LCR Meter

Messtechnische Fragen und Antworten - ebenfalls zum Equipment
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henry2
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Re: LCR Meter

#61 Beitrag von henry2 » 22.04.2015, 16:18

Hallo zusammen,

zu meinem UT612 sind zwischenzeitlich auch die zusätzlichen Messstrippen eingetroffen. Nun ist alles komplett und das Gerät hat auch schon ein paar Probemessungen absolviert.

Eine Spalte bei den Elkos einzufügen, in der auch der jeweils gemessene ESR eingetragen werden kann, ist keine schlechte Idee. Man sollte dabei aber darauf achten, dass alle mit der gleichen Messfrequenz messen, da der ESR auch frequenzabhängig ist. Vielleicht sollte man sich grundsätzlich auf die i.d.R. empfohlenen 100 KHz einigen.

Bei wem ist denn inzwischen das Päckchen mit den Prüflingen angelangt? Gibt es schon neue Zwischenergebnisse oder darf man gar auf eine absehbare Rücksendung hoffen? Sollten die Teile allerdings noch den Weg über Kanada nehmen, wird’s sicherlich noch ein bisschen dauern.

Für heute schöne Grüße

Heinrich

Buggy
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Re: LCR Meter

#62 Beitrag von Buggy » 22.04.2015, 17:03

Sollten die Teile allerdings noch den Weg über Kanada nehmen, wird’s sicherlich noch ein bisschen dauern.
gut ding will weile haben :smoke:
frei nach k. ebstein: im leben geht manchmal was daneben.

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Wilhelm
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Re: LCR Meter

#63 Beitrag von Wilhelm » 23.04.2015, 22:26

Hi,
heute habe ich mein LCR-Meter (XJW01) bekommen. Beigefuegt waren die Messstrippen und ein nicht passendes Netzkabel (ich nehme an fuer Australien). Auf der Rueckwand war 110V mit einer Loetkolbenspitze "eingraviert," yikes. Ansonsten macht das Gehaeuse keinen zu schlechten Eindruck. Zur Sicherung der Muttern fuer die Befestigungsschrauben wurde auch, wie bei Uli's, jede Menge Heisskleber benutzt.

Ein passendes PC-Netzkabel war schnell gefunden und habe zur Sicherheit die Ausgangsspannung des Netztrafos ueberprueft, ein 110V Geraet.

Es laeuft soweit gut, Widerstandswerte zwischen 1 und 1M Ohm liegen dicht an den Werten meines Bench-Top Multimeters. Kapazitaetswerte von 1pf bis 470uf sind gut vergleichbar mit denen meines derzeitigen Kapazitaetsmessgeraetes, oberhalb von 470uf sind die angezeigten Werte allerdings verwirrend. Induktivitaeten kann ich nicht vergleichen, da ich bisher kein L-Messgeraet zur Verfuegung hatte. Ich muss mich aber erst mit der Vielzahl der Messbereiche und angezeigten Messdaten vertraut machen (keine Gebrauchsanweisung).

Gruss
Wilhelm

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Re: LCR Meter

#64 Beitrag von v/d/b » 24.04.2015, 09:11

Moin Heinrich,
die Bauteile sind derzeit noch bei Uli Apel. Bei dem klemmt es aber wohl beruflich ein wenig.
Als nächstes sollen sie dann zu mir kommen.
Zur ESR Messung: 100 KHz sind wohl nicht mit allen hier vertretenen Messgeräten möglich. Das XJW01 z.B. verfügt nur über die Messfrequenzen 100Hz, 1kHz und 7.831kHz.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#65 Beitrag von henry2 » 25.04.2015, 14:01

Hallo Thomas,

danke für den Hinweis. In diesem Fall sollten dann alle, die auch Angaben zum ESR machen möchten, mit einer einheitlichen Messfrequenz von 1 KHz messen, damit die einzelnen Messergebnisse vergleichbar bleiben.

Welchen Einfluss die Messfrequenz auf das Ergebnis hat, zeigen Messungen an einem Elko mit einem Nennwert von 10µF/350V.

Gemessene Kapazität bei einer Frequenz von 1 KHz: 10,15 µF

ESR bei 1 KHz: 3,21 Ω; bei 10 KHz: 2,57 Ω; bei 100 KHz: 1,97 Ω.

