Impedantie meter (Algemeen)
door Anton van den Oever 
, Hazerswoude-dorp, 25.09.2017, 12:18 (2617 dagen geleden)
Bewerkt door Anton van den Oever, 25.09.2017, 12:24
Het meten van impedantie is blijkbaar nog wel eens lastig, toevallig kreeg ik vorige week twee keer een vraag uit de vriendenkring over hoe dit te meten.
Toch is het meten ervan betrekkelijk simpel met behulp van de substitutie methode, we vergelijken de spanning over een zuiver ohmse weerstand met die van de te meten impedantie.
Vroeger kwam men dan nog wel eens langs voor wat uitleg, maar tegenwoordig gaat alles nu eenmaal via de digitale wereld en daarom heb ik van een voorzetje voor de universeelmeter wat ik ooit eens gemaakt heb, een krabbeltje gemaakt.
Wellicht is het ook voor anderen interessant.
![[image]](images/uploaded/2017092514155259c90f989803d.jpg)
Het voorzetje is (ooit) bedacht voor gebruik met een (laag-ohmige) toongenerator en werkt het prettigst met analoge meter met een schaal verhouding van 1 en 3, dus 1, 10, 100 V c.q. 3, 30, 300 V enz. volle schaal, maar met een digitale meter werkt het natuurlijk ook.
Indien we de waarden van de substitutie weerstanden zodanig kiezen dat het bereik overeenkomt met de volle schaal van de meter, dan is de impedantie direct zonder enig rekenen afleesbaar. In de getekende uitvoering kan er tot ca. 10 kΩ gemeten worden, daarboven worden de metingen door strooicapaciteiten e.d. minder betrouwbaar.
Op de ingang sluiten we een laag-ohmige toongenerator aan, of een toongenerator gevolgd door een kleine LF versterker, op de uitgang wordt het te meten object aangesloten.
De werking is als volgt: allereerst wordt de impedantie enigszins in geschat, stel hebt een luidspreker en je vermoed dat deze 800 Ω zou (moeten) zijn.
We kiezen met de keuze schakelaar nu het bereik 1 kΩ, met de schakelaar S1 in de stand: “set volle schaal” wordt de meter op b.v. het 1 volt bereik op volle schaal ingesteld met behulp van de toongenerator.
Vervolgens wordt de schakelaar S1 weer op “aflezen” gezet en de meter afgelezen.
Wijst de meter nu als voorbeeld 0,68 V aan dan is de impedantie 680 Ω.
Gaat de meter over de schaal heen dan is de impedantie hoger dan 1 kΩ en wordt de procedure herhaalt op het 3 kΩ bereik (3V volle schaal).
Wijst de meter nu als voorbeeld 1,35 V aan dan is de impedantie 1,35 kΩ oftewel 1350 Ω.
Meer dan 30 jaar geleden was in het (toenmalige) werk nog wel eens nodig om impedantie te meten met name aan 100 V lijn systemen, het hieronder afgebeelde kastje doet dan ook al sinds die tijd dienst.
![[image]](images/uploaded/2017092514125859c90eea33bf1.jpg)
![[image]](images/uploaded/2017092514133559c90f0f7f83b.jpg)
Ondanks de simpele opzet werkt het uitermate praktisch omdat de impedantie direct afleesbaar is.
Let wel op bij gebruik van een door het net gevoede meter dat de uitgang voor de meter tijdens omschakelen tussen “aflezen” en “set volle schaal” zowel aan massa als aan de uitgang van de generator kan liggen.
De weerstanden van 3, 30, 300 en 3 kΩ zijn geen handelswaarden maar kunnen door parallel schakeling worden verkregen, zo geeft 3,3 kΩ en 33 kΩ parallel precies 3 kΩ.
Rest nog te zeggen dat de nauwkeurigheid wordt bepaald door die van de gebruikte weerstanden.
m.vr.gr.
Anton van den Oever
Impedantie meter
door Leo Bolier 
, Goor, 25.09.2017, 14:21 (2617 dagen geleden) @ Anton van den Oever
Anton,
Wat ik mis in je beschrijving is de meetfrequentie.
Ik meen ooit ergens gelezen te hebben dat die 1000 Hz zou moeten zijn. Klopt dat ?
