungsmessteiler
erzeugt wird, in einer Hochspannungshalle, die einen geringen Störpegel
hat. Ich will mittels der Feldmühle/Feldsonde dann eine Kalibrierung des
Teilers durchführen bzw. mit den Geräten die Spannung für eine
Kalibrierung in einer Messwarte zur Verfügung stellen.
Gruß
Zeno schrieb:> Du kannst mit einer Feldmühle keine Wechselfelder messen.
Außer, die Feldmühle läuft mit sehr hoher Drehzahl und die
Integrationszeit ist sehr kurz im Vergleich zur Frequenz des
Wechselfeldes.
Uhu U. schrieb:> Außer, die Feldmühle läuft mit sehr hoher Drehzahl und die> Integrationszeit ist sehr kurz im Vergleich zur Frequenz des> Wechselfeldes.
Vielen Dank.
Aber ich werde zwei getrennte Geräte, Feldmühle und Feldsonde, aufbauen.
Hohe Drehzahlen sind bei der Mechanik eher kritisch.
Gruß
Feldmüller schrieb:> Genau, die Idee hatte ich auch schon, das Problem auf zwei> unterschiedliche Mechaniken/Geräten auszulagern.
Der Feldstärkemesser für das Wechselfeld benötigt, im Gegensatz zur
Feldmühle keine großartige Mechanik.
Und ja man sollte das Problem auf 2 Messgeräte auslagern, wenn man
vernünftige Ergebnisse haben möchte. Der Aufwand ist in jedem Fall
gerechtfertigt, zumal die benötigten Bauelemente heutzutage nicht mehr
die Welt kosten. Bei der Feldmühle ist die Mechanik das Aufwendige.
Uhu U. schrieb:> Zeno schrieb:>> Du kannst mit einer Feldmühle keine Wechselfelder messen.>> Außer, die Feldmühle läuft mit sehr hoher Drehzahl und die> Integrationszeit ist sehr kurz im Vergleich zur Frequenz des> Wechselfeldes.
Das ist so erst mal richtig, aber bedenke du misst bei Wechselfeldern
immer Frequenzgemische, weshalb Du auch mit der Feldmühle zum Schluß
selektiv messen mußt. Die sehr hohe Drehzahl der Feldmühle dürfte dann
mechanisch und elektrisch auch nur schwer beherrschbar sein - zumindest
mit Amateumitteln.
Die Feldmühle wird z.B.benutzt um elektrostatische Feld der Erde und
dessen Veränderung z.B. bei Gewitter zu messen. Vorteil der Feldmühle
ist, das sie wie das Elektroskop den Messkreis nicht belastet.
Habe mal ein paar Bildle von meiner Feldmühle drangehängt - nichts
Spektakuläres, alles noch klassisch ohne SMD. Das Gehäuse ist übrigens
von einem alten LNB
Vielen viele Dank Zeno. Das hat mich erst einmal sehr weitergebracht.
Kleine Bitte: könntest Du mir eine Email geben, falls ich eine Frage
habe oder Dir Bilder meiner Ergebnisse schicken will?
Gruß
Habe mal ein Bild einer kommerziellen Feldmühle angehängt.
Statt Drehzahl (HD oder CD Antrieb??) kann man ja die Anzahl der Flügel
erhöhen :)
50Hz oder auch 500Hz ist ja quasistatisch :D
Henrik V. schrieb:> Habe mal ein Bild einer kommerziellen Feldmühle angehängt.> Statt Drehzahl (HD oder CD Antrieb??) kann man ja die Anzahl der Flügel> erhöhen :)>> 50Hz oder auch 500Hz ist ja quasistatisch :D
Vielen Dank.
Gruß
