То, что проблема существует, понятно. Непонятно, как ее решать. Надеюсь хотя бы калибровка моста по КЗ перед измерения проводилась. Значит вылазит нестабильность контактного сопротивления в измерительной цепи. Чтобы с эти разобраться сейчас пытаюсь изобразить меру из воздушного конденсатора с малыми потерями и пружинной защелки для резисторов типа mini-melf HF которые свои параметры до сотен МГц сохраняют. Заменой низкоомных резисторов ( меньше ома) в этой мере и сравнению с перемычкой возможно получится строить график вносимых потерь и по точке пересечения найти вносимую ошибку от контактов. Калиброванный переменный безиндукционный резистор был бы удобнее, но мне пока подходящих не попадалось. Мне действительно надо надежно измерять такие потери в конденсаторах в ВЧ цепях большой мощности. Когда уровень мощи ВЧ через конденсатор приближается к киловаттам потери 0.1 или 10 ватт это большая разница. Конечно кое что получается оценить тепловизором при прогоне на уменьшенной мощности, но именно оценить, а чтобы рекламировать некачественные конденсаторы нужны именно измерения. А тут имеющиеся мосты лажают. PS. конденсаторы тип таких https://rfs.kyocera-avx.com/rf-power-ca ... assemblies у них добротность под 10000 по даташиту. Но встречаются хитрые подделки, которые и надо определять. Измеряют их линией коаксиальной резонансной https://rfs.kyocera-avx.com/userFiles/u ... ppnote.pdf но это лабораторная установка, а нужен переносной прибор.
И снова D отрицательное. Думал это проблема самоделок.
Скорее всего прибор давно калибровался или не компенсирована емкость кабелей. Вот и вышло в минус. Как раз удобно видеть по наличию отрицательного фактора (или угла потерь) что в приборе нужно скалибровать 0.
Все эти побочные параметры, начиная с тангенса, на малых емкостях можно вычислить более-менее адекватно только при раскачке испытательного сигнала до сотни вольт RMS и при этом имея очень чувствительный детектор нуля. По этому я подумываю сделать схемку из кейсайтовской мурзилки. Но с немного другими коэфицентами.
Измеряемый импеданс и основное значение емкости естественно "уйдет" на коэффициент усиления, но имея образцовые емкости, вычислить поправочный коэффициент к показаниям прибора не составит труда.
Пока для меня еще открыт вопрос с Short-калибровкой такой схемы, но я "думаю" варианты....
Если выйдет нечто адекватное, то даже китайская самоделка начнет мерить один фемтофарад
Калибровка на КЗ и разрыв (short и open) вроде обязательная часть измерительного процесса. При этом для точности желательно иметь симулятор корпуса измеряемого элемента из чистого металла для short и из диэлектрика с низкой диэлектрической проницаемостью для open. Это что бы щупы занимали ту же самую пространственную позицию при калибровке. Но с измерением потерь другая проблема- нужен честный 4- проводный контакт для SMD. Для выводных компонентов почти все RLC измерители имеют Kelvin klip когда каждый провод 4-проводки идет на отдельную челюсть крокодила. А для SMD провода обьединяют до контакта. Нашел только Hioku IM9100 SMD приставку с честной 4- проводкой. https://www.mdltechnologies.co.uk/wp-co ... 100_en.pdf Но у него контакты снизу, под каждый размер конденсатора надо отдельный test pad делать.
У меня другая задача, не смд-шки мерить а сравнивать емкости с Triax, BNC и прочими унифицированными разъемами, с трех-терминальным подключением. При том, что референсная емкость в них стабилизирована, экранирована, и ее измерение не может никуда уплыть, от каких либо других факторов, таких как расстояние между щупами.
Для малых емкостей на невысоких частотах (0...1кГц) какраз 4-х проводка то и не нужна. Но им нужна честная 3-х проводка, для убирания паразитных емкостей, где третий проводник - тотальный высококачественный и продуманный экран. По этому еще в 70-80-х годах, такие емкости как КМЕ-11 комплектовались просто двумя BNC-шками, и на спец-компараторе выпущенном режимным предприятием "абонентский ящик В-2518", измерялись по трехпроводке и аттестовывались на разрядные эталоны.
Но там испытательное напряжение было достаточно высоким, а детектор чувствительным.
А вот для высоких значений емкостей, которые при том еще и SMD, да, по любому придется делать хитрую и полноценную 4-х проводку для достоверного измерения их ESR, который как-раз для них очень критичен.
Резюме: не старайтесь измерить Rs(или другие побочные факторы), при реактивке самой емкости Xc=160МОм(1пФ@1кГц). Задача не решаема на типичных приборах. И милиомы качества контакта вы просто не сможете зафиксировать с такой реактивкой, по этому 4-х проводка там какраз не спасет. А малейшая неточность измерения угла сдвига фазы вход-выход, даст вам коллеги при такой реактивке, такие астрономически-разные показания, что и "-"(минусам) тут не стоит удивляться. Вот если к примеру угол будет уже значительно отличаться от 90 градусов, тогда да, рассчитать паразитки можно будет с высокой точностью. Но качественная воздушная емкость, это почти всегда ровно 90 градусов.
Последний раз редактировалось anby Вс фев 05, 2023 13:53:25, всего редактировалось 1 раз.
Спасибо, при беглом осмотре, жаль там все примеры 1нФ и более. Кстати попробую поискать, может чо-нить нист пишет про пикофарады где-то в других аппнотах...
У моста во ВНИИМе принцип несколько схож, хотя есть и отличия. Где-то лежала пачка док про их мост, если попадется на глаза, расшарю. Но там информации на порядок меньше. Я пока метрологией емкостей не сильно плотно занимаюсь, все время уходит на схемотехнику. Но в этом году должны дойти руки и до емкостей, тогда буду по полочкам раскладывать в том числе и принципы сравнения малых емкостей.
Кстати топовый советский мост тоже умеет в отрицательные сопротивления и углы. Хотя там там есть схема генератора тока компенсации емкости кабелей и соединений. И при каждом измерении делает "определение начальных условий" как раз ту самую компенсацию нуля. Для этого у него экраны не соединяются все вместе на концах кабеля а попарно только токовая и потенциальная цепи. Кабель полностью экранирован кроме пятаков контактов на концах.
Да и фемтофарады он измерять может .
Отдельно выход корпуса есть, и его нужно садить именно на корпус ДУТ. Без него показания меры будут отличатся на 80%, проверено.
А вот это косяк... Ты явно добавил дополнительную емкость к референсной. Емкость между "штырьками" и возможно между крокодилами(не знаю их конструкции).
Если очень хочется колхоза со штырьками и крокодилами, совет: Ставь между ними лист металла, посаженный на корпус меры.
Я тоже одно время исходил слюной на топовые советские мосты... К счастью сейчас никто не тр@хает мне моск превосходством советской техники, и я теперь вижу, что дешевые китайцы, в разы дешевле, меньше, и работают вообщем-то не сильно хуже. И их не нужно чинить, тратя на это дни...месяцы жизни... купил, включил, пользуйся на здоровье. Сюрприз....
Если у вас будет только NJ100S то вы так никогда не узнаете ESR ваших мер хотя бы приблизительно. Ведь у меры КМЕ-101 тангенс 0,00005 паспортный, при частоте 1000Гц это дает около 800 Ом Rs а не как у вас на "приборе" 14кОм. Лучше я оставлю свой, 30 лет без калибровки и после ремонта но все еще показывает 240 Ом Rs, что как бы немного ближе к истине.
Если у вас будет только NJ100S то вы так никогда не узнаете ESR ваших мер хотя бы приблизительно. Ведь у меры КМЕ-101 тангенс 0,00005 паспортный, при частоте 1000Гц это дает около 800 Ом Rs а не как у вас на "приборе" 14кОм. Лучше я оставлю свой, 30 лет без калибровки и после ремонта но все еще показывает 240 Ом Rs, что как бы немного ближе к истине.
