Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochfrequenzstrom vermessen


von Shierei (Gast)


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Hallo Zusammen,

ich würde gerne zwei 10 kHz Stromsignal (5 A) vermessen und die 
miteinander vergleichen. Ein Kanal ist mit Shunt vermessen und andere 
mit Rogowski-Spule. Bei f = 50 Hz bis 1 kHz zeigen die beiden 
Stromsignale identischen Zeitverlauf, bis die Frequenz höher als 1 kHz. 
Bei f = 10 kHz wird die beide Ströme c.a. 88° verschoben, und der mit 
Rogowski Spule vermessene Signal etwas vergrößert.

Also es bewundert mich nicht dass man solche Verhalten bekommt, da die 
Leitungsbeläge nicht mehr vernachlässigbar ist bei Hochfrequenz. Darüber 
hinaus spielt die Wellenwiderstand des Kabels auch eine große Rolle.

Ich habe mich mit diesem Problem sehr lange gestolpert und brauch ich 
etwas Hilfe. Mein erst Lösungsansatz ist ein andere Lastwiderstand (die 
nicht gewickelt wird) zu nehmen, da die Spule von alte Widerstand kann 
auch Magnetische Feld erzeugen und die Messergebnis beeinflussen. Zweite 
Ansatz ist die Wellenwiderstand aufzuheben durch Leistungsanpassung, 
also die gleiche Lastimpedanz mit Kabelimpedanz zu wählen.

Ob die beide Ansätze funktionieren weiß ich noch nicht. Habt ihr was 
andere Vorschläge?

Lieber Grüße

von my2ct (Gast)


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Shierei schrieb:
> ich würde gerne zwei 10 kHz Stromsignal (5 A) vermessen ...

Und was hat das jetzt mit Hochfrequenz zu tun?

von Achim S. (Gast)


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Shierei schrieb:
> Bei f = 10 kHz wird die beide Ströme c.a. 88° verschoben, und der mit
> Rogowski Spule vermessene Signal etwas vergrößert.

Wie wertest du das Ausgangssignal der Rogowskispule denn aus? Du hast 
schon den zugehörigen Integrator am Spulenausgang, oder?

Shierei schrieb:
> Also es bewundert mich nicht dass man solche Verhalten bekommt, da die
> Leitungsbeläge nicht mehr vernachlässigbar ist bei Hochfrequenz. Darüber
> hinaus spielt die Wellenwiderstand des Kabels auch eine große Rolle.

Ist jetzt nicht ernst gemeint, oder? 10 kHz ist weit, weit, weit 
entfernt von Hochfrequenz.

von Kevin (Gast)


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Kannst du einen current shunt amplifier wie den ad8418 nehmen?

von Volle (Gast)


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das hat nichts mit Hochfrequenz zu tun
eher mit Abtasttheorem

von jemand (Gast)


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Vermutlich hast du den Fehler in der Auswertung. Lies mal das:
http://www.ti.com/lit/ml/tiduby4a/tiduby4a.pdf
Da steht, man muss die Phase um 90° schieben, um ein phasenrichtiges 
Ausgangssignal zu bekommen.

Dort dürfte dein Problem liegen.

PS:
Du solltes niemals schnelle, undurchdachte Schlüsse ziehen, wie das 
hier:
Shierei schrieb:
> Also es bewundert mich nicht dass man solche Verhalten bekommt, da die
> Leitungsbeläge nicht mehr vernachlässigbar ist bei Hochfrequenz.

Damit macht man sich erstes lächerlich, und zweitens bist du damit auf 
dem falschen Dampfer.
Das ist hier besonder schlimm, weil kurzes Nachdenken sagt: 3ns/m, 90°, 
10kHz->kann nicht sein - die Spule müste einen kilometerlangen Draht 
haben.
Oder: Mikrowelle: Wellenlänge irgenwas cm. Bei 5 Größenordnungen weniger 
sind das Kilometer.

Wer in der Elektronik auf Hörensagen und Bauchgefühl setzt, wird nie auf 
einen grünen Zweig kommen.

von Zitterfinger (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Shierei schrieb:
>> Also es bewundert mich nicht dass man solche Verhalten bekommt, da die
>> Leitungsbeläge nicht mehr vernachlässigbar ist bei Hochfrequenz. Darüber
>> hinaus spielt die Wellenwiderstand des Kabels auch eine große Rolle.
>
> Ist jetzt nicht ernst gemeint, oder? 10 kHz ist weit, weit, weit
> entfernt von Hochfrequenz.

Seh ich genaus, mit HF-effekten rechneten man 10 MHz und drüber. Der 
einzige Fall wo man vielleicht doch Wechselstromeffekte stärker 
berücksichtigen muss wären Steilflanke Pulse die selbstinduktionseffekte 
auslösen könnten. Also wenn die 10 KHz kein Sinus sondern eher 10KHz 
Stromstöße sind.
Und dann wäre aiuch noch zu fragen ob das Messgerät für 10 kHz 
unbekannter Wellenform ausgelegt ist.

von Stefan (Gast)


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Shierei schrieb:
> Hallo Zusammen,
>
> ich würde gerne zwei 10 kHz Stromsignal (5 A) vermessen und die
> miteinander vergleichen.

