Пикофарады

Что мерить, чем мерить, как мерить. И, естественно - зачем мерить...

При поддержке компании ПРИСТ


Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

Что-то я налажал... кто-же измеряет советские пикофарады, советскими приборами и американскими кабелями Mini-Circuits?

Ну-ка немедленно пойду включу УЗ ванну, отмою старые советские разъемы и наделаю аутентичных кабелей по заветам ныне не существующей "более развитой цивилизации"!

Изображение

Добавлено after 5 hours 17 minutes 43 seconds:
5 часов помывки, просушки, пайки и сборки, и наконец-то готово!!!!

Изображение

Хотите верьте, хотите нет, но с этими кабелями даже вариация тангенса(прыгание показаний) исчезла, цифра стоит как вкопанная!!!!
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: Пикофарады

Сообщение khach »

[uquote="anby",url="/forum/viewtopic.php?p=4378696#p4378696"]У китайского коллеги Джей Лина был обширный материал о пикофарадных и суб-пикофарадных измерениях и сравнении методов между собой.
Я точно не вспомню сейчас как он назывался, но если наткнёшься скачай, там может быть то что тебя интересует.[/uquote]
Да вот пытаюсь понять как вот это получается.
https://www.zhinst.com/europe/en/produc ... and-ranges

Имеется ввиду не точность, она ограничена точностью пассивных элементов в измерительнйо цепи, а разрешающая способность. Т.в величина последеней значащей цифры.
Машинка эта (MIFA) действительно крутая- довелось пользоваться. Если ее применять как нуль-компаратор для сравнения измеряемой и эталонной емкости, то по идее как раз разрешающая способность и станет лимитирующим фактором. Т,е получается что 1 кгц можно сравнивать емкости с точностью то ли 1fF то ли 100аF ( шкала на графике криво нарисована)
Изображение
Вложения
MIFA acc2.jpg
(38.84 КБ) 3172 скачивания
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4379431#p4379431"]Да вот пытаюсь понять как вот это получается.
https://www.zhinst.com/europe/en/produc ... and-ranges[/uquote]
Сорри, не подскажу.

[uquote="ZhuraYuk",url="/forum/viewtopic.php?p=4374690#p4374690"]Я был неприятно удивлен увидев как и из чего собран Р5083.[/uquote]
Мне так понравились ваши Киевские мосты, что я купил себе второй!
Р5079 v.2, так-же известный как ЦЕ5002. Отличается тем, что он 6-ти 5.5 разрядный :)))

Изображение
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

Сегодня в моем "C-R" уголке проводятся факультативные занятия по обучению прецизионных мостов емкости счету до 5-ти.

Изображение

Учение свет, а не учение тьма значит пора ремонтировать.
Аватара пользователя
Yuriy_King
Опытный кот
Сообщения: 855
Зарегистрирован: Пт май 01, 2015 14:33:13

Re: Пикофарады

Сообщение Yuriy_King »

[uquote="anby",url="/forum/viewtopic.php?p=4380847#p4380847"]Сегодня в моем "C-R" уголке проводятся факультативные занятия по обучению прецизионных мостов емкости счету до 5-ти.[/uquote]
В моем "R-L-C" уголке то же появилась новинка. Измеритель малых емкостей на высоких частотах - до 10 МГц. Потребовался для измерения разницы в показаниях на высоких частотах, особенно при подборе стабильных емкостей в кварцевых генераторах. В примерах измерений отображены показания на разных приборах в сравнении с самоделкой, которая показала отличные результаты. Смотрите показания на "эталонных" емкостях 601 и 753 pF, к сожалению у меня нет меньших номиналов поверенных на точных приборах.

Понятно, что MS5308 - даже близко не может конкурировать в показаниях на единицах пикофарад.
СпойлерИзображение
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

Вот что остается после восстановления ресурса моста Р5079....
Изображение

Горы злата.... :)))

Пойду другу отдам, пусть утопит в кислоте, порадуется... :hunger:

Добавлено after 7 hours 10 minutes 32 seconds:
После суток перепайки индикаторов, полей токозадающих резисторов для индикаторов, релюшек серьезно выработавшие свой ресурс, приборчик понемногу начинает обретать свой итоговый вид и состояние.
Изображение

Добавлено after 2 hours 7 minutes 56 seconds:
Еще небольшая видео-зарисовка на тему работы моста в режиме гипер-скорости слежения