Gruß Heinrich

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Re: LCR Meter

#66 Beitrag von v/d/b » 25.04.2015, 21:24

Hallo Heinrich,
gibt es für ESR Messungen eine genormte Frequenz?
Aus dem Bauch heraus hätte ich jeweils bei einer Frequenz gemessen, die dem Einsatzbereich möglichst nahe kommt.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#67 Beitrag von henry2 » 26.04.2015, 15:43

Hallo Thomas,

eine genormte Frequenz zur Messung des ESR gibt es meines Wissens nicht. Es existieren darüber lediglich unterschiedliche Auffassungen und Präferenzen, die jede für sich genommen, schon sinnvoll erscheinen. Prinzipiell liegst Du sicherlich mit Deiner Methode, nach dem jeweiligen Einsatzbereich des Elkos über die Messfrequenz zu entscheiden, nicht falsch.

Man muss sich bei seiner Entscheidung über die Auswahl einer sinnvollen Messfrequenz und des daraus resultierenden ESR eines Elkos über einige Zusammenhänge im klaren sein. Ich muss mich dazu nun leider einiger Formeln bedienen, ohne die mir eine Erklärung kaum möglich erscheint.

Der Scheinwiderstand Z eines Kondensators errechnet sich aus seinem Blindwiderstand Xc zum Quadrat plus dem ESR zum Quadrat und das Ganze unter der Quadratwurzel, also so:

Z = ((Xc² + ESR²))^0,5, wobei Xc = (2 • π • f • C)^-1 ist.

Man sieht also, dass wenn man Xc immer kleiner macht, er immer mehr an Einfluss gegenüber dem ESR verliert und letztlich nur noch der ESR die bedeutende Größe darstellt. Wie kann man das bei einem gegebenen C erreichen? Indem man f immer größer werden lässt. Das spricht für die Methode, den ESR immer mit einer möglichst hohen Frequenz zu messen. Allerdings sind diesbezüglich bei den meisten LCR-Messgeräten Grenzen gesetzt; sie geben dann bei der Auswahl einer hohen Messfrequenz ab einem bestimmten Kapazitätswert keinen Messwert mehr aus und man muss dann die Frequenz zwangsläufig reduzieren.

F&G geht einen anderen Weg. Sie geben die ESR-Werte ihrer Elkos grundsätzlich bei einer Messfrequenz von 100 Hz an und beziehen sich dann auf den Kurvenverlauf des ESR in Abhängigkeit von der Frequenz. Bei dieser Methode erscheint der benannte Wert des ESR im ersten Augenblick zwar etwas bescheiden (hoch) zu sein, aber man sieht, dass er schon bei 1 KHz auf das 0,7-fache abgefallen ist und bei 10 KHz ca. den 0,625-fachen Wert erreicht. Das ändert sich dann in Richtung 100 KHz kaum mehr; die Kurve verläuft in diesem Bereich nahezu waagerecht.

Bild

Der gezeigte Kurvenverlauf ist natürlich nicht allgemeingültig, sondern soll nur exemplarisch den grundsätzlichen Verlauf des ESR in Abhängigkeit von der Frequenz zeigen. Je nach Kapazität, Fertigungsqualität und verwendeten Materialien, der Rauhigkeit der Alufolie, insbesondere aber des verwendeten Elektrolyts (dies alles beeinflusst den Verlustfaktor tan δ des Kondensators), kann der bei 100 Hz gemessene ESR bei 100 KHz sogar den 0,1-fachen Wert oder noch kleiner annehmen. In diesem Zusammenhang möchte ich auch noch eine andere Definition des ESR anführen:

ESR = tan δ • (2 • π • f • C)^-1

Wenn man zur ESR-Messung z.B. eines Siebelkos im Netzteil eines Verstärkers die Messfrequenz nach eigenem Dafürhalten festlegen möchte, sollte man dabei auch berücksichtigen, dass ein solcher Elko nicht nur mit dem Ripplestrom der Netzfrequenz beaufschlagt wird, sondern ebenso mit dem Entladestrom, dessen Frequenz aus dem ganzen Spektrum des NF-Signals besteht. Letzteres gilt natürlich auch für die im Verlauf der Stromversorgung für die Vorstufen eingesetzten kleineren Siebelkos. Man kann sich aber beruhigt mit dem Wissen zurücklehnen, dass der ESR mit steigender Frequenz ohnehin immer sinkt.

Resümee aus all dem: Wenn der einzusetzende Kondensator bzw. Elko ein wirklich gutes Ergebnis abliefern soll, sollte man in erster Linie auf einen möglichst niedrigen ESR achten und sich ggf. grob ausrechnen, ob der ins Auge gefasste Elko an dieser Stelle mit seinem ESR seinen Zweck erfüllen wird, ob man einen besseren einsetzen sollte oder ob es an dieser Stelle sogar ein minderwertigerer tun würde. Wenn die Ansprüche sehr hoch sind, wird man an kritischen Stellen dem (Sieb-)Elko einen guten Folienkondensator parallel schalten, um dadurch eine höhere Gesamtgüte zu erzielen. Bei hohen Frequenzen kommt nämlich mehr und mehr die schädliche Serieninduktivität des Elkos zum tragen, die seinen Verlustfaktor wieder ansteigen lässt.

Mehr fällt mir jetzt auch nicht mehr zum Thema ESR ein. Du siehst, es bestehen vielseitige Abhängigkeiten. Man muss deshalb mit ein wenig Sachverstand herangehen und die Ergebnisse daraus dann möglichst richtig einschätzen. Was ich bezüglich unseres Mess-Projekts hier im Forum sagen wollte, war, dass wir uns in diesem Fall alle auf eine Messfrequenz von 1 KHz festlegen sollten, damit die Resultate vergleichbar bleiben.

Viele Grüße

Heinrich

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Re: LCR Meter

#68 Beitrag von v/d/b » 28.04.2015, 07:12

Moin Heinrich,
herzlichen Dank für Deine Erläuterungen, die auch für mich als Laien verständlich sind und die Zusammenhänge nachvollziehbar machen.
Gestern habe ich mit Uli Apel gemailt. Er kommt im Moment einfach nicht dazu die Messreihe durchzuführen und schickt die Bauteile nun zunächst zu mir.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#69 Beitrag von v/d/b » 29.04.2015, 20:59

Moin zusammen,
heute kamen die Bauteile bei mir an und ich habe gleich mal gemessen.
Der Vergleichbarkeit wegen alles bei 1kHz. Wenn es nicht um einen Vergleich gehen würde, hätte ich zumindest bei den ganz kleinen Kapazitäten eine höhere Frequenz gewählt.
Bis auf die beiden Induktivitäten ohne Bedrahtung, bei denen ich die Messleitungen verwenden musste, habe ich alle Messungen mit dem Adapter direkt am Messgerät durchgeführt.
Spalten für ESR habe ich in die Datei eingefügt.
Wer ist nun der Nächste?
Versandadresse bitte per PN oder Mail.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#70 Beitrag von Uli » 29.04.2015, 22:07

p1i hat geschrieben:Wer ist nun der Nächste?
Ich!
Adresse ist per PN unterwegs!

Gruß.... Uli

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Re: LCR Meter

#71 Beitrag von v/d/b » 29.04.2015, 23:20

Ok, geht morgen raus.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#72 Beitrag von Uli » 02.05.2015, 16:47

Moin!

Heute ist der Test angekommen und ich machte mich gleich an die Arbeit!
Spannend wurde es!
Das Gerät wurde geeicht bei 1kHz, die Meßreihe hab ich zum upload zu Thomas gemailt.
Vorab:
Nur wenige Kommastellen weicht die Kelvin Messbrücke von Thomas seinem UT ab, nun brauchen wir noch Jemanden mit einer Referenzmessbrücke !?

Ich bin gepannt wie es weiter geht!

Gruß... Uli

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Re: LCR Meter

#73 Beitrag von v/d/b » 02.05.2015, 17:50

Moin zusammen,
hier die aktualisierte Liste mit Ulis Ergebnissen.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#74 Beitrag von v/d/b » 03.05.2015, 08:14

Moin zusammen,
Uli hat noch ein paar Cs mit dem UT-71 Multimeter gemessen, die nun auch in die Tabelle eingeflossen sind.

Wer ist der nächste?

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#75 Beitrag von Wilhelm » 03.05.2015, 21:41

Hallo Thomas,
Uli hat mir mitgeteilt, dass er die Teile morgen zu mir schickt.

