Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Dzielnik napiecia w woltomierzu

czejzpl 30 Dec 2019 10:47 921 36
e-mierniki
  • #1
    czejzpl
    Level 6  
    Witam,
    To jest mój pierwszy post więc proszę o wyrozumiałość
    Chciałbym zbudować woltomierz o rezystancji wejściowej 5 T Ohm oraz by mógł umożliwiać pomiar do 1500 V. Problem mam tylko na skonstruowaniu dzielnika który by umożliwił taki pomiar do układu. Czy ktoś z was mógłby zna sposób w jaki dzielnik napiecia poradziłby sobie z napięciem 1500 V bez ogromnego wkładu finansowego?
  • e-mierniki
  • #3
    czejzpl
    Level 6  
    Bardzo dziękuje za odpowiedz
    Sęk w tym, że właśnie jest potrzebna ta rezystancja wejściowa. W projekcie została ona uwzględniona i ciężko sobie z tym poradzić.
  • Helpful post
    #4
    alekt77
    Level 38  
    Tu masz np. rezystory o rezystancji 1TΩ na max. napięcie 30kV: :arrow: Link
    Tanio nie będzie. No i problem z rozwiązaniem zacisków wejściowych i sond pomiarowych aby nie zmniejszały rezystancji wejściowej miernika.
  • Helpful post
    #5
    jarek_lnx
    Level 43  
    czejzpl wrote:
    Sęk w tym, że właśnie jest potrzebna ta rezystancja wejściowa. W projekcie została ona uwzględniona i ciężko sobie z tym poradzić.
    Błędne założenia taniej zmienić już teraz, niż budować taki przyrząd. Rezystory o bardzo dużej rezystancji są mało dokładne, ale to nie jedyny kłopot, rezystancja wielu typowych materiałów izolacyjnych jest mniejsza, niż twój rezystor, chcesz żeby prąd twojego dzielnika wynosił 300pA przy 1,5kV, trzeba bardzo uważać na upływności i wyładowania koronowe na ostrych krawędziach, potrzeba precyzyjnego wzmacniacza o bardzo małych prądach polaryzacji, no i raczej nie ma sensu robić tego na laminacie, lepsze podłoże alundowe. To się da zrobić, ale nie wierze że to jedyna droga.
  • #6
    czejzpl
    Level 6  
    A czy jest może jeszcze jakiś inny sposób rozwiązania? Szukam każdej możliwej opcji.
  • #7
    klamocik
    Level 31  
    Ja bym próbował wykorzystać potencjometry z transformatorów wysokiego napięcia z telewizorów kineskopowych, tam są także wysoko oporowe rezystory naniesione na porcelanę.
  • #8
    retrofood
    VIP Meritorious for electroda.pl
    czejzpl wrote:
    Witam,
    To jest mój pierwszy post więc proszę o wyrozumiałość
    Chciałbym zbudować woltomierz o rezystancji wejściowej 5 T Ohm oraz by mógł umożliwiać pomiar do 1500 V.

    Możesz napisać po co? Bo mierzyć nim się nie da. Już załączenie światła w sąsiednim pomieszczeniu będzie wpływało na jego wskazania, przewody w ścianach również.
  • e-mierniki
  • #9
    czejzpl
    Level 6  
    retrofood wrote:
    Możesz napisać po co? Bo mierzyć nim się nie da. Już załączenie światła w sąsiednim pomieszczeniu będzie wpływało na jego wskazania, przewody w ścianach również.

    Temat został wymyślony przez profesora do mojej pracy na studiach.
  • #10
    User removed account
    Level 1  
  • #11
    retrofood
    VIP Meritorious for electroda.pl
    czejzpl wrote:
    retrofood wrote:
    Możesz napisać po co? Bo mierzyć nim się nie da. Już załączenie światła w sąsiednim pomieszczeniu będzie wpływało na jego wskazania, przewody w ścianach również.

    Temat został wymyślony przez profesora do mojej pracy na studiach.

    Kiepsko to widzę. Miałem na studiach wykonać układ do badania pętli histerezy ferroelektrycznej materiałów dielektrycznych, czyli układ do pomiaru prądów rzędu nawet poniżej 1 nA (nanoampera) i nie zrobiłem tego. Właściwie to prototyp zrobiłem, ale tak jak napisałem, nawet jakieś tam podstawowe ekranowanie nie pomagało, układ przyjmował wszelkie zakłócenia z otoczenia i do pomiarów się nie nadawał.