Видео:
Изображение

PS. Что-то Тигро подозрительно замолчал... или забанили, или для "фотошопа с подрисовкой циферок на шкале", настоящие фото и видео, не та весовая категория? :)))

Добавлено after 5 hours 29 minutes 57 seconds:
[uquote="Yuriy_King",url="/forum/viewtopic.php?p=4381456#p4381456"]В моем "R-L-C" уголке то же появилась новинка. Измеритель малых емкостей на высоких частотах - до 10 МГц[/uquote]
Картинка классная, люблю самоделки.
Но тут-же возникает вопрос, а как проверялась достоверность показаний?
Ну хотя-бы примерно, чтобы судить о том, не показывает ли приборчик полную ахинею, ведь 10МГц это уже не простые для достоверных измерений частоты, чуть где налажал и будет показывать ерунду.
Коллега khach - вот похоже старается исходить из научного подхода, и сначала решить вопрос с самим "эталонным конденсатором".
Я исхожу из подхода - что все можно купить и не тратить на теоретические изыскания время которое можно потратить более ценно. Обеспечив базовую метрологию на базе покупных мер, приборов и услуг, и углубляться только в вопросы компарирования и дизайна емкостей для электрометрии.
Каков Ваш подход?
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: Пикофарады

Сообщение khach »

Скажем так, у коллеги Yuriy_King, на фото есть очень недурной по точности полипропиленовый конденсатор. В нем пленочка намотана на диэлектрическом стержне подставки, намотка разгружена от механических и термических напряжений при манипуляции с выводами. Обычно такие конденсаторы имеют на табличке точность от 0.5% и выше, тут к сожалению не видно. Они достаточно древние, скорее всего ГДР-овские еще, поэтому состарены и временного дрейфа у них практически нет Достаточно организовать один поход-поездку на калибровку к эталону и собственню меру емкости можно заиметь.
PS. При наличии 6 разрядного мультиметра можно определить емкость и самому по методу интегратора тока.
Последний раз редактировалось khach Пн мар 06, 2023 12:38:23, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

Ок, принято.
А на 10МГц его тоже мерили?
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: Пикофарады

Сообщение khach »

[uquote="anby",url="/forum/viewtopic.php?p=4381881#p4381881"]Ок, принято.
А на 10МГц его тоже мерили?[/uquote]

Ну обычно проверяем точку по частоте 1, 10 КГц или 1МГц. для ВЧ И отдельно строими графики С и D от частоты.
Зы. Мотанные пленочные конденстаоры иметт смысл измерять на 1МГц и 10 Мгц только если у них сполшная металлизация боковых сторон бобины, т.е индуктивностю собственной конструкции можно в некотором приближении пренебречь.
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

Вот вам еще.... кстати довольно раритетное фото.
Изображение

Включенным ЦЕ-шку не показываю, он труп, будем чинить!
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: Пикофарады

Сообщение khach »

Возникла идея сделать декаду для Вч измерений емкости. Что скажете о древнесоветских герметичных слюдяных конденсаторах типа КСГ-2 для декады на десятки нанофарад? И как их лучше вогнать в точность? Круглые десятичные величины типа 10000pf могу найти только с точностью +-5%, а собирать из трех конденсаторов точный набор типа 4700+5100+180+подстроечник в 10 экземплярах как то напрягает.
Что скажете о декаде из конденсаторов с обычной точностью и встроенным C-метром? Т.е подключаем внутри декады конденсаторы к измерителю, набираем нужную величину, потом переключаем на выходные разьемы? Понятно, такой декады в старые времен сущестовать немогло, но сейчас почему бы не сделать? В любом случае точность установки емоксти такой декады будет определяться точностью измерителя встроенного. В идеале вообще пусть шаговый моторчик крутит декадные переключатели, набирая нужную величину. На реле эта конструкция будет слишком прожорлива, разве что поляризованные реле применить.
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4382014#p4382014"]Что скажете о древнесоветских герметичных слюдяных конденсаторах типа КСГ-2 для декады на десятки нанофарад?[/uquote]
Я не спец по слюдяным конденсаторам, но первое-же мое знакомство с легендарными ССГ конденсаторами показало, что им тоже иногда свойственно умирать по тангенсу угла потерь.
По этому первое что я сделал получив магазин Р5025 это ремонтировал одну слюдяную декаду, заменив слюду на полистирол в одном отсчете.