Nimm ein Lineal!

von Purzel H. (hacky)


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Naja. Eine Spule hat bei fast DC einen Ohmschen Widerstand, bedeutet 
Strom und Spannung sind in Phase, waehrend bei einer hoeheren Frequenz 
die Spule als Induktivitaet wirkt, die Spannung also dem Strom voreilt.

Bei fast DC ist der Strom duch den Ohmschen Widerstand plus den Shunt 
bestimmt, waehrend er bei hoeheren Frequenzen abnimmt.

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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Name H. schrieb:
> Naja. Eine Spule hat bei fast DC einen Ohmschen Widerstand, bedeutet
> Strom und Spannung sind in Phase, waehrend bei einer hoeheren Frequenz
> die Spule als Induktivitaet wirkt, die Spannung also dem Strom voreilt.
>
> Bei fast DC ist der Strom duch den Ohmschen Widerstand plus den Shunt
> bestimmt, waehrend er bei hoeheren Frequenzen abnimmt.

Wenn du den ohmsch-induktiven Spannungsabfall an einer Spule 
betrachtest, dann geht deine Beschreibung in Ordnung. Aber sie hat wenig 
mit dem (richtig gemachten) Einsatz einer Rogowski-Spule zu tun. Die 
wird nämlich hochohmig betrieben, es gibt nur eine induzierte Spannung 
und praktisch keinen Stromfluss in der Spule - und damit auch keinen 
induktiven oder ohmschen Spannungsabfall an der Spule. Und die 
induzierte Spannung ist gegenüber dem Magentisierungsstrom (im primären 
Lastkreis) um 90° phasenverschoben.

Wenn man die Rogowski-Spule falsch betreibt können aber tatsächlich alle 
von dir genannten Effekte auftreten.

von Dieter (Gast)


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Bei den Stromstaeben von Generatoren spielen bereits 50Hz eine Rolle bei 
den Strombelaegen.

Der TO hat nicht verraten was fuer Teile welcher Leistungsklasse er vor 
sich hat. Wer laecherlicht nun als letzter.

von Shierei (Gast)


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@alle

Sorry für meine falsche Beschreibung an Anfang über Begriff 
"Hochfrequenz", natürlich für die Computertechnik oder Nachrichttechnik 
ist 10kHz Signal Schnecken langsam, aber in Energiebranche wird die 
maximale nur bis zu 10kHz gemessen (Für Oberschwingungsvermessung). 
Genau wie @Dieter gesagt spielt die Strombeläge einen Rolle bei MW 
Bereich. Also ich nenne das am besten "hohe Frequenz" sondern nicht 
"Hochfrequenz". Gott Deutsch Sprache ist so schwer.....

von Meter (Gast)


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Welche Rogowski, welchen Shunt, welche Messgeräte verwendest Du?
Schau Dir mal die max. AC Frequenz von Deinem Shunt an.

von Shierei (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Shierei schrieb:
>> Bei f = 10 kHz wird die beide Ströme c.a. 88° verschoben, und der mit
>> Rogowski Spule vermessene Signal etwas vergrößert.
>
> Wie wertest du das Ausgangssignal der Rogowskispule denn aus? Du hast
> schon den zugehörigen Integrator am Spulenausgang, oder?

Ich habe die gar nicht ausgewertet, genau wie du gesagt, hat der Spule 
schon eine Integrator. Und der Ausgangsignal zeichne ich durch eine 
Messkarte auf (Abtastrat 100 kHz). Also gehe ich davon aus das hier 
keine Abtastungsproblem gibt. Grob gesagt, das aus der Integrator 
gekoppelt Signal ist nicht wie erwartet sondern abgewichen von der 
Signal aus dem Shunt.

Achim S. schrieb:
> Shierei schrieb:
>> Also es bewundert mich nicht dass man solche Verhalten bekommt, da die
>> Leitungsbeläge nicht mehr vernachlässigbar ist bei Hochfrequenz. Darüber
>> hinaus spielt die Wellenwiderstand des Kabels auch eine große Rolle.
>
> Ist jetzt nicht ernst gemeint, oder? 10 kHz ist weit, weit, weit
> entfernt von Hochfrequenz.

"hohe Frequenz" meine ich :)

von Achim S. (Gast)


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Shierei schrieb:
> Ich habe die gar nicht ausgewertet, genau wie du gesagt, hat der Spule
> schon eine Integrator.

88° Phasenverschiebung klingt aber schon sehr deutlich danach, dass mit 
der Integration was nicht passt.

Gib halt einfach den Typ deiner Messgerätschaften an und zeige konkrete 
Messergebnisse - dann hat man eine Diskussionsbasis.

von Shierei (Gast)


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Meter schrieb:
> Welche Rogowski, welchen Shunt, welche Messgeräte verwendest Du?
> Schau Dir mal die max. AC Frequenz von Deinem Shunt an.

Rogowski: Chauvin Arnox Mini Amplfex, Phasenfehler liegt bei 10kHz c.a. 
15°
Shunt: bin ich noch nicht sicher muss ich noch mal schauen.
Messgeräte: IMC Cronos-PL mit Abtastrate 100 kHz.

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