    A może zastosujesz jakiś przetwornik z MOSFET-em?
  • #12
    czejzpl
    Level 6  
    Dowiedziałem się, że można użyć do stworzenia takiego dziennika kondensatorów poliestrowych. Czy jest taka szansa?
  • #13
    jarek_lnx
    Level 43  
    klamocik wrote:
    Ja bym próbował wykorzystać potencjometry z transformatorów wysokiego napięcia z telewizorów kineskopowych, tam są także wysoko oporowe rezystory naniesione na porcelanę.
    Kiladziesiąt-stokilkadziesiąt megaomów - mało.
    czejzpl wrote:
    Temat został wymyślony przez profesora do mojej pracy na studiach.
    A co jest głównym zadaniem?
    czejzpl wrote:
    Dowiedziałem się, że można użyć do stworzenia takiego dziennika kondensatorów poliestrowych. Czy jest taka szansa?
    Ogólnie kondensatorów można użyć do pomiaru napięć zmiennych, z kolei dzielnik rezystancyjny o takiej rezystancji do zmiennych się zupełnie nie nadaje.
    retrofood wrote:
    Kiepsko to widzę. Miałem na studiach wykonać układ do badania pętli histerezy ferroelektrycznej materiałów dielektrycznych, czyli układ do pomiaru prądów rzędu nawet poniżej 1 nA (nanoampera) i nie zrobiłem tego.
    Mierzę takie prądy, ale zanim opanowałem minęło sporo czasu, więcej niż jeden semestr ;)

    czejzpl wrote:
    A czy jest może jeszcze jakiś inny sposób rozwiązania? Szukam każdej możliwej opcji.
    Przed dzielnikiem (o normalnych kilkudziesięcio-megaomowych rezystancjach) dać wtórnik, istnieją tranzystory na tak wysokie napięcia, można użyć wzmacniacza operacyjnego z bootstrapowanym zasilaniem. Nie będzie to tak łatwe jak przy zakresie kilkudziesieciu-kilkuset woltów, ale ta sama zasada bootstrapu jest możliwa do wykorzystania, dodatkowo trzeba by dodać zabezpieczenia wejścia, izolowane zasilanie do wzmacniacza...
    Jakby nie kombinować. wymaga to zbudowania wtórnika na pełny zakres napięcia.
    Opis działania poniżej, tego schematu nie zastosujesz 1:1 ale zasadę działania możesz przenieść
    https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-1593.pdf
  • #14
    _jta_
    Electronics specialist
    A czy to ma być napięcie dodatnie, ujemne, przemienne? Dla ujemnego jest sposób z nietypowym użyciem lampy elektronowej, ale z dodatnim wyjdzie gorzej, a z przemiennym chyba całkiem źle.

    Idea jest taka: napięciem ujemnym podanym na anodę (to musi być lampa z anodą na kapturku) steruje się prąd siatka-katoda - nasiatkę podaje się napięcie dodatnie względem katody.

    Mierzyłem prądy poniżej pA - są wzmacniacze operacyjne, które sobie z tym radzą. Jeśli dzielnik i zmiany napięcia nie są bardzo powolne, to powinien to być dzielnik skompensowany RC.
  • #15
    jarek_lnx
    Level 43  
    _jta_ wrote:
    Mierzyłem prądy poniżej pA - są wzmacniacze operacyjne, które sobie z tym radzą.
    Są ale reszta układu też musi się do tego nadawać, trzeba uważać na upływności.

    _jta_ wrote:
    Jeśli dzielnik i zmiany napięcia nie są bardzo powolne, to powinien to być dzielnik skompensowany RC.
    Tylko do tak wymagającego dzielnika nie będzie łatwo o dobór kondensatorów, zaczął bym od powietrznych ale nawet tu trudno liczyć na brak upływności na poziomie pA.
    Jeśli napięcia maja być zmienne to impedancja i tak będzie mniejsza niż 5TOm, nawet 1pF uniemożliwi uzyskanie takich impedancji, nawet przy względnie niskich częstotliwościach.
  • #16
    czejzpl
    Level 6  
    jarek_lnx wrote:
    A co jest głównym zadaniem?


    Głównym założeniem jest stworzenie miernika cyfrowego DC o dużej rezystancji wejściowej i możliwości mierzenia do 1,5kV
  • #18
    atom1477
    Level 43  
    jarek_lnx wrote:
    czejzpl wrote:
    Dowiedziałem się, że można użyć do stworzenia takiego dziennika kondensatorów poliestrowych. Czy jest taka szansa?
    Ogólnie kondensatorów można użyć do pomiaru napięć zmiennych, z kolei dzielnik rezystancyjny o takiej rezystancji do zmiennych się zupełnie nie nadaje.

    Tam raczej chodzi o wykorzystanie rezystancji upływności kondensatora.
  • #19
    _jta_
    Electronics specialist
    :?: Pomyślałeś, jaką to ma stałą czasową?

    Można by jeszcze wykorzystać pomiar pojemności diody (albo złącza kolektor-baza) - zależy od napięcia, ale przy takich napięciach słabo i nieliniowo. No i trzeba by znaleźć tranzystor/diodę z małym prądem wstecznym złącza.
  • #20
    czejzpl
    Level 6  
    _jta_ wrote:
    _jta_ w #14 wrote:
    A czy to ma być napięcie dodatnie, ujemne, przemienne?
    Co z odpowiedzią na to pytanie?

    To ma być miernik DC więc raczej nie może być przemienne. (o to chyba Ci chodzi, jeśli nie to przepraszam)
  • #22
    czejzpl
    Level 6  
    atom1477 wrote:
    Ja tylko się domyślam o co chodziło temu kto proponował użycie kondensorów. A że jego pomysł był głupi to co innego.

    Jeśli chodzi o zastosowanie w dzielniku tych kondensatorów poliestrowych to słyszałem, że jedna z firm użyła tego w swoim prototypie woltomierza.
  • #23
    _jta_
    Electronics specialist
    Hm... ciekawe, na ile małą da się uzyskać upływność lampy (takiej z anodą wyprowadzoną na kapturek) przy delikatnym żarzeniu katody?

    Przy pomiarze napięcia dodatniego elektrony z katody trafią do anody dając prąd, więc prąd wejściowy będzie większy; przy ujemnym zależy od izolacji.

    Czy tematem pracy ma być zbudowanie od podstaw woltomierza, czy tylko jest on potrzebny do wykonania pomiarów?
  • #24
    atom1477
    Level 43  
    A po co wtedy żarzyć katodę?
    Lampa (tzn. szkło) raczej nie da dużej stałości rezystancji.

    Jeżeli rezystancja wejściowa ma być tak duża i do tego konkretna, to można by tu zastosować pomiar aktywny.
    Czyli jakby mostkowy z automatycznym równoważeniem mostka.
    Tyle że tu nie był by to mostek.
    Tylko źródło napięcia 0...1.5kV i mikroamperomierz włączony pomiędzy wejście a to źródło.
    I do tego układ sprzężenia zwrotnego dbający o to żeby rezystancja widziana z wejścia była stała i równa te 5TΩ.
  • #25
    _jta_
    Electronics specialist
    atom1477 wrote:
    Lampa (tzn. szkło) raczej nie da dużej stałości rezystancji.

    Doczytałem się, że są do takich konstrukcji specjalne lampy o upływnościach kilku fA.

    atom1477 wrote:
    Tylko źródło napięcia 0...1.5kV i mikroamperomierz włączony pomiędzy wejście a to źródło.

    A może dioda pojemnościowa szeregowo z opornikiem? Mierzyć jej pojemność i dostosowywać napięcie po drugiej stronie?

    A można dać na wejście opornik np. 10TΩ i mierzyć prąd. Tylko (z mojego doświadczenia) trudno będzie zejść z szumem poniżej 2-3V.
  • #26
    atom1477
    Level 43  
    _jta_ wrote:
    atom1477 wrote:
    Lampa (tzn. szkło) raczej nie da dużej stałości rezystancji.

    Doczytałem się, że są do takich konstrukcji specjalne lampy o upływnościach kilku fA.

    Do takich, czyli takich gdy trzeba stałą rezystancję?
  • #28
    atom1477
    Level 43  
    No to co innego. Lampa o małej upływności, ale nie lampa o stałej upływności.

    Użycie lamp jest ciekawe, i sam bym sobie użył.
    Ale tu ma być układ do jakiejś pracy na uczelni. Więc trzeba by najpierw spytać czy użycie lamp w ogóle wchodzi w grę.
  • #30
    czejzpl
    Level 6  
    _jta_ wrote:
    Czy tematem pracy ma być zbudowanie od podstaw woltomierza, czy tylko jest on potrzebny do wykonania pomiarów?


    Muszę go wykonać by miał możliwości pomiarowe i dało się nim cokolwiek robić. Większość projektu mam, jednak problem tylko mam z tym dzielnikiem.