И для меня собственно вопрос что лучше, полистирол или слюда, на самом деле не закрыт. Я ответить на него затрудняюсь.
У тех-же К71-7 и ТКЕ не высокий, и частотоная зависимость должна быть тоже не большой.(но я не проверял, надо будет изучить на досуге)
На иивиблоге мелькала информация и измерения, показывающие, что достоверно зафиксировать дрейф старых полистирольных конденсаторов даже без заливки, не возможно.

Слюда же, к примеру в мерах Р597 дрейфует мама не горюй!!!
Не могу отнести ее к классу высокостабильных.
Вот типовые измерения слюды.
Изображение
Я встречал не один протокол, где слюда дрейфила за год на 0.01...0.03%, что вообшем-то много. И это с учетом того, что это не просто банальный конденсатор, а мера емкости, к которой должны быть предприняты абсолютно все меры по обеспечению наивысшей стабильности.
А с простым конденсатором может получится полный швах в плане стабильности...
Современные забугорные меры на слюде обеспечивают гарантированную стабильность лучше 0.01%, что косвенно говорит о том, что СССР не умел работать со слюдой.

Хотя что-то типа ССГ-1 ССГ-2 вполне может подойти для домашнего референса, где не нужна высокая стабильность.

Но по параметрам диэлектрика точно лучше и того и другого фторопласт К72П-6. Хотя у него открыт вопрос со стабильностью, учитывая его не очень надежную конструкцию. Где бобинка с диэлектриком просто впихнута в трубку, и по сути ничем не залита. В теории его можно "растрясти", чтобы слегка уплыла емкость.
И ТКЕ у него огромен.

Добавлено after 30 minutes 48 seconds:
[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4382014#p4382014"]И как их лучше вогнать в точность?[/uquote]
По классике, метод только один, других как-бы нет: покупаешь 4 ведра 5%-тников, отбираешь те которые чуть меньше номинала, и к ним в паралель ставишь 1-2 подгоночных малой емкости.
А если купишь 20-40 ведер конденсаторов разных партий и годов, то найдешь конденсаторы без нужды их подгонки.

Добавлено after 1 minute 11 seconds:
[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4382014#p4382014"]Что скажете о декаде из конденсаторов с обычной точностью и встроенным C-метром? Т.е подключаем.....[/uquote]
Выглядит как очередная идея, которой не суждено никогда стать реальностью.
В реальности, намного проще и надежнее провести селекцию и подгонку, чем городить нечто подобное.

Добавлено after 1 hour 25 minutes 27 seconds:
[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4382014#p4382014"]В идеале вообще пусть шаговый моторчик крутит декадные переключатели, набирая нужную величину. На реле эта конструкция будет слишком прожорлива, разве что поляризованные реле применить.[/uquote]
Как-бы не пришлось тебе вместо шагового моторчика ставить дизельный :))) :))) :))) (шутка)
Контакт должен быть хорошим, а значит прижимное усилие щеток явно не нулевое, придется городить редуктор чтобы провернуть 10 одновременно прижатых контактов. И проблематику окислов контактов это не убирает, герметичные герконовые реле с контактом из благородных металлов тут выглядят куда более надежным вариантом.

Добавлено after 10 minutes 47 seconds:
[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4382014#p4382014"]для декады на десятки нанофарад?[/uquote]
альтернативный метод может подсказать тебе страница 49 документа ЦЕ5002 Техническое описание и инструкция по эксплуатации (часть 1).pdf

Для которого нужен один конденсатор
Изображение
Но тут надо садится и считать, не исключаю варианта, что не получится изготовить подходящий для ВЧ трансформатор.

