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HV-Tastkopf mal anders (Elektronik)

verfasst von Sel , Radebeul, 29.03.2021, 17:14 Uhr
(editiert von Sel am 29.03.2021 um 17:39)

Danke für die ausführliche Erläuterung. Da mein Tastkopf für DC gedacht ist, lege ich auf andere technische Feinheiten Wert.

Die käuflichen HV-Tastköpfe haben meist eine Teilung von 1000:1, was bei 10kV schon 10V am Multimeter macht . Das würde ja noch in Ordnung gehen. Da ich zum Teil aber direkt OPVs, Meßtechnik oder sowas anschließen möchte, sind 10V schon ziemlich hoch. Daher teile ich gleich 10000:1. Damit liegen bei 10kV nur noch 1V an.

Die meisten HV-Tastköpfe haben einen Gesamtwiderstand von 100MOhm (zumindest was ich so gefunden habe). Bei 10kV ergibt das eine Belastung der Spannungsquelle von 1mA, was schon einer "verbratenen" Leistung von 1W entspricht. Der Ausgangswiderstand wäre dann um die 100kOhm, die Ausgangsspannung 10V. Bei 1kV Testspannung sind alle Werte natürlich nur noch 1/10 der obigen Werte, trotzdem noch relativ hoch.

Mein Tastkopf hat einen Gesamtwiderstand von 1,4GOhm, bedingt durch die in der Bastelkiste vorhandenen Widerstände. Besser wären 1GOhm gewesen, läßt sich besser damit im Nachgang rechnen. Ich habe nun einen Strom von ein wenig mehr als 7µA bei 10kV (Leistung dann nur noch 72mW). Meine Hochspannungsquelle wird mit meinen Tastkopf also wesentlich weniger belastet. Der Ausgangswiderstand ist ca. 140kOhm, also etwa in der Höhe der Industrietastköpfe. Wie oben gilt auch hier, bei 1kV Eingangsspanung sind alle Werte 1/10.

Es gibt natürlich einen Nachteil. Ich brauche meinen Tastkopf nur anhauchen und schon ändert sich geringfügig der angezeigte Wert am Multimeter. Auch der an sich schon niedrige Temperaturkoeffizient der verwendeten Hochvoltwiderstände kommt zur Geltung, wenn der Tastkopf durch die Handwärme etwas Temperatur bekommt. Dann ändert sich der Meßwert um eine Kleinigkeit. Die Größenordnung ist jedoch immer noch weit unter 5%. Das reicht mir vollkommen aus, denn ich erwarte hier eine Genauigkeit von +/- 10%, das reicht bei der Hochspannungsmessung in meiner Bastelecke. Eine Änderung der Werte durch die Alterung der Bauelemente gibts sicher auch. Aus dem Grund habe ich die Einstellschraube des letzten Widerstandes der Teilerkette, dem Einstellregler, von außen zugänglich gelassen. Dort kann ich meinen Tastkopf jederzeit nachjustieren. Das schwarze Extrakabel klemme ich mit der Krokodilklemme an Masse der Schaltung oder direkt ans Multimeter. Die Bananenbuchse (blau) nimmt die üblichen 4mm-Stecker auf. Ich fasse den Tastkopf nur am blauen oder dem dicken Ende an, somit ist der Abstand von der Meßspitze bis zu meinen Fingern 15cm, das ist mehr als ausreichend für meine 2kV (welche ich am häufigsten verwende). Außerdem erwärme ich dann nicht die Widerstände vorne im Tastkopf mit meinen Fingern.

Ich wollte mir nur eine preiswerte Alternative zu den industriellen Tastköpfen bauen, welche aber trotzdem sicher ist. Weder auf besondere Genauigkeit, irgendwelche Normen oder Schutz vor Dummheit bei der Verwendung lege ich Wert. Auch verwende ich die Hochspannung nicht für kindliche Spielchen (Funkenspielereien, Bauelemente braten...), sondern für Hochspannungsprüfungen (Isolationstest) an Trafos oder elektronischen Baugruppen und nur im DC-Bereich. Ich weiß, kann man alles kaufen. Doch macht selber Bauen in erster Linie viel Spaß und man lernt auch was dabei. Natürlich ist bei Hochspannung immer Vorsicht geboten, auch wenn ich die Leistung meiner HV-Quelle als sehr niedrig bezeichne.

Edit:

LG Sel