Господа "Метрологи", что то Вы "оторвались" от жизни. Какие 800 Ом и тем более 240 Ом. Вот пример измерения обыкновенного конденсатора на двух разных приборах. Да показания отличаются, но они мне понятны, по определению. А теперь объясните в чем я не прав???
Я вот не акцентирую на том, что такой способ подключения уе.... портит сами разъемы, ибо аутентичные разъемы легко купить и заменить. Это даже и хорошо.... когда уе.... испортит разъемы, внешнюю оболочку меры для проведения ремонта придется вскрыть, а за одно и поролон поменяет, который со временем превращается в липкую массу, особенно в дне меры. Замена которого легка и не принуждённа.
Меня на самом деле больше беспокоит в фото коллеги ZhuraYuk только дополнительная емкость образуемая "колхозными штырьками" в BNC-разъемах и крокодилами. Коллега как я вижу не прислушался к совету. Вот это действительно жаль.
А в остальном, да пофиг! пусть человек порадуется мосту. Yuriy_King - ищите во всем позитивное, не нужно искать негатив.
Вот пример измерения обыкновенного конденсатора на двух разных приборах.
Не в качестве упрека, а просто по тому, что кого-то из КотЭ может заинтересовать: Вы кстати сравниваете несравнимое. Этот "обыкновенный конденсатор" от меры емкости КМЕ-101 очень сильно отличается. С первого взгляда казалось-бы, и то и то воздушный конденсатор, ан-нет! Это не так. В показанном вами подстроечнике достаточно солидный вклад в емкость и в паразитные параметры делает станина, на которой закреплены элементы конструкции. В мере КМЕ-101 же в свою очередь, все крепежные элементы распотожены таким образом, что они создают паразитки только с корпусом меры а не между ее обкладками. Что в свою очередь при 3-х проводной схеме измерения нивелируется.
Плюс материал обкладок очень разный, в КМЕ-101 это серебро, и воздух там тоже не простой а "подсушеный".
Благодаря этому тангенс угла потерь настолько мал, что его невозможно достоверно измерить. А вот тангенс вашего подстрочника весьма ощутим, что и показывают ваши приборы. Для измерения таких косячных подстрочников, как раз полезна высокая чувствительность к разнице фаз. Она у представленных на вашем скриншоте приборов немного разная.
Что-же до измерения Rs, будь то 800... или 240 Ом... или даже 140кОм, тут важна не цифра, в Омах, а погрешность измерения тангенса угла при таких параметрах емкости. Изученные мною пол сотни измерений мер с емкостью 10 и менее пФ показывают, что измерение их тангенса угла потерь, даже в ведущих лабораториях часто сравнимо с величиной погрешности измерения, по этому часто не указывается в протоколе измерения. А те редкие примеры, когда этот параметр указан свидетельствуют, что погрешность измерения превышает измеренное значение.
PS. В плане мер емкости, более идеальным чем наши, пожалуй является лишь General Radio "особой серии" 1404-C, с заполнением высокочистым азотом.
Жаль, что ныне Опытный Завод "Эталон" г.Новосибирск, который производил меры серий КМЕ полностью закрыт а здание уже снесено.
Добавлено after 2 hours 51 minute 38 seconds: ПыСы: только самые топовые мосты Andeen-Hagerling AH2700 могут с более-менее адекватной точностью 10% промерить тангенс угла потерь 5*10^-5 на таких малых емкостях. А если реальный тангенс будет еще меньше, то ни о какой адекватной точности даже с этими мостами речи не идет.
По этому, при хорошо выполненной мере емкости, ее фактический тангенс практически нереально узнать. Меры серии КМЕ выполнены хорошо, по этому если они прошли поверку и лаборатория не смогла намерить тангенс выше 5*10^-5, их по данному параметру можно смело принимать за абсолютно идеальные.
Резюмируя последние пару абзацев: важно не то, что показал 30-летний советский мост, а то есть-ли подтверждение того, что мера исправна. Если есть подтверждение, того что мера исправна и тангенс меньше 5*10^-5, тогда можно смело принимать такую меру, за меру без потерь. К сожалению только 3 лаборатории в РФ берутся за такие измерения. А вот большие тангенсы реальных конденсаторов, даже с небольшими косяками, такими как "станина между контактами", уже даже лоу-кост китайцы хорошо чуят, как только что показал Yuriy_King (D=0.009...0.013)
Коллега исходит из математики: Rs упрощенно может быть выражено через Xc*D, где Xc=15.9МОм что эквивалентно реактивке абсолютно идеального конденсатора 10пФ при частоте 1кГц а D=5*10^-5, значение из паспорта меры.
Тихо опуская тот факт, что D=5*10^-5, это всего на 0.0029 градуса отличается от сдвига фазы на 90 градусов идеальным конденсатором, и достоверно такие углы на этих емкостях его мост сам по себе не способен засечь, только +-лапоть. По этому данное фото иллюстрирует не фактическое измерение Rs, а индикатор того, что мост не убит до конца и чо-то показывает и может считаться более-менее исправным.
Для адекватного переноса величины потерь между мостами хочу реализовать меру емкости с нормированными потерями на основе емкостного делителя. Т.е мера содержит основной конденсатор например 100 пф с неизмеримыми малыми потерями и параллельно ему включен воздушный подстроечный конденсатор 5-10пф последовательно с безиндкуционынми резистором 0.5 ома. Суммарную цепь RLC мост видит как конденсатор с потерями в С2/С1 раз меньшими чем сопротивление резистора. Получается симулировать повторяемые и регулируемые триммером миллиомы. Фабричных таких мер не встречал. Были только меры от Boonton но там резистор включен полностью последовательно с конденсатором меры.
воздушный подстроечный конденсатор 5-10пф последовательно с безиндкуционынми резистором 0.5 ома.
khach - откройте секрет вашей математики.
Моя математика гласит, что даже на одном конденсаторе 10пФ, при испытательной частоте с моста HP4191A 1МГц, сопротивление 0.5 Ома даст потери которые ваш мост не способен измерить: D = 2 * Pi * f * Cs * Rs = 2 * 3.14 * 1E+6 * 10E-12 * 0.5 = 0.00003.
мера содержит основной конденсатор например 100 пф с неизмеримыми малыми потерями и параллельно ему
При включении в параллель к той схеме что я дал, идеальной емкости 100пФ без потерь, данная потеря уменьшится в 10 раз и составит D=0.000003. Вы уверены что Ваш мост это способен измерить? Пруф есть? Мне кажется он это даже отобразить то не сможет.... не то что измерить.
Я опускаю тот факт, что подстроечник будет иметь свои потери, в разы превосходящие добавленную потерю за счет Rs=0.5Ом, и беру за данность тот факт что вы его сделаете абсолютно идеальным.
Если задирать частоту до гигагерца, который Ваш мост(импеданс-аналайзер) вроде как умеет давать, то скорее всего потери от неидеальности емкостей значительно привысят все эти потуги с 0.5 Ома. Я не прав?
На 1 МГц само cобой ничего не увидит, а вот на 10 и 100 уже кое что может получится. Вот диаграмма чувствительности по D. Ко многими другим приборам я ее не смог найти. Диапазон выше 250 МГц это отдельный разговор из за влиянни кабелей и отстутвия метр на данные диапазоны частот.
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 45
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения
Вход
Регистрация
Правила
FAQ
Поиск
Хотя там там есть схема генератора тока компенсации емкости кабелей и соединений. И при каждом измерении делает "определение начальных условий" как раз ту самую компенсацию нуля. Для этого у него экраны не соединяются все вместе на концах кабеля а попарно только токовая и потенциальная цепи. Кабель полностью экранирован кроме пятаков контактов на концах. 
(D=0.009...0.013)
