Pomiar napięcia przemiennego - dlaczego na rożnych zakresach mam inne wyniki ?

Zbudowałem mostek wiena, na wyjściu mam ładną sinusoidę o częstotliwości około 9,5khz i teraz tak:

Oscyloskop ręczny Voltcraft VC-1008 o parametrach
Dokładność VAC: 4V 1mV, 40V 10mV, 400 V100mV ±(1% + 15 cyfr)

Pokazuje mi takie pomiary:
Dla zakresu 4V: 2.004V
Dla zakresu 40V: 2.87V
Dla zakresu 40V: 1.9V

Multimetr Mastech MS8240D
Dokładność VAC: 2.2/22/220/700V 0.1mV ±(0.8%rdg+4dgt)

Pokazuje mi takie pomiary:
Dla zakresu 2.2V: Overload
Dla zakresu 22V: 3,121V
Dla zakresu 220V: 2,38V
Dla zakresu 700V: 1,6V

Duty cycle= 50.5%
Ma on też pomiar PEAK, ale za każdym razem uzyskuje rożne wyniki (zdaje się ze max to 400HZ dla tego pomiaru) przykładowe to
pmax = 2.7V pmin = -3.2V
pmax = 2.0V pmin = -2V
pmax = 3.4V pmin = 0.1V

I ostatni miernik UNI-T M890G
Dokładność VAC: 20 V ±0.8% ± 3 cyfry, 200 V ±0.8% ± 3 cyfry

Pokazuje mi takie pomiary:
Dla zakresu 2V: Overload
Dla zakresu 20V: 3,93V
Dla zakresu 200V: 1,0V

Sama sinusoida wygląda jak w załączniku.

Tu pojawia się moje pytanie.. czy wszystkie mierniki mam popsute, to chyba nie możliwe, skąd takie rozbieżności nawet miedzy zakresami na jednym mierniku różnica oscyluje w okolicy 1V, to więcej niż zakres błędu podawany przez producenta. Bym był wdzięczny gdyby mi ktoś to objaśnił.

Wiem ze moja sinusoida nie musi być idealna wartość bezwzględna PMAX może być rożna od PMIN, ale na wykresie wygląda całkiem porządnie, no i nawet jeśli miernik nie potrafi obliczy TRUE RMS (a te 2 pierwsze ponoć potrafią) to chyba nie powinno być az takich różnic miedzy zakresami na jednym mierniku ?

Jakie jest wyjście tego generatora, jaka impedancja wyjścia, narysuj schemat. Mierniki mierzą różnie, jeżeli impedancja wyjścia jest duża. Dla małych impedancji wyjścia, rzędu setek omów możesz się spodziewać prawidłowych pomiarów na właściwym zakresie. Nie mierzy się napięć rzędu woltów na zakresie dziesiątek i setek woltów.

Setel wrote:

Jakie jest wyjście tego generatora, jaka impedancja wyjścia, narysuj schemat. Mierniki mierzą różnie, jeżeli impedancja wyjścia jest duża. Dla małych impedancji wyjścia, rzędu setek omów możesz się spodziewać prawidłowych pomiarów na właściwym zakresie.
Nie mierzy się napięć rzędu woltów na zakresie dziesiątek i setek woltów.

No tak wiadomo ale te zakresy na Voltcraft nie są aż tak różne żeby usprawiedliwiać aż tak duża różnicę:

Dla zakresu 4V: 2.004V
Dla zakresu 40V: 2.87V

Dla Mastecha zmniejszyłem napięcie zęby na zakresie 2V nie było OL i taki wynik:
Dla zakresu 2V: 1.3V
Dla zakresu 20V: 1.9

Trochę duża różnica

Zrobiłem jeszcze jeden eksperyment i ustawiłem napięcie bliskie granicy zakresu to dochodziło to takiej sytuacji ze:
dla zakresu 4V: 3.8V
dla zakresu 40V: 5V

Schemat mostka w załączniku.

Tak więc już nie wiem ile te napięcie naprawdę wynosi

Nie przyszło Ci do głowy, że wyjście tego swojego generatora obciążasz rezystorami równymi Rwe miernika? Przeciez podłączasz równolegle do 1k dodatkowe rezystory. To moze zmieniać parametry układu przecież.

Pomiar bezpośrednio miedzy masą a wyjściem wzmacniacza daje takie same rezultaty, tzn dosyć duże (większe niż dopuszczalny błąd) rozbieżności miedzy zakresami tego samego miernika jak również miedzy rożnymi miernikami na podobnych zakresach.

Na wyjściu jest dzielnik napięcia, w takim razie jak mam zmierzyć napięcia za dzielnikiem ? Nie bardzo rozumiem oco Ci chodzi przecież pomiar w dowolnym punkcie układu to jakaś rezystancja względem Rwe miernika. Miernik "zna" swoją Rwe dla każdego zakresu wiec powinien poprawnie pokazać napięcie w miejscu mierzonym. W takcie pomiarów nie zmieniam nic w układzie, zmieniam tylko zakres miernika, lub sam miernik, przy czym same pomiary są powtarzalne.

Problem polega np w przypadku gdy na zakresie do 4V mam pomiar 3.9V a na zakresie do 40V pokazuje 5V.. co w tedy.

No ale Twój układ nie zna tej oporności .

No ale mój układ jest stały, nic się w nim nie zmienia, Rwe miernika będzie inna na rożnych zakresach, ale ponieważ moj układ się nie zmienił.. a miernik na swoje Rwe to za każdym razem powinien pokazać poprawny wynik.

To może zapytam inaczej.. jak mam zmierzyć napięcie w takim razie ?

Zobacz na filmik

https://www.youtube.com/watch?v=kGRxIgRRq_g

edit:
Chodzi Ci oto ze Rwe miernika wpłynęło na pracę wzmacniacza i zmieniło parametry układu samego w sobie ? jeśli tak jak dokonać takiego pomiaru w takim razie.

Podłącz 2 mierniki równolegle i obserwuj co się dzieje jak Podłączasz /odłączasz następne

Pomiar zawsze wpływa na układ badany. Tutaj, być może, sygnał badany nie jest czystą sinusoidą i zawiera sporo harmonicznych, co zakłóca pomiar miernikiem. Być może Twoje mierniki są po prostu kiepskie. Najlepiej mierzyć takie sygnały oscyloskopem, słabo sprzężonym z badanym układem.

Wg producenta

Mastech
impedancja wejściowa: 10MΩ

Voltcraft
impedancja wejściowa: 1MΩ

To dużo w obydwu przypadkach, patrzyłem sobie oscyloskopy w necie i powiem ze żaden nie miał więcej.
podłączenie rezystancji równolegle 10M do rezystora 1K da zmianę 0.5-1VAC RMS na wyjściu wzmacniacza ? coś chyba nie możliwe.. przecież zmiana wynikowa takiego układu rezystorów będzie mniejsza niż 1Ω .

Jak prawidłowo wykonać taki pomiar w takim razie ? Mierze oscyloskopem, tyle ze ręcznym, i jest słabo sprzężony 1MΩ to chyba wystarczająco.

Czy te mierniki (poza oscyloskopem) są przystosowane do napięcia o częstotliwości ok.10 kHz?
Jeżeli nie, to nawet przy czystej sinusoidzie, wskazania na poszczególnych zakresach mogą przekraczać dopuszczalny błąd.

Sam przebieg wygląda na zdjęciu jak zniekształcona piła, a nie sinus.

Mastech MS8240D nie możesz mierzyć przebiegu 9,5 kHz, ponieważ mierzy on do 400 Hz, więc odczyt jego wskazań pomijamy.
UNI-T M890G mierzy do 400 Hz, więc jw.

Wg. poniższej dokumentacji to Voltcraft VC-1008 też mierzy przebiegi zniekształcone do 400 Hz.
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaett...l-GRAFISCH_MULTIMETER_VC_1008_de_en_fr_nl.pdf

Dziwna ta dokumentacja na stronie 28

"Direct current measuring up to max. 1000 V/DC and alternate current measuring up
to max. 750 V (AC True RMS = AC actual value measuring up to 400 Hz)"

Po pierwsze "current measuring" to pomiar prądu, a tu wartość max podana w Voltach, po drugie faktycznie napisali ze True RMS do 400 Hz, ale już na stronie 50 mozna przeczytać że:

"Alternate voltage range (40 Hz to 400 kHz), overload protection 750 V/AC "

Też 400 tyle ze kHz, czy ja czegoś nie rozumiem czy instrukcje ma błędy ?

Mały offtopic ale może zainteresuje kolegów. Kiedyś porównywałem wyniki pomiarów radzieckiego analogowego miernika ŁT-4 z laboratoryjnym miernikiem B&K, przystosowanym do pomiaru napięć zmiennych w paśmie akustycznym 20Hz-20kHz. Do 1 kHz wskazania były porównywalne, różnice wskazań na obu miernikach nie przekraczały 2% zarówno przy niższych jak i wyższych napięciach.
Żródłem sygnału był generator B&K przestrajany w paśmie j.w.

@porlock Mam prośbę: we wszystkich materiałach dotyczących UNI-T M890G podana jest bardzo wysoka rezystancja wewnętrzna miernika dla zakresu AC, ale nie zawsze te materiały są wiarygodne.
Możesz zmierzyć rezystancje wewnętrzną M890 dla zakresu AC używając do tego Mastech'a? Tylko jak już połączysz przyrządy przewodami, to zmień najpierw zakres na 890 na ampery i dopiero na zakresy AC. Będę zobowiązany.

Dodano po 6 [minuty]:

porlock wrote:

Dziwna ta dokumentacja na stronie 28

"Direct current measuring up to max. 1000 V/DC and alternate current measuring up
to max. 750 V (AC True RMS = AC actual value measuring up to 400 Hz)"

Po pierwsze "current measuring" to pomiar prądu, a tu wartość max podana w Voltach, po drugie faktycznie napisali ze True RMS do 400 Hz, ale już na stronie 50 mozna przeczytać że:

"Alternate voltage range (40 Hz to 400 kHz), overload protection 750 V/AC "

Też 400 tyle ze kHz, czy ja czegoś nie rozumiem czy instrukcje ma błędy ?

Masz rację. Widzisz moze gdzieś informację o możliwości pomiaru napięcia ac TRMS do 400 KHz? Jeżeli nie podają takiej informacji to możej nie radzi sobie z przebiegiem odkształconym.

freebsd wrote:

@porlock Mam prośbę: we wszystkich materiałach dotyczących UNI-T M890G podana jest bardzo wysoka rezystancja wewnętrzna miernika dla zakresu AC, ale nie zawsze te materiały są wiarygodne.
Możesz zmierzyć rezystancje wewnętrzną M890 dla zakresu AC używając do tego Mastech'a? Tylko jak już połączysz przyrządy przewodami, to zmień najpierw zakres na 890 na ampery i dopiero na zakresy AC. Będę zobowiązany.

OK, ale dopiero jutro będę mógł się tym zając, teraz nie mam dostępu do mierników ze tak się wyrażę Chciałem tylko o o coś zapytać jeszcze..

1) Czy podczas takiego pomiaru mogę uszkodzić któryś z mierników ?
2) M890 ma 2 zakresy AC (20A, 200mA) na 2 zaciskach mA i A, który chcesz żeby zmierzyć ?
3) Czemu mierniki mam w pierw połączyć na zakresie ADC ?
4) Po co Ci to ?

w moim m890 to może być coś trochę nie tak bezpiecznik to juz z 5 razy wymieniałem na zakresie 200mA.
Najczęsciej jak przez nie uwagę zapomnialem przełożyć przewody przy pomiarze napięcia

Ad 1) Nie. Na jednym ustawiasz i mierzysz rezystancję, a na drugim napiecie AC. Na tym filmie jest taki pomiar, ale dla DC: https://youtu.be/SHgVuwx90bs?t=4m29s

Ad. 2) Jak możesz to poproszę o dwa zakresy AC.

Ad. 3) Przełączenie przed właściwym pomiarem na zakres A (lepiej A, nie mA) ma na celu "rozładowanie" układu pomiarowego. Po prostu bez tego wyniki mogą być zafałszowane. I lepiej działa takie przełączenie na zakres A, niż zwarcie przed pomiarem sond.

Ad 4) Interesuję sie miernikami i zbieram informacje o nich. Przymierzam się do kupienia do testów M890, ale nie mam potem dla niego zastosowania (zapewne) i muszę go sprzedać - dużo zachodu.
Sprawdzisz też, czy faktycznie dla AC ten miernik posiada aż tak wysoką rezystancję. Zazwyczaj jest to około od kilkuset kiloom do około 1 Mom, oraz od 20 do 200 pF.

porlock wrote:

w moim m890 to może być coś trochę nie tak bezpiecznik to juz z 5 razy wymieniałem na zakresie 200mA.
Najczęsciej jak przez nie uwagę zapomnialem przełożyć przewody przy pomiarze napięcia

Nie myli się tylko ten, kto nic nie robi

Wykonałem te pomiary, ale dla prawdziwego M890G (prod. Mastech), pomiar rezystancji miernikiem Voltcraft VC830:
AC 2V: 9,95MOhm
AC 20V: 9,95MOhm
AC 200V: 9,95MOhm
AC 700V: 9,95MOhm

Pojemność wejściowa na wszystkich zakresach ~10pF (zaleta "manuali").

Pomiar napięcia sin 4Vpp 1kHz (impedancja źródła 50Ohm):
AC 2V: 1,442V
AC 20V: 1,42V
AC 200V: 1,2V
AC 700V: 0V

Pomiar napięcia sin 4Vpp 10kHz (impedancja źródła 50Ohm):
AC 2V: 1,361V
AC 20V: 1,57V
AC 200V: 0V
AC 700V: 0V

Jako, że to pomiar wartości skutecznej, prawidłowy wynik to 1,41V.

tzok wrote:

Wykonałem te pomiary, ale dla prawdziwego M890G (prod. Mastech), pomiar rezystancji miernikiem Voltcraft VC830:
AC 2V: 9,95MOhm
AC 20V: 9,95MOhm
AC 200V: 9,95MOhm
AC 700V: 9,95MOhm

@tzok Dziękuję. Nie spotkałem do tej pory miernika z taką rezystancją dla AC.

Wracając do głownego wątku

Całe życie chciałem mieć oscyloskop , i tak sobie myślę święta idą...

czy taki jak ten http://gotronik.pl/img/sds1000cml_datasheet_en.pdf

Pozwoliłby mi zmierzyć trueRMS dla 10Khz z przebiegiem odkształconym ? generalnie dał by radę do 70Mhz ? czy jak należy to rozumieć ?

Bo moj Voltcraft ma Bandwidth 8 MHz, ale jak widać w praktyce trueRMS do 400Hz mierzy tylko.

Twój Voltcraft to zabawka ale generalnie żaden oscyloskop nie jest precyzyjnym przyrządem pomiarowym - służy do obrazowania przebiegów, ew. ich porównywania ale nie do precyzyjnych pomiarów wartości (typowy cyfrowy oscyloskop klasy entry level ma przetwornik ADC o rozdzielczości zaledwie 8 bit).

Obecnie SDS1000 to najtańsze cyfrowe oscyloskopy na rynku które ew. są warte uwagi ale "król" w kategorii niedrogich oscyloskopów dla hobbystów jest jeden - Rigol DS-1054Z. Ja mam najtańszego dostępnego SDSa czyli SDS1022DL.

tzok wrote:

Twój Voltcraft to zabawka ale generalnie żaden oscyloskop nie jest precyzyjnym przyrządem pomiarowym - służy do obrazowania przebiegów, ew. ich porównywania ale nie do precyzyjnych pomiarów wartości (typowy cyfrowy oscyloskop klasy entry level ma przetwornik ADC o rozdzielczości zaledwie 8 bit).

Ale rozumiem ze z VRMS dla 10Khz sobie poradzą prawda ? bo w sumie juz nie wiem sam

tzok wrote:

Ja mam najtańszego dostępnego SDSa czyli SDS1022DL.

I jak polecasz ?

Ja mam od kilku lat ADS1022CL i jestem zadowolony.

porlock wrote:

Ale rozumiem ze z VRMS dla 10Khz sobie poradzą prawda ?

Oscyloskop nie posiada funkcji multimetru, są tylko automatyczne funkcje pomiarowe dla próbek sygnału ale ich dokładności jest słaba. Prawidłowo obrazuje przebiegi do 20MHz i na nich można mierzyć ale na zakresie 2V/div masz rozdzielczość 0,062V i zakres +/-8V, przy 5V/div (+/-20V) 0,156V. Dla porównania najtańszy multimetr 3½ cyfry na zakresie 20V ma rozdzielczość 0,01V, czyli rząd wielkości większą.

porlock wrote:

I jak polecasz ?

Zależy do czego, mnie osobiście brakuje DPO ale DS-1054Z jest 2x droższy, a ja używam oscyloskopu sporadycznie. Mam też analogowy C1-112A.

No tak najtańszy multimert ma rozdzielczość 0.01V ale do 400Hz, powyżej pokazuje bzdury.
Czyli ze wynika z tego ze napięcie AC 9.5KHz jest nie mierzalne ? nawet sprzętem za 1.5K PLN ?

porlock wrote:

No tak najtańszy multimert ma rozdzielczość 0.01V ale do 400Hz, powyżej pokazuje bzdury.
Czyli ze wynika z tego ze napięcie AC 9.5KHz jest nie mierzalne ? nawet sprzętem za 1.5K PLN ?

Pamiętaj jeszcze o tym czy poprawnie mierzy do danej częstotliwości sinus czy przebieg odkształcony, prostokąt,trójkąt...

porlock wrote:

Czyli ze wynika z tego ze napięcie AC 9.5KHz jest nie mierzalne ?

Jest mierzalne tylko WŁAŚCIWYM sprzętem... w zasadzie wystarczy sonda w.cz. ale i bez sondy dasz radę zmierzyć takie napięcie starym UM-112B czy V-640 ale i te moje pomiary M890G na właściwym zakresie nie były tak odległe od prawidłowego wyniku.

tzok wrote:

pomiary M890G na właściwym zakresie nie były tak odległe od prawidłowego wyniku.

A voltcraftem i mastechem były ?

Voltcrafetm nie mierzyłem ale podejrzewam, że podobne (w końcu to automat, więc sam dobierze właściwy zakres), no a Mastech to był M-890G.

Tzok zobacz pierwszy moj post.. tam własnie opisałem ze pomiary robione multimetrami są do luftu, tak wiec zdziwiłem się ze jak raz jeden z tych multimetrów wybrałeś ze jak raz z niego były najlepsze, ale widzę ze to chyba był tylko przykład. Niestety stwierdzenie "nie były tak odległe od prawidłowego wyniku" nie jest dobre .. bo różnice dla napięcia około 5 vol wynosiły mniej więcej 1V miedzy miernikami i zakresami na nich, czyli 20%. Który z nich był najbliżej prawdy i na jakim zakresie tego nie wiadomo niestety.