月: 2012年2月

ACプローブアダプタを作った目的の一つが、UPSのバックアップ時の出力波形を見たかったから。低価格なUPSなので正弦波出力ではない。メーカーは「疑似正弦波」とか「3ステップ正弦波」などと呼んでいるが、具体的にどのような波形かはカタログなどに書いてあるわけではない。UPSを使い比べてみると、ノイズの乗り方やUPS自体の発する音(可聴音)が異なるので、機種によってかなりの差があるのではと予想していた。

 

デンセイラムダ DL3115-300jL HFP

無負荷、PicoScope 3206Aで計測(以下同様)。

 

 

 

 

 

DENSEI Personal 0c06

 

 

 

 

 

 

 

DENSEI MUK0511-E

 

今回は、とりあえず波形を見ただけ。評価するにはお勉強が必要。

 

 

 

AC用に作ったプローブアダプタで測った電圧をオシロ画面から読み取るために、他の手持ちの電圧計の値との換算値を求めることにした。ついでに、テスターやワットメーターについても電圧を測って比較してみた。

 

左下はワットメーター、他の3台はテスター

 

 

 

 

 

 

測定値は以下のようになった。

機器	eneloop単四	006P	AC
SANWA DP-700 デジタルテスター	1.343V	9.03V	101.8V
SANWA AX-303TR アナログテスター	1.32V	8.9V	101.6V
SANWA DP-300 デジタル ポケットテスター	1.342V	9.08V	102.0V
picoscope 3206A オシロスコープ	1.323V	8.843V
自作ACプローブ＋picoscope 3206A			101.4V
TAP-TST7 ワットチェッカーplus			102.0V

自作ACプローブアダプタは換算補正なしでそのまま使えることを確認できた(そのように作っている)。他の測定器も傾向が分かったので、細かい数値が重要なときに確度を評価すればよさそう。

AC(商用電源)をオシロスコープで見るとき、不用意につなぐとショート・漏電・感電などの危険がある。多少は安全に見られるようにするために、オシロにつなぐACプローブアダプタを作った。

点線内がアダプタ、スライダックは今回のみの試験用である。抵抗による分圧で、100V→1V(実効値)に落として観測する。抵抗は無誘導のもの＝金属皮膜抵抗を使う。抵抗のW数に余裕がないので、長時間の通電は不可。ヒューズを両極に入れること。

 

 

 

左上が、ケースに入れたアダプタ。左下はスライダック。ノートPCに乗っている黄色いのは検電器。コンセントに差し込んでネオン管が点灯すれば、生きている電線かと、100V/200Vのどちらかがわかる。長い方の足だけ差し込んでネオン管がうっすら点く側が非接地極だということもわかる。これを調べてからアダプタのコンセントを挿す(接地側をオシロのグラウンドと一致させる＝感電などの防止)。

PicoScope 3206Aで観測した波形がこれ。交流にスパイク状のノイズが乗っている。電源周りのものだろう。スライダックを回して、交流の出力電圧を変えてもノイズの電圧が変わらない。

パソコンをACアダプタで駆動しているので、AC→PC→USBケーブル→オシロという経路でノイズが回ってくるのだと思う。つまり、これでは正しく測れない、場合によっては危険でもあることがはっきりした。

 

PCを内蔵電池駆動にして測ったのがこちら(ローパスフィルターを入れた表示)。スパイクノイズは一切出なくなった。この方法でならまともに測れそうである。

 

予備実験をもとに、ケース入りのコイルQ測定器を製作。回路は予備実験通りにプリント基板の銅箔をカッターではがして、あとはケースの穴あけ加工程度。仕上がりの美観はよかったものの、オシロプローブで取り出す信号レベルが試作よりも低くなってしまった。やむなく、浮遊容量を増やすべく電線を這わせて解決した。

写真左が測定中、右がケース内部。ちなみに測定結果は、予備実験に使ったコイル大がQ=42、コイル小がQ=29だった。使用機材 MFJ-269、PicoScope 3206A

LC直列発振回路に直列に0.5Ωが入っているので、精度に影響を与える。公式ではQ=2πfL/rだが、この測定器で求められるのはQ’=2πfL/(r+0.5)からQ”=(2πfL+0.5)/(r+0.5)の間の値だろう。21MHzでQ・Q’・Q”を試算すると、1・0.99・1.00、10・9.22・9.30、30・23.9・24.1、50・35.1・35.4と、いずれ場合でもQ’・Q”は小さめに出て、Qが大きくなるほど誤差が大きくなる。

これを使って測るのはQが10～50程度の空芯コイルなので、Q’からQへの換算をしつつ使えばよさそうである。50よりかなり大きいQを測る目的の場合は、別の原理で測る必要がありそうだ。

測定精度そのものについての考察は後日。