Gruss
Wilhelm

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Re: LCR Meter

#76 Beitrag von v/d/b » 22.05.2015, 04:47

Moin zusammen,
die Liste ist jetzt um Wilhelms Messergebnisse ergänzt. (Liste am Ende des Threads)
Die dicken Spulen sind aus Gewichtsgründen nicht mit über den großen Teich gegangen.
Ganz am Ende sind noch ein paar Elkos von Uli dazu gekommen.

Wie geht es jetzt weiter?

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#77 Beitrag von Wilhelm » 22.05.2015, 05:14

Ich schicke die Teile heute zurueck an Uli.

Gruss
Wilhelm

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Re: LCR Meter

#78 Beitrag von v/d/b » 22.05.2015, 05:27

Moin Wilhelm,
ich wollte nicht drängeln :wink:
Mir ging es eher darum, an wen die Teile dann weiter gehen sollen.
Es stehen laut Tabelle ja noch drei Stationen aus, bevor Heinrich die Teile zurück bekommt.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#79 Beitrag von Wilhelm » 23.05.2015, 01:54

Hallo Thomas,
ich habe es auch nicht als Draengelei aufgefasst :D . Die Teile sind nun auf dem Weg zu Uli, er sollte sie in ein bis zwei Wochen erhalten. Die kanadische Post ist allerdings nicht immer die schnellste. :lol:

Gruss
Wilhelm

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Re: LCR Meter

#80 Beitrag von Uli » 04.06.2015, 22:12

Moin!

Die Spulen und Elko's sind heute wieder bei mir aus Canada gelandet, nun haben sie internationale Erfahrung!
Wer bekommt sie als Nächste?

Gruß... Uli

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Re: LCR Meter

#81 Beitrag von v/d/b » 17.06.2015, 18:18

Moin zusammen,
mir scheint, dass es derzeit irgendwie ein wenig klemmt.
Die Bauteile sind ja alle wieder bei Uli und von den nicht gewerblichen Testern ist nur noch Buggy übrig.

@Buggy:
Möchtest Du noch messen?
Das wäre schön, denn das LCR300 haben wir ja noch nicht im Vergleich.
Falls es Dir zeitlich passt, setze Dich doch bitte mit Uli in Verbindung.

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#82 Beitrag von Buggy » 17.06.2015, 19:27

pn ist raus ich mess dann mal.
frei nach k. ebstein: im leben geht manchmal was daneben.

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Re: LCR Meter

#83 Beitrag von Uli » 18.06.2015, 21:45

Moin!

Das Paket geht morgen raus oder kommst Du nach Darmstadt zur Börse?

Gruß.... Uli

Buggy
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Re: LCR Meter

#84 Beitrag von Buggy » 18.06.2015, 22:22

wär zwar nicht so weit, hab aber leider keine zeit...
frei nach k. ebstein: im leben geht manchmal was daneben.

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Re: LCR Meter

#85 Beitrag von Uli » 18.06.2015, 22:33

Ok, dann geht es in die Post.
Ich hoffe es kommt nächste Woche trotz Streik an!

Gruß.. Uli

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Re: LCR Meter

#86 Beitrag von v/d/b » 05.07.2015, 17:24

Moin zusammen,
falls sich jemand von euch fragen sollte, warum es hier nicht weiter geht; die Kiste mit den Bauteilen dient derzeit wohl einem Streikposten bei DHL als Sitzgelegenheit.
Bild

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#87 Beitrag von Buggy » 05.07.2015, 18:27

das ist zwar nicht verifiziert, war ist, dass es hier bei mir noch nicht ist ;)
frei nach k. ebstein: im leben geht manchmal was daneben.

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Re: LCR Meter

#88 Beitrag von v/d/b » 05.07.2015, 21:15

Wie auch immer, demnächst sollte es weiter gehen.
Link

Viele Grüße
Thomas

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Re: LCR Meter

#89 Beitrag von Buggy » 08.07.2015, 00:17

teile sind eingetroffen, dann muss ich jetzt mal sehen wann messzeiten möglich sind, war ja zeitlich anders bemessen :twisted:
morgen nicht gleich ;)
frei nach k. ebstein: im leben geht manchmal was daneben.

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Re: LCR Meter

#90 Beitrag von Buggy » 23.07.2015, 23:48

messreihe gestartet...
frei nach k. ebstein: im leben geht manchmal was daneben.

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