PS. Вот так все это видится с моей сугубо не профессиональной колокольни. Ща прибегут спецы, они расскажут как правильно надо делать.
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: Пикофарады

Сообщение khach »

Спасибо за развернутый ответ, будем думать. Конденсаторы ведрами к сожалению уже недоступны, тут бы на десяток набрать бюджет. По поводу индуктивного автотрансформаторного делителя думал, но его конструкцию для ширкополосной ( по частоте) реализации представляю пока слабо- на мегагерцах трансформаторов с подвижным контактом встречать не приходилось. Да и висящая часть обмотки после движка будет действовать как емкость и перекашивать фазу.
По поводу механического привода декады- двигатель там один предполагался, с общим на все декады приводом зубчатым ремнем и электромагнитом управления механическим сцеплнием шлицевым на каждой декаде. Т.е декады крутятся последовательно от большей к меньшей, убирая ошибку, накопленную от неточности конденсаторов в предидущих старших разрядах. Т.к скорости небольшие, то вся механика печатаная на 3D принтере. а движок наверно будет с редуктором встроенным чтобы момент поднять. Я эту конструкцию пока для резистивной декады пробую реализовать, т.к замучался руками перебирать точки.
ps. Было бы неплохо заиметь что то типа https://www.ietlabs.com/pcs-series-prog ... e-box.html но пока это из области фантазий.
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

Для диагностики и ремонта моих новых "пикорфадометров" :)) заказал в Резоните изготовление сложнейшей платы, с ошеломляющим количеством компонентов, а точнее с одним. :)))
Изображение
Благо этот компонент еще можно купить на барахолках.
Изображение

Сам не рискну такую делать, очень сложная.... нечем ламель никилировать.

Добавлено after 2 hours 14 minutes 46 seconds:
Неделю долбался с глюком Р5079, пролудишь генератор - работает 2 дня. Потом опять синус превращается в ад.
Стал проверять полубочата, оказалось один не исправен.
Изображение

Благо к этому моменту для прибора уже закуплен ЗИП, заменил один полубоченок в генераторе, пока полет нормальный.
Видимо что-то с разваркой кристалла.

Добавлено after 27 minutes 46 seconds:
[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4382338#p4382338"]Конденсаторы ведрами к сожалению уже недоступны, тут бы на десяток набрать бюджет.[/uquote]
Пока доступны, на Авито полтора ведра слюды на днях купил, на эксперементы
Изображение

Лежат, никому были не нужны, продавец уже хотела в утилизацию сдать.
Просто у нас народ с одной стороны не знает как правильно продавать, а с другой не знает как правильно искать. Вот и получается, что хорошие вещи лежат на барахолках месяцами, а потом их топят в кислоте с криками "ну раз никому не нужно, так пропади оно пропадом!!!".
СССР барахло на Авито это вам коллега не Ебей, тут надо быть особо прожжоным "баером", и знать как люди продают.

Могу одну декаду обмерить на халяву подогнать, если слезно обещаете сделать и опубликовать задуманное.
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: Пикофарады

Сообщение khach »

Пока проблема с декадой частично решилась- подогнали старую польскую DK5. Но она на полипропиленовых пленочных конденсаторах, и из своих паспортных 0.5% умудрилась за пол-века уплыть до 2-5% точности в зависимости от декады. Т.е ее только с внешним измерителем емокости можно использовать как переменный конденсатор, а цифрам на переключателях верить совсем нельзя.
Изображение
PS. Глядя на это
Изображение
появилась идея используя останки дохлых декад сделать автоторасформаторную декаду, но двойную. Т.е на каждом пеерключателе две независимых обмотки с отводами. Есть ли идея какие сердечники сейчас лучше использвать для такой декады? Мотанные из суперпермаллоя просьба не предлагать их уже не найти.
Вложения
DK5.jpg
(15.52 КБ) 1119 скачиваний
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

khach - тебе на Электроникс надо.... тут на твои вопросы наврятли кто ответит. Кот скатился до тро-ло-ло, уже очень давно.
А мне думать надо, это немного неудобно сейчас, с паяльником на перевес...

А что до магазина, то да, магазин это вообще не про точность, магазин это другое. Но без него к примеру нереально проверить все отсчеты моста. Хотя это и не так просто, в виду того, что даже если декады в своих допусках, и даже в жестких, скажем 0.1%, их приходится крутить добавкой в минус и в плюс из за того, что нижние декады какраз входят в допуск верхних декад. И значение на декадах магазина никогда не совпадет с емкостью на выходе магазина.
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

Наконец-то собрал полную документацию на мост Р5079.
Один из подписчиков прислал фото недостающих страниц со схемами, немного обработал. Качество "не очень", но это намного лучше чем вообще ничего.