Impedantie meter
door Maurice , Dordrecht, 25.09.2017, 14:32 (2617 dagen geleden) @ Leo Bolier
Leo,
Dat ligt maar net aan op welk punt van frequentie afhankelijk onderdeel je de impedantie wilt weten.
filter netwerkje bv bij 4000 Hz,
Luidspreker bij 100 Hz, 1k Hz en bij 15 kHz.
Dus kijk in datablad bv van de luidspreker bij welke frequentie je de impedantie wilt weten.
Kijk 400 Ohm Impedantie bij dan id. 1kHz
Maar de rest kun je nu ook bepalen en de grafiek natekenen.
Resonantie zie je ook bij I is die 80 bij II is die 70 Hz.
![[image]](images/uploaded/2017092516313059c92f6205b7a.jpg)
Impedantie meter
door Leo Bolier , Goor, 25.09.2017, 15:51 (2617 dagen geleden) @ Maurice
Ik zal de vraag anders formuleren.
Van een luidspreker wordt altijd de impedantie vermeld: 3 ohm, 5 ohm, 800 ohm...noem maar op.
Maar bij welke frequentie is dat dan gemeten ?
Impedantie meter
door John Hupse † , Schoonhoven, 25.09.2017, 16:01 (2617 dagen geleden) @ Leo Bolier
Dat is een vraag die deels is bepaald door de historie.
In de tijd van de koptelefoon gebruikte men een toon van circa 200 Hz, in de moderne tijd gebruikt men vaak een toon van 1000 Hz. Er tussenin werden ook tonen van b.v. 400 of 800 Hz gebruikt.
Vooral magnetische systemen zijn zeer gevoelig voor de frequentie, een 2000 ohms Philips luidspreker uit 1927 bijvoorbeeld vertoont deze impedantie bij circa 200 Hz, bij 1000 Hz zal de impedantie ongeveer 4 maal zo hoog zijn.
Impedantie meter
door soundman2 , Wouw, 25.09.2017, 16:05 (2617 dagen geleden) @ Maurice
Bewerkt door soundman2, 25.09.2017, 16:18
Mooi gevonden. Zo heb ik ooit eens een dergelijke meter gebouwd,maar dan met de brug van Wheatstone. De amplitude van de generator doet er niet toe en de meter hoeft alleen maar een minimum aan te geven.
De waarde van het te testen object wordt afgelezen op een 10-slags potentiometer
Je kiest eerst de range en daarna met de potmeter naar minimum.
Vorig jaar kocht ik voor weinig (10 Euro) de impedantiemeter van Apart Audio (model IMPMET). Die meet bij 330Hz. Het toestel wordt op internet onder allerlei namen aangeboden, maar die meten allemaal bij 1000Hz.
Ik heb vele luidsprekers volgens het zgn 100 Volt systeem. De gemeten impedantie bij 330 Hz kwam veel te laag uit. In de oscillator heb ik een condensator gewijzigd, zodat de meting nu bij 1000Hz plaats vinden. De gemeten waardes komen nu vrijwel overeen met de specificaties van de fabrikanten.
Toch beweert Apart Audio, dat meten bij 330Hz veel beter is. Lastig voor de installateurs.
Bij het 100 Volt systeem reken je niet meer met Ohmse waardes, maar je telt eenvoudig de vermogens van de luidsprekers bij elkaar. Dat vermogen mag dat van de versterker niet overschrijden. Iemand die IMPMET gebruikt bij 330 Hz, zal de conclusie trekken dat er iets goed mis is, terwijl er feitelijk niets aan de hand is.
Wellicht was dat ook de reden, dat de vrijwel nieuwe meter gedumpt werd.
http://www.apart-audio.com/Category/Details5?cat2=APART&cat3=48_INSTALLATION_AIDS&a...
Mijn "Interface"
![[image]](images/uploaded/2017092518033459c944f6ccc84.jpg)
![[image]](images/uploaded/2017092518041759c94521b9522.jpg)
Impedantie meter
door Anton van den Oever , Hazerswoude-dorp, 25.09.2017, 17:01 (2617 dagen geleden) @ soundman2
Ook een mooi handig portable apparaatje.
Een Wheatstone brug kan natuurlijk ook heel goed, ik heb daar ook wel eens aan gedacht maar was bang dat de inductie van de draadgewonde potmeter roet in het eten zou gooien.
“Mijn” schakeling mag ik het niet noemen, het is eigenlijk niets anders dan een uitbreiding van de schakeling uit het boek Meten van A.J. Dirksen, pag. 21
Ik heb alleen een keuze schakelaar voor de bereiken en weerstanden toegepast met waarden overkomende met de volle schaal bereiken van de meter die ik destijds gebruikte.
Hierdoor is de meter direct afleesbaar en hoef je niet te rekenen.
Wat de 100 V lijnen betreft, toch moest ik daar nog wel eens aan meten.
In mijn vroegere woonplaats werden in div. bedrijven deze 100 V systemen gebruikt voor personenoproep en natuurlijk voor de weergave van de arbeidsvitaminen, dat laatste leidde er toe dat er nog wel eens een door een of andere handige henkie een gewone luidspreker box werd bij geknoopt waardoor de impedantie van het systeem in elkaar zakte.De versterkers (vaak Geloso of Paso) en meestal nog met buizen vonden dat niet zo fijn.
Zo'n box was soms goed verstopt en als deze moeilijk te vinden was, hadden we daarvoor een mooie oplossing; versterker loskoppelen en even de 42 V looplamp trafo op de lijn.
Waren leuke tijden.
m.vr.gr.
Anton van den Oever
Impedantie meter
door John Hupse † , Schoonhoven, 25.09.2017, 15:53 (2617 dagen geleden) @ Leo Bolier
Bewerkt door John Hupse †, 25.09.2017, 16:03
moet de frequentie 1000 Hz zijn?
wanneer je een impedantie meet is deze vaak direct afhankelijk van de frequentie. Bij een luidspreker valt dit wel mee, maar wanneer je bijvoorbeeld gaat meten aan een smoorspoel ligt dat heel anders.
Je moet je bij een impedantiemeting dus altijd de volgende vraag stellen: welke meetfrequentie ga ik gebruiken.
Er is bij deze schakeling wel een beperking aanwezig, de frequentie die je gebruikt moet liggen binnen de mogelijkheden van de AC voltmeter die je gebruikt. B.v. bij een Metrix voltmeter type MX202 loopt het frequentiebereik van 30 Hz tot 20 KHz. Maar er bestaan allerlei andere AC-voltmeters die een hiervan afwijkend gedrag kunnen hebben.
Je kunt met een impedantiemeter ook b.v. de resonatiefrequentie van een luidspreker meten. Op dat punt is de impedantie het hoogst. Het zal duidelijk zijn dat je daarvoor een laagfrequent signaalgenerator nodig hebt waarvan je de frequentie kunt instellen.
Impedantie meter
door soundman2 , Wouw, 26.09.2017, 06:43 (2617 dagen geleden) @ John Hupse †
Dan is de brug van meneer Wheatstone iets in het voordeel. De AC-voltmeter hoeft alleen maar een minimum aan te wijzen en dat kunnen de meeste meters wel op frequenties binnen het audiogebied.
Nu heb ik toch een vraag
door soundman2 , Wouw, 26.09.2017, 07:31 (2617 dagen geleden) @ soundman2
Bewerkt door soundman2, 26.09.2017, 07:47
Er wordt gesproken over de substititie meetmethode. Als je daarop zoekt, dan lees je dat deze meting berust op een onbekende component (spoel, condensator, weerstand of schakeling) die je vergelijkt met een bekende component. Evenwel staat in de stand "set volle schaal" de bekende weerstand in serie met de grote onbekende. De spanning wordt dus gemeten over de bekende weerstand die in serie staat met de onbekende. Daarna wordt de meter alleen over de onbekende aangesloten. Is dat correct?
Nu heb ik toch een vraag
door gerard , Zeist, 26.09.2017, 07:51 (2617 dagen geleden) @ soundman2
Evenwel staat in de stand "set volle schaal" de bekende weerstand in serie met de grote onbekende. De spanning wordt dus gemeten over de serieschakeling. Daarna wordt de meter alleen over de grote onbekende aangesloten. Is dat correct?
Als je de meter even wegdenkt, zie je dat de te meten impedantie in serie staat met de referentie; dit is in beide standen zo. De spanning verdeelt zich dus over de referentieweerstand en het meetobject in verhouding van de impedantie.
In de ijkstand meet je over de referentieweerstand en in de meetstand meet je over het meetobject. De belasting van de generator verandert niet tussen de twee standen (als je de meter als oneindige impedantie mag beschouwen). Dus de stroom door de serieketen van referentie+meetobject blijft gelijk.
Nu heb ik toch een vraag
door soundman2 , Wouw, 26.09.2017, 09:40 (2617 dagen geleden) @ gerard
Wat je schrijft, begrijp ik. Ik was in de veronderstelling dat eerst de referentie apart gemeten werd en daarna de onbekende, dat is mijn misvatting. In het geval van een ideale toongenerator met een uitgangsweerstand van nul OHM zou de uitslag altijd hetzelfde zijn
Nu heb ik toch een vraag
door Anton van den Oever , Hazerswoude-dorp, 26.09.2017, 14:29 (2616 dagen geleden) @ soundman2
De uitgangweerstand van de gebruikte toongenerator heeft geen invloed meting zelf, in zoverre dat bij een hoge uitgangweerstand er weinig signaal overblijft bij het meten op de lage bereiken.
m.vr.gr.
Anton van den Oever
Impedantie meter
door Anton van den Oever , Hazerswoude-dorp, 25.09.2017, 16:08 (2617 dagen geleden) @ Leo Bolier
Leo,
Het is inderdaad zoals Maurice al vermelde maar net bij welke frequentie je wilt meten. Voor luidsprekers wordt 400 Hz, maar soms ook 1 kHz gebruikt. De fabrikant geeft op bij welke frequentie de impedantie is gegeven.
Het opnemen van het impedantie verloop van een luidspreker is dan ook bijzonder leerzaam.
Voor het optekenen ervan gebruik je logaritmisch papier, volgens mij kunnen de meeste spreadsheets programma’s zoiets wel afdrukken (met de verticale as lineair en de horizontale as logaritmisch).
Indertijd gebruikte ik de blaadjes uit de Muiderkring jaarboekjes, uitvergroot tot A4 en een aantal gekopieerd.
Ik heb er hier nog wel liggen, mocht er interesse voor zijn dan wil ik het wel door de scanner halen.
m.vr.gr.
Anton van den Oever
Impedantie meter
door Hugo Sneyers , Tongeren Belgie, 26.09.2017, 06:46 (2617 dagen geleden) @ Leo Bolier
Hallo Leo,
Ik kocht enkele jaren geleden een impedantiemeter van TOA, deze werkt ook op 1000 Hz:
http://www.nfor.nl/archief/index.php?id=116925
Groeten .... Hugo Sneyers
Impedantie meter
door Leo Bolier , Goor, 26.09.2017, 13:38 (2616 dagen geleden) @ Hugo Sneyers
Ik lees dat je het schema op het transistorforum gaat zetten.
Zie ik graag tegemoet.
Impedantie meter
door Hugo Sneyers , Tongeren Belgie, 26.09.2017, 15:25 (2616 dagen geleden) @ Leo Bolier
Ik lees dat je het schema op het transistorforum gaat zetten.
Zie ik graag tegemoet.
Hallo Leo,
Dat bericht van mij is meer dan 5 jaar oud maar het schema staat er nog zie ik, dit is de link: http://www.philipsradios.nl/forum/index.php?id=9304
Groeten ... Hugo Sneyers
Impedantie meter
door Leo Bolier , Goor, 26.09.2017, 05:41 (2617 dagen geleden) @ Anton van den Oever
Het is me helemaal duidelijk.
Mijn dank aan iedereen voor alle uitleg.
Impedantie meter
door Oldtimer , Oegstgeest, 26.09.2017, 06:50 (2617 dagen geleden) @ Anton van den Oever
Een handig schakelingetje Anton, ga ik nabouwen.
Willem
Impedantie meter
door Anton van den Oever , Hazerswoude-dorp, 26.09.2017, 15:15 (2616 dagen geleden) @ Anton van den Oever
De werking van de schakeling roept blijkbaar nogal wat vragen op, ook via de mail vroeg iemand om de schakeling wat meer toe te lichten.
Blijkbaar heb ik het schema wat onduidelijk getekend, excuses daarvoor.
Ik heb de basis ervan even opnieuw getekend met een wat andere opzet, hierin heb ik de bereiken schakelaar en de overige weerstanden even weggelaten.
Verder is het exact hetzelfde schema.
