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Forum: HF, Funk und Felder Tastkopf für Hochfrequente-Hochspannung?


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Autor: PeterPan (Gast)
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Hallo!

Ich stehe vor einem mehr oder weniger großen Problem: ich müsste mit 
meinem Oszi (Tektronix 2445) die Ausgangsspannung von einem 
Hochspannungstrafo messen - genauer geht es mir dabei eher um die 
Wellenform, die Spannung ist mir jetzt mal nicht so wichtig.

So, dieser Trafo läuft jetzt aber mit Frequenzen von 20-60kHz Sinus und 
liefert je nach Eingangsspannung am Ausgang bis zu max. 40kV ... wobei 
ich bis jetzt noch nie mehr als 30kV (ca. 3cm Lichtbogen?) probiert 
habe.

Um das irgendwie zu messen benötige ich einen Tastkopf ... nachdem ich 
mich nun darüber informiert habe konnte ich feststellen, dass es 
Tastköpfe gibt, die für Hochfrequenz ODER für Hochspannung ausgelegt 
sind, aber selten gibts Köpfe, die beides "können".

Gut, die wenigen Tastköpfe, die nun beides können kosten von 800 bis 
2000€ und noch mehr. Das möchte ich fürs herumbasteln aber jetzt nicht 
wirklich ausgeben.

Was kann ich jetzt tun?

... kann ich mir eventuell selber so einen Tastkopf basteln, der ja 
meist nur aus Widerständen und Kondensatoren besteht? Kommt das dann 
günstiger?

... was, wenn ich mir einen günstigeren Tastkopf kaufe, der z.b. nur bis 
12kV ausgelegt ist und den dann modifiziere bzw. Widerstände vorschalte? 
z.B.

Ebay-Artikel Nr. 153443055023

oder:

https://at.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/3669141/


... oder gibts noch andere Möglichkeiten?


Lg,
Peter

Autor: Thomas W. (goaty)
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Autor: Edgar S. (Firma: keine) (heinbloed1)
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Der Tektronix-Tastkopf ist mit vorsicht zu geniessen. Der benötigt
eine FCKW-Füllung die sich auch verflüchtigt. Normalerweise liegt
die Dose in der Aufbewahrungsbox, wenn die Dose leer ist kannst Du
mit dem Tastkopf nichts mehr anfangen. Weil nachkaufen ist nicht 
mehr.....

Autor: nachtmix (Gast)
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Wozu brauchst du einen HF-Tastkopf, wenn du doch weisst, dass die 
Spannung sinusförmig ist?

Ein kapazitiver Spannungsteiler (z.B. abgeschirmtes HV-Kabel?), den du 
mit handlicheren Spannungen kalibrierst, sollte s auch tun.

Autor: Falk B. (falk)
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PeterPan schrieb:

> So, dieser Trafo läuft jetzt aber mit Frequenzen von 20-60kHz Sinus und

Dafür braucht es einen frequenzgangkompensierten Tastkopf.

> liefert je nach Eingangsspannung am Ausgang bis zu max. 40kV ... wobei
> ich bis jetzt noch nie mehr als 30kV (ca. 3cm Lichtbogen?) probiert
> habe.

Bei 40kV ist der etwas größer und teurer.

https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/0091/0900766b800919de.pdf

Der kann nur 15kV!

> Gut, die wenigen Tastköpfe, die nun beides können kosten von 800 bis
> 2000€ und noch mehr. Das möchte ich fürs herumbasteln aber jetzt nicht
> wirklich ausgeben.

Wieviel denn dann? Drei fuffzich?

> ... was, wenn ich mir einen günstigeren Tastkopf kaufe, der z.b. nur bis
> 12kV ausgelegt ist und den dann modifiziere bzw. Widerstände vorschalte?
> z.B.

Jaja, gerade bei Hochspannung eine ganz tolle Idee.

>
> Ebay-Artikel Nr. 153443055023
>
> oder:
>
> https://at.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/3669141/
>
> ... oder gibts noch andere Möglichkeiten?

Nicht wirklich. Einfacher und billiger wird es kaum, wenn es ansatzweise 
solide und sicher sein soll.

Der Link auf Stack Exchange ist im Prinzip OK, aber man muss das Ganze 
auch gescheit aufbauen. Die 10M Widerstände und Kondensatoren müssen 
5-10kV Typen sein, Z.B. VR68

https://de.rs-online.com/web/p/widerstande-durchsteckmontage/6835326/

Autor: Ralph B. (rberres)
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P6015A High-voltage ProbeFor heavy-duty high-performance measurements of 
voltages over 2.5 kV,the P6015A isthe industry standard. You can measure 
DC voltages upto 20 kVRMSand pulses up to 40 kV (peak, 100 ms duration). 
The 75 MHzbandwidth enables you to capture fast, high-voltage signals.
von Tektronix

das ist der einige Tastkopf den ich kenne, welche wenigstens kurzzeitig 
bis 40KV kann ( aber nur mit der Fluidfüllung, ohne bis 20KV ).

Ebay-Artikel Nr. 303043428917


Ralph Berres

Autor: Marek N. (bruderm)
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Also, 60 kHz ist ja nun keine Hochfrequenz.

Der Tektronix 6015*A* würde das locker von der Bandbreite schaffen, ist 
aber nur bis 20 kV spezifiziert.

Tastköpfe die richtig HF und HV können gibt es hier: 
http://www.highvoltageprobes.com/high-voltage-probes

Aber wenn du nur die Kurvenform wissen willst, hilft vielleicht eine 
kleine Koppelwindung und dann mit einem kleinen PMK messen oder so?

Autor: Ralph B. (rberres)
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Marek N. schrieb:
> Der Tektronix 6015*A* würde das locker von der Bandbreite schaffen, ist
> aber nur bis 20 kV spezifiziert.

das ist nicht ganz richtig. Mit Füllung kann er maximal 40KV. Wir haben 
die schon selbst bei so hohen Spannungen eingesetzt.

Ralph Berres

Autor: Marek N. (bruderm)
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Moment!

Der 6015 (ohne A) braucht Fluid. Der 6015*A* ist "trocken".

Spezifiziert sind beide nur bis 20 kV DC bzw. Sinus effektiv. Immerhin 
28,2 kV peak. Deckt sich auch gut mit dem 50 %-igen Duty-Cycle aus Table 
1-1 im Manual.[1]
Für kürzere Pulse und kleinere Duty-Cycles kann man auch die 40 kV 
ausreizen, hat er aber hier nicht.
Mehr Dokumente: http://w140.com/tekwiki/wiki/P6015

[1] http://w140.com/P6015A_tek_original.pdf

Autor: Falk B. (falk)
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Ralph B. schrieb:

> das ist der einige Tastkopf den ich kenne, welche wenigstens kurzzeitig
> bis 40KV kann ( aber nur mit der Fluidfüllung, ohne bis 20KV ).

Wenn man Geld hat und ausgeben will, geht das bis in den 3-stelligen kV 
Bereich.

http://www.highvoltageprobes.com/high-voltage-probes

Wir haben mehrere PVM-5, 60kV DC, 100kV Pulse, 12MHz. Kosten 5k Euro das 
Stück, sind aber sehr solide verarbeitet, alles aus Aluminium (außer der 
Isolator natürlich ;-)

Den VD-300 haben wir auch, kostet um die 16k Euro. 8-0

Meßtechnik ist nicht billig.

Autor: Falk B. (falk)
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Marek N. schrieb:
> Also, 60 kHz ist ja nun keine Hochfrequenz.

Im Hochspannungsbereich schon.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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PeterPan schrieb:

> ich müsste mit meinem Oszi (Tektronix 2445) die Ausgangsspannung
> von einem Hochspannungstrafo messen - genauer geht es mir dabei
> eher um die Wellenform, die Spannung ist mir jetzt mal nicht so
> wichtig.

Kannst Du nicht an der Primärwicklung messen? Die Kurvenform
müsste dort die gleiche sein.

Autor: PeterPan (Gast)
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Guten Abend!


Harald W. schrieb:
> Kannst Du nicht an der Primärwicklung messen? Die Kurvenform
> müsste dort die gleiche sein.

... ist sie aber nicht unbedingt, wenn das signal kein schöner sinuns 
ist oder ein rechtecksignal reingeht, kommt sekundär ganz was anderes 
raus...


Marek N. schrieb:
> Aber wenn du nur die Kurvenform wissen willst, hilft vielleicht eine
> kleine Koppelwindung und dann mit einem kleinen PMK messen oder so?

... hm, kannst du mir das genauer erklären? Ich hatte schon versucht am 
Kern des Trafos eine zusätzliche Wicklung drauf zu machen, aber da 
zeigte das Oszi nur müll an, also eher rauschen als ein schönes signal?

Was ist ein PMK?

Autor: Arno K. (Firma: advanced microsystems) (radiosonde)
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Fakt ist:
Ein überlasteter Tek Tastkopf ist immer noch besser als eine 
Eigenkonstruktion.
Alleine schon durch das Griffstück usw.


LG

Autor: Miwi (Gast)
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PeterPan schrieb:

>
> Was kann ich jetzt tun?


Wozu willst Du überhaupt die Ausgangsspannung wissen? Die ist - 
abgesehen vom "meiner ist länger als Deiner -  doch völlig egal solange 
Du "Lichtbögen ziehen willst"....

Aber egal, über den Sinn von Messgeräten gibt es schon ausreichend lange 
Abhandlungen (siehe zb. den TEA-Thread im eevblog)

Nun... wie immer zuerst überlegen wie man den Krempel vermessen will 
den man vorhat aufzubauen....

für eine Fixfrequenz (also AC) wäre ein kapazitiver Spannungsteiler am 
einfachsten - doch auch der ist eine kleine Wissenschaft aber nicht so 
abartig mit parasitären Effekten wie nichtlineares Widerstandsverhalten 
und der nötigen Frequenzkompensation etc versaut wie ein Spannungsteiler 
aus Widerständen bei dieser Freuqenz...

>
> ... kann ich mir eventuell selber so einen Tastkopf basteln, der ja
> meist nur aus Widerständen und Kondensatoren besteht? Kommt das dann
> günstiger?

Ja, Du kannst... doch der Weg zum Erfolg ist sehr steinig und es werden 
sicher etliche Misserfolge undvermutlich auch zerstörte 
Oszieingangsstufen die Folge sein...

Ob die Messergebnisse dann genau sind ist auch eine Frage, denn wer 
kalibriert Dir Dein DIY-Gerät?


> ... was, wenn ich mir einen günstigeren Tastkopf kaufe, der z.b. nur bis
> 12kV ausgelegt ist und den dann modifiziere bzw. Widerstände vorschalte?
> z.B.
>
> Ebay-Artikel Nr. 153443055023

Das wäre noch um vieles blöder und dümmer als Selberbau.


> oder:
>
> https://at.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/3669141/
>
> ... oder gibts noch andere Möglichkeiten?

Ja. Hirn einschalten, nachdenken, Lesen was Erfahrerne publiziert haben, 
wieder nachdenken und verstehen und dann Plan B anwerfen:

Du kennst die Schaltung, kennst das Windungsverhältnis... was hindert 
Dich daran das ganze mit 1Vpp anzusteuern, den Trafo mit dieser Spannung 
zu vermessen und das ganze dann auf Nennspannung zu skalieren? Oder das 
ganze nach DC zu bringen (auch nicht einfach) und das dann mit 
preiswerteren Tastköpfen, die nur DC-tauglich sind zu messen (hier in AT 
gibts jemanden der seit langem 2 Fluke 80k-40 verkaufen möchte, 90€/Stk, 
Willhaben 321213696)


Wie auch immer, viel Erfolg

Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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Autor: PeterPan (Gast)
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Miwi schrieb:
> Du kennst die Schaltung, kennst das Windungsverhältnis... was hindert
> Dich daran das ganze mit 1Vpp anzusteuern, den Trafo mit dieser Spannung
> zu vermessen und das ganze dann auf Nennspannung zu skalieren? Oder das
> ganze nach DC zu bringen (auch nicht einfach) und das dann mit
> preiswerteren Tastköpfen, die nur DC-tauglich sind zu messen (hier in AT
> gibts jemanden der seit langem 2 Fluke 80k-40 verkaufen möchte, 90€/Stk,
> Willhaben 321213696)

Im Prinzip nichts, aber kommen wieder neue Fragen auf:

1. Bin ich mir icht sicher, ob bei 1Vpp die Sekundärspannung nicht auch 
schon viel zu hoch ist, um sie zu messen - ABER; hierfür könnte ich mir 
ja nen "kleineren" Tastkopf kaufen und dann die spanung primär einfach 
runtergegeln, sodass die mit dem Tastkopf messbar wird. Ja, das wäre 
eine Möglichkeit.

2. Denke ich, dass das Sinunssignal eben bei höheren Spanungen unstabil 
wird, weil eben der Verstärker, der das Sinunssignal vor dem Trafo 
ausgibt möglihcerweise überlastet ist und somit der Sinuns erst ab einer 
bestimmten Spannung nicht mehr rund ist - genau das möchte ich ja auch 
herausfinden.


Ich möchte einfach die messbare Sicherheit, dass da am Ausgang wirklich 
ein schöner Sinuns rauskommt, mehr nicht.

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