https://doc.mymsk.cloud/my_docs/Р5079/

Добавлено after 7 hours 51 minute 29 seconds:
Изображение

Коллеги, теряюсь в догадках....
А нормально-ли это, чинить трансформаторы самого крутого моста емкости СССР ЦЕ5002, с помощью китайского NJ100S ? Или для их починки нужен советский LCR-метр?
:dont_know:
khach
Электрический кот
Сообщения: 1036
Зарегистрирован: Сб сен 12, 2009 15:43:19

Re: Пикофарады

Сообщение khach »

[uquote="anby",url="/forum/viewtopic.php?p=4385116#p4385116"]А нормально-ли это, чинить трансформаторы самого крутого моста емкости СССР ЦЕ5002, с помощью китайского NJ100S ?[/uquote]
В смысле чинить трансформаторы? Их что, мыши погрызли? В противном случае КЗ или обрывы в измерительных трасформаторах это что то из области фантастики.
Описание на мост посмотрел. Спасибо большое за доки. Вопрос- а такие по приницпу работы мосты на индуктивных( трасформаторных) декадах только на частоты 1 КГц были или на другие частоты тоже( типа 10 и 100 КГц)? Вот бы где найти ТУ на такой трансформатор с описанием и материала сердечника и методики намотки. Встречал такие индуктивные декады в качестве делителей для калибраторов постоянного тока ( по принципу М-Д-М преобразователя) но там частоты 400Гц были, так что трансоформаторы ничем особо не отличались от обычных сетевых тороидов.
Зы. Починили все таки тот C -метр Boonton 7200 http://manuals.repeater-builder.com/te- ... uction.pdf с которого началось мое присутствие в этой теме. Только один старый дедушка справился- нашел слюдяной "шумящий" конденсатор в цепи подсторойки фазы. Из за этого алгоритм автоподстройки фазы сходи с ума и самокалибровки не проходили.
Аватара пользователя
anby
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 344
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2022 12:15:26

Re: Пикофарады

Сообщение anby »

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4385356#p4385356"]В смысле чинить трансформаторы? Их что, мыши погрызли? В противном случае КЗ или обрывы в измерительных трасформаторах это что то из области фантастики.[/uquote]
Я попозже расскажу, но не здесь. :)))


[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4385356#p4385356"]Вопрос- а такие по приницпу работы мосты на индуктивных( трасформаторных) декадах только на частоты 1 КГц были или на другие частоты тоже( типа 10 и 100 КГц)?[/uquote]
Не, ну вроде как делали... тот-же Р5083, он от 0.1 до 100 кГц.
https://doc.mymsk.cloud/others_docs/Р5083/

Но Р5083 полу-программный мост. Мне как-то не очень симпатичен.

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4385356#p4385356"]Описание на мост посмотрел. Спасибо большое за доки.[/uquote]
Пожалуйста! Я был рад отсканить доку от ЦЕ5002.
Но не только мне спасибо, некоторые доки к примеру Р5079 не мои, а достались мне по доброте душевной их владельцев.
Просто разница в том, что я все что проходит мимо публикую. А не сижу как "кащей над златом", как некоторые тут.... :)))
ZhuraYuk
Встал на лапы
Сообщения: 102
Зарегистрирован: Вс ноя 03, 2019 22:56:22
Откуда: Киев

Re: Пикофарады

Сообщение ZhuraYuk »

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4385356#p4385356"]Вот бы где найти ТУ на такой трансформатор с описанием и материала сердечника и методики намотки. Встречал такие индуктивные декады в качестве делителей для калибраторов постоянного тока ( по принципу М-Д-М преобразователя) но там частоты 400Гц были, так что трансоформаторы ничем особо не отличались от обычных сетевых тороидов.[/uquote]

В схемах на Р5083 информация о типе сердечников есть. Тип намотки наверное сплошной чтобы обеспечивалась максимальная индуктивная связь. Трансформатор вполне обычный тороид просто там стоят делители программируемые в виде ЦАП штук 10 наверно и каждая частота имеет свой коэффициент усиления таким образом на транс приходит всегда одно и тоже. Дополнительно есть избирательные каскады усиления которые програмно переключаются на три поддиапазона, 100-999Гц, 1кГц -9.99кГц, 10кГц-100кГц которые выделяют измерительный сигнал. На современных компонентах наверное попроще будет, но суть одна трас всегда один и тот же обычный. Просто измеряемый или компенсируемый сигнал всегда доводится до нужной кондиции через избирательное усиление и деление индивидуальное для своей частоты.
Ответить

Вернуться в «Измерения»