![[image]](images/uploaded/2017092617045759ca88b9e1740.jpg)
Het is nu wat duidelijker te zien dat er eerst de spanning over de referentie weerstand gemeten wordt en na omschakelen die over de onbekende impedantie.
Verder noemde ik in de tekst de waarde van 1 V en 3 V, maar dit is slechts als voorbeeld, in het millivolt bereik gaat het natuurlijk ook.
Zoals John al terecht opmerkte is het ook wel fijn als er een beetje redelijke meter wordt gebruikt, met name als er met lage spanningen wordt gewerkt (100 mV c.q. 300 mV)
m.vr.gr.
Anton van den Oever
Impedantie meter
door Pieter Vos , 26.09.2017, 16:07 (2616 dagen geleden) @ Anton van den Oever
De werking van de schakeling roept blijkbaar nogal wat vragen op, ook via de mail vroeg iemand om de schakeling wat meer toe te lichten.
Blijkbaar heb ik het schema wat onduidelijk getekend, excuses daarvoor.
Ik heb de basis ervan even opnieuw getekend met een wat andere opzet, hierin heb ik de bereiken schakelaar en de overige weerstanden even weggelaten.
Verder is het exact hetzelfde schema.
Het is nu wat duidelijker te zien dat er eerst de spanning over de referentie weerstand gemeten wordt en na omschakelen die over de onbekende impedantie.
Verder noemde ik in de tekst de waarde van 1 V en 3 V, maar dit is slechts als voorbeeld, in het millivolt bereik gaat het natuurlijk ook.
Zoals John al terecht opmerkte is het ook wel fijn als er een beetje redelijke meter wordt gebruikt, met name als er met lage spanningen wordt gewerkt (100 mV c.q. 300 mV)m.vr.gr.
Anton van den Oever
Met bovenstaande uitleg is inderdaad duidelijker in te zien hoe de impedantie meting te werk gaat. De generator zal een bepaalde stroom in de serie schakeling van referentie weerstand en de te meten impedantie veroorzaken. Voor zowel de referentie weerstand als de te meten impedantie is de stroom dezelfde. Maar de spanning over de referentie weerstand en de spanning over de te meten impedantie zal verschillen, niet alleen in grootte maar ook in faze hoek. De meter geeft alleen de grootte van de spanningen aan: Vr=Rref.I respectievelijk Vimp=|Z|.I.
Als de stroom I uit beide vergelijkingen wordt geëlimineerd blijft over |Z|=Rref.(Vimp/Vref). En zo kennen we de grootte |Z| van de impedantie Z maar niet de fase hoek van Z die bepaald wordt door de verhouding tussen het reactieve deel en het resistieve deel van de te meten impedantie.
Is de te meten impedantie bijvoorbeeld een spoel, dan is het resistieve deel van de spoel impedantie gelijk aan de gelijkstroomweerstand van de spoel en is het reactieve deel van de impedantie van de spoel gelijk aan de zelfinductie. Omdat bij spoelen de gelijkstroom weerstand gemakkelijk te meten is, zou men de zelfinductie kunnen berekenen uit de vectoriële aftrekking van de gelijkstroom weerstand van de "over-all" impedantie. Maar in veel gevallen is het alleen nodig de "over-all" impedantie te kennen.
mvg, Pieter.
Impedantie meter
door Anton van den Oever , Hazerswoude-dorp, 26.09.2017, 18:16 (2616 dagen geleden) @ Pieter Vos
Tja, het moge duidelijk zijn dat je met slechts 1 passieve component als referentie uitsluitend alleen de impedantie Z van de complexe weerstand als geheel kunt meten.
Zoals je al stelt is dat meestal voldoende.
m.vr.gr.
Anton van den Oever
Impedantie meter
door Herm Willems , Maastricht, 26.09.2017, 15:44 (2616 dagen geleden) @ Anton van den Oever
Een heel leuk dingetje hiervoor is de PEAK LCR 40. (tegenwoordig is er ook de LCR 45) Hij kijkt zelf of het om een HF of LF spoel gaat en past daar de meetfrequentie op aan. Als toegift meet hij ook nog weerstanden en condensatoren. Ik heb deze al een jaar of 4 in gebruik en ik ben er zeer tevreden over.
Kost wel 129 euro in de winkel (Dat zie je er niet aan af: ziet er namelijk uit als een stukje speelgoed) maar mogelijk hebben die Chinese postorderbedrijven goedkopere alternatieven.