Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Induktivität bestimmen


von Johannes (Gast)


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Hallo

Ich habe hier ein Magnetventil, von dem ich die Induktivität bestimmen 
möchte. Das Ventil stammt aus meinem Pkw.

Als Messmittel habe ich Multimeter und Oszilloskop. Und meinen Pkw 
natürlich. Damit meine ich, dass ich das Ventil ggf. im eingebauten 
Zustand messen kann, falls das etwas nützt. Die ECU steuert das Ventil 
per PWM (ca. 10 kHz Rechteckspannung) an.

Ist das möglich?

Grüße
Johannes

von Jens G. (jensig)


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kleinen Strommeßwiderstand in Reihe zur Spule schalten, und an diesem 
mittels Oszilloskop die Zeitkonstante des Stromanstiegs beim Einschalten 
ermitteln. Aus der Zeitkonstante dann die L berechnen.
Oder mit noch kleinerem R (R<<R_L) in Reihe zur L mit dem Oszi den 
anfänglichen Stromanstieg ermitteln, und daraus die L ermitteln.
Formeln dafür gibt's hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Induktivit%C3%A4t

Da das aber ein Magnetventil ist, also einen variablen magnetischem 
Kreis hat (weil da sich ja was im Magnetfeld bewegt), erhält man 
sicherlich nicht die reine Induktivität der Spule. Oder aber man muß bei 
nur geringen Strömen/Spannungen messen, bei denen sich noch nix da drin 
bewegt.

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Johannes schrieb:
> die Induktivität bestimmen

Die Heimwerker-Lösung wäre ein Vergleich mit bekannten Induktivitäten. 
Es bleibt aber die grundsätzliche Frage wozu das nötig ist.

von Mani W. (e-doc)


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oszi40 schrieb:
> Es bleibt aber die grundsätzliche Frage wozu das nötig ist.

Das wäre auch meine Frage, liegt ein eventueller Defekt vor
oder wird einer vermutet?

von Henry (Gast)


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Selbst wenn man mit einem Induktivitätsmessgerät die Induktivität des 
Magnetventils bestimmt hat, verhält sich das Magnetventil im Einsatz 
nicht wie gemessen und berechnet, weil es Arbeit verrichten muss.
Es wird also mehr Strom aufnehmen, solange der Kolben in Bewegung ist.

von Joachim B. (jar)


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Jens G. schrieb:
> kleinen Strommeßwiderstand in Reihe zur Spule schalten

wieso einen kleinen?

Ich würde eher einen großen Widerstand wählen der möglichst sehr viel 
größer als der Spulen R ist damit dieser Fehler unter dem Tisch fällt!

Die Spannung ist am großen R auch mit dem Strom in Phase und gesamt U 
und Ur kann mit einem 2 Kanaler digital aufgenommen werden.

Konstantspannung anlegen und den Strom der linear steigt aufnehmen, dann 
ermittelt man T, äquivalent zu Tau = R * C sollte gelten Tau = L / R und 
dann rechnet man L aus

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Johannes schrieb:
> dass ich das Ventil ggf. im eingebauten Zustand messen kann
Mir reicht da immer aus, zu wissen, dass der Draht keine Unterbrechung 
hat.

> Als Messmittel habe ich Multimeter
Also Ohmbereich einschalten und wenn irgendwas im Bereich unter oder um 
10 Ohm herauskommt, dann ist das Ventil noch ok. Sehr gut wäre es, wenn 
du einen Vergleichswert von einem sicher funktionierenden Ventil 
hättest. Dann müsstest du nicht raten.

> falls das etwas nützt.
Ja, das ist die eigentliche Frage: warum willst du da eine Indutivität 
wissen. Die ist beim Magnetventil sowieso abhängig davon, wo der Anker 
steht. Daraus kann man dann sogar die Ankerposition ermitteln:
https://www.freepatentsonline.com/DE102014105047A1.html
https://patents.google.com/patent/EP1069284B1/de

: Bearbeitet durch Moderator
von Johannes (Gast)


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Danke für Eure Antworten. Es geht darum, ein Magnetventil aus dem 
Aftermarket mit dem Original zu vergleichen.

Ich kann den Stößel im Magnetventil in der "Offen" Position arretieren. 
Wenn ich das bei beiden Varianten mache, kann ich die Messergebnisse 
untereinander vergleichen. Richtig?

Ich habe das jetzt so probiert. D.h. das Ventil in der "Offen" Position 
arretiert und dann mit meinen Oszilloskop die Abfallzeit gemessen. 
Ergebnis siehe Anhang. Als Widerstand habe ich den Mess-Shunt genommen, 
der bereits in der ECU verbaut ist. Er entspricht 0,2 Ohm.

Im Oszilloskop habe ich die Cursor auf 3 Tau (Abfall auf 5% der 
Ausgangsspannung) gestellt. Laut Messung vergehen für 3 Tau = 16,2 µs, 
also entspricht 1 Tau = 5,4 µs.

Wenn ich die Formeln richtig interpretiere, sollte meine Induktivität 
also L = Tau * R = 5,4 µs * 0,2 Ohm = 1 µH sein.

Kann das sein? Klingt gefühlt sehr wenig. Was mache ich falsch?

von Achim S. (Gast)


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Johannes schrieb:
> Kann das sein? Klingt gefühlt sehr wenig. Was mache ich falsch?

1) du vergisst bei der Berechnung den ohmschen Widerstand der Spule (du 
rechnest nur mit dem Shunt)
2) du setzt den Startwert der e-Kurve falsch an. Der liegt bei ca. 2,8V, 
nicht bei 4,72V. Der Sprung von 4,72 auf 2,8V gehört offensichtlich 
nicht zu einem exponentiellen Verlauf.

von Henry (Gast)


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Johannes schrieb:
> Als Messmittel habe ich Multimeter...

Dann miss doch mal den Gleichstromwiderstand und addiere ihn noch dazu.

von Johannes (Gast)


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Den Gleichstromwiderstand messe ich zu 2,8 Ohm. Das ergibt dann:

L = Tau * (R_Shunt + R_Spule) = 5,4 µs * (0,2 Ohm + 2,8 Ohm) = 16,2 µH



Achim S. schrieb:
> du setzt den Startwert der e-Kurve falsch an. Der liegt bei ca. 2,8V,
> nicht bei 4,72V. Der Sprung von 4,72 auf 2,8V gehört offensichtlich
> nicht zu einem exponentiellen Verlauf.

Ja, der Sprung zu Beginn irritiert mich ebenfalls. Ich hatte es auf mein 
betagtes Oszilloskop geschoben.

Okay. Wenn ich mit 2,8V als Ausgangswert rechne, liegt mein 0-Cursor 
nicht mehr bei 3 Tau, sondern etwas über 2 Tau (14% von 2,8 V wären 0,4V 
statt 0,2 V). Tau wäre dann < 8,1 µs und die Induktivität läge bei < 
24,3 µH.


Kann das alles hinkommen? Ich hätte Werte wenigstens im unteren mH 
Bereich erwartet... Liege ich da falsch? Mir fehlt der Erfahrungswert.

von Udo S. (urschmitt)


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Johannes schrieb:
> Ich hätte Werte wenigstens im unteren mH
> Bereich erwartet

Du misst doch die Spannung über dem Shunt. Es fliessen also 4,7V / 
0,2Ohm = 23,5A Spitze.

Das Ventil hat einen offenen magnetischen Kreis (also kein geschlossener 
ferrit oder Eisenkern). Ausserdem soll es Arbeit verrichten und schnell 
zu schalten sein. Bei dem Strom ist die Spule aus dickem Draht und hat 
entsprechend weniger Windungen.
Insofern würde ich annehmen das das so hinkommt.

Was für ein Magnetventil ist das?

von Johannes (Gast)


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Ich hab mir gerade den Treiber FET angeschaut. Das Bauteil kann 12 A 
dauerhaft und 36 A Puls (< 10µs). Wenn da regulär 23,5 A durchfließen, 
ist das schon auf Kante genäht, oder? Und ein Shunt, über den fast 5V 
von 12V abfallen... Der Shunt sieht auch nicht so aus, als wenn er 5 V * 
5 V / 0,2 Ohm = 125 W aushält.

Das passt alles nicht zusammen. Ich fürchte, ich hab Mist gemessen :-(

von Johannes (Gast)


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Ein Anhang ein Foto vom Magnetventil. Ich habe es mal geöffnet und 
ebenfalls ein Foto von der Spule geschossen.

Dann habe ich mir meine Messung nochmal durch den Kopf gehen lassen. 
Dabei ist mir aufgefallen, dass der Shunt zwischen Spule und FET liegt 
(und gegen GND). Eines der beiden Potentiale lag folglich über das 
Oszilloskop auf Erde. Mist.

von Johannes (Gast)


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Johannes schrieb:
> (und gegen GND)

Korrektur: und nicht gegen GND.

von Udo S. (urschmitt)


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Johannes schrieb:
> Ich fürchte, ich hab Mist gemessen :-(

Ich habe gerade gesehen dass du oben schreibst die Spule hätte 2,8 Ohm 
Innenwiderstand.
Dann hast du allerdings ziemlichen Mist gemessen, denn bei 14V 
Bordspannung können dann mit dem Messshunt nicht mehr als 4,7A fliessen.

Also ist da irgendwo etwas faul.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Johannes schrieb:
> Dabei ist mir aufgefallen, dass der Shunt zwischen Spule und FET liegt
> (und gegen GND).

Johannes schrieb:
> Korrektur: und nicht gegen GND.

Schaltplan! Ein Foto einer sauberen Skizze auf Papier reicht ja schon.
Sonst hat jeder wieder eine andere Schaltung vor Augen.

von Johannes (Gast)


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Skizze vom Schaltplan im Anhang.

von Werner H. (werner45)


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Warum die Abfallkurve mit DC?

Bei 220 kOhm an 230V AC fließt etwa 1 mA AC, fast Konstantstrom. Den 
durch das Relais schicken und die Spannung daran messen (Impedanz).
Aus dem Spulenwiderstand und der Frequenz kann man die Induktivität 
berechnen. Jedenfalls genau genug für ein Magnetventil.

von Jens G. (jensig)


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>Skizze_Schaltplan.jpg

Mit dieser Messung kannst Du nur den Einschaltstrom messen, nicht den 
abfallenden Abschaltstrom, denn der fließt ja nicht mehr durch den 
Shunt, sondern durch die Freilaufdiode.
Das bedeutet aber, daß der Sprung zw. den beiden Kurven wohl durch den 
Shunt verursacht wurde. I=delta_U/Rshunt=1,7V/0,2=8,5A oder so.
Und für Tau wird der Sprung nicht mit gemessen, sondern eben nur die 
abfallende Kurve. Da die abfallende Kurve aber wohl nicht der Strom 
durch die Spule war, muß es wohl was anderes gewesen sein (langsames 
Abschalten des Mosfets?).
Ich würde einfach die steigende Flanke vermessen, bis sie praktisch 
"oben" angekommen ist. Dann weist Du, was der Imax ist und die Stelle 
für Tau ist (irgendwo um die 65%), und kannst zusammen mit den Rs in 
Reihe (Shunt+Rspule) die L ausrechen.

von Achim S. (Gast)


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Johannes schrieb:
> Eines der beiden Potentiale lag folglich über das
> Oszilloskop auf Erde. Mist.

Und du hattest keine galvanische Trennung zwischen der Versorgung (ECU) 
und dem Oszi? Dann floss natürlich ein großer Teil des gemessenen Stroms 
nicht über die Spule sondern über den GND-Clip des Oszis ab. (Da deine 
gemessene Spannung positiv ist, dürfte der GND-Clip am unteren Ende des 
Shunts gelegen haben.) Daraus lässt sich zum Magnetventil gar nichts 
aussagen, und du hattest noch Glück, wenn das Oszi das nicht 
übelgenommen hat.

Für die parasitäre Induktivität einer Leiterschleife im Bereich einiger 
Meter (Tastkopf+Netzstecker) kommen die von dir berechneten einige µH 
übrigens ganz gut hin ;-)

von Johannes (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Und du hattest keine galvanische Trennung zwischen der Versorgung (ECU)
> und dem Oszi? Dann floss natürlich ein großer Teil des gemessenen Stroms
> nicht über die Spule sondern über den GND-Clip des Oszis ab.

So wird es sein und deshalb haben die Messergebnisse nicht gepasst. 
Allerdings habe ich dann natürlich das Problem, dass ich das Oszilloskop 
nicht einsetzen kann. Folglich kann ich nichts mehr messen.

Ich muss morgen schauen, dass ich die ECU anders versorge!


Jens G. schrieb:
> Mit dieser Messung kannst Du nur den Einschaltstrom messen, nicht den
> abfallenden Abschaltstrom, denn der fließt ja nicht mehr durch den
> Shunt, sondern durch die Freilaufdiode.

Danke für den Hinweis!


Ich habe gerade testweise eine Messung mit einem Billig-Oszilloskop 
(DSO-150) gemacht. Dieses Oszilloskop habe ich per Batterie versorgt und 
es war folglich galvanisch getrennt.

Ergebnis siehe Anhang. Gut, das Teil taugt sicherlich nicht zum 
Flankenmessen. Tendenziell hatte ich aber trotzdem ein anderes Bild 
erwartet. Die Flanke ist so steil, das die Induktivität irgendwo im 
unteren µH oder gar im nH Bereich liegen müsste.

von Achim S. (Gast)


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Johannes schrieb:
> Allerdings habe ich dann natürlich das Problem, dass ich das Oszilloskop
> nicht einsetzen kann. Folglich kann ich nichts mehr messen.

kannst du nicht mit zwei Kanälen messen und die Differenz bilden?

von Johannes (Gast)


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Achim S. schrieb:
> kannst du nicht mit zwei Kanälen messen und die Differenz bilden?

Leider nein :-( Ich habe ein uraltes HP54200A. Das hat zwar zwei Kanäle, 
bietet aber keine mathematischen Funktionen. Zudem kann es Daten nur 
über GPIB exportieren, ich habe aber leider kein Interface dafür zum 
Einlesen.

von Paul (Gast)


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Johannes schrieb:
> Die ECU steuert das Ventil
> per PWM (ca. 10 kHz Rechteckspannung) an.

Ein Magnetventil mit 10 kHz ansteuern ist wohl Unfug

von Johannes (Gast)


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Ich habe die ECU nun galvanisch getrennt und erneut mit meinem HP54200 
gemessen. Ergebnis siehe Anhang, die Cursor markieren 1 Tau.

Die Messkurve schaut nicht aus, wie ich sie erwartet hatte. Tau ist mit 
518 ns auch sehr klein. Ich komme damit auf lediglich auf 1,5 uH.

Wie schätzt ihr das ein? Habe ich schon wieder falsch gemessen? Mache 
ich etwas falsch?

von Achim S. (Gast)


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Johannes schrieb:
> Habe ich schon wieder falsch gemessen?

Kann schon sein. Ist aus der Ferne halt schwer zu beurteilen.

Als einen Test kannst du ja mal mit zwei unterschiedlichen (aber jeweils 
arretierten) Positionen des Ankers messen. Ändert sich die Anstiegszeit 
deutlich, wenn das Ventil angezogen hat/der magnetische Kreis besser 
geschlossen ist?

Außerdem würde mich das Verhalten der Messung über einen größeren 
Zeitbereich interessieren. Nach der Flanke scheint sich ja noch einiges 
zu tun.

Und zu guter letzt: mit der galvanisch getrennten Versorgung der ECU 
kannst du zwar die GND-Klemme gefahrlos anschließen. Aber bei einer 
steilen Flanke muss immer noch die parasitäre Kapazität deiner 
ECU-Versorgung gegen Erde umgeladen werden. Das kann Flankenformen 
beeinflussen (obwohl du eigentlich ein relativ niederohmiges Signal 
hast, das damit klar kommen sollte). Trotzdem fände ich auch mal 
interessant, die Anschlussstellen von Tastkopf und GND-Clip zu 
vertauschen und zu schauen, ob in der Messung alles gleich bleibt (außer 
dem Vorzeichen natürlich).

von Johannes (Gast)


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Das Oszillogramm ist schon gut verrauscht. Und der Pegelwert im 
statischen Teil, also wenn das Ventil angesteuert ist, passt auch nicht 
so recht. Erwarten würde ich 0,2 Ohm * (12V / 3 Ohm) = 800 mV, angezeigt 
werden mir aber etwa 500 mV.


Ich denke, ich komme so nicht weiter. Möglicherweise ist meine 
Induktivität tatsächlich so klein, dass sie schwer zu messen ist. 
Wahrscheinlich brauche ich einfach ein LC Meter.

Oder gibt es noch eine andere Möglichkeit? Spule abwickeln und Windungen 
zählen?

von Werner H. (werner45)


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Werner H. schrieb:
> Bei 220 kOhm an 230V AC fließt etwa 1 mA AC, fast Konstantstrom. Den
> durch das Relais schicken und die Spannung daran messen (Impedanz).
> Aus dem Spulenwiderstand und der Frequenz kann man die Induktivität
> berechnen. Jedenfalls genau genug für ein Magnetventil.

von Achim S. (Gast)


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Johannes schrieb:
> Das Oszillogramm ist schon gut verrauscht.

Es geht nicht um das Rauschen sondern den weiteren zeitlichen Trend.

Johannes schrieb:
> Ich denke, ich komme so nicht weiter.

Dein Oszi ist sicher nicht ideal, aber eine ungefähre Abschätzung sollte 
auch damit möglich sein. Es müssen halt ggf. noch vorhandene Messfehler 
einer nach dem anderen gefunden und entfernt werden. Dann sollte es auch 
damit gehen. Ich hab dir Vorschläge gemacht, was du weiter testen 
könntest.

Wenn du mit dem hochliegenden Shunt auf Dauer nicht klar kommst, kannst 
du ja vielleicht immer noch einen Zusatz-Shunt auf der Low-Side einbauen 
- dann muss sich auch mit deinem Oszi der Stromanstieg sicher messen 
lassen.

Werner H. schrieb:
> Werner H. schrieb:
>> Bei 220 kOhm an 230V AC fließt etwa 1 mA AC, fast Konstantstrom. Den
>> durch das Relais schicken und die Spannung daran messen (Impedanz).
>> Aus dem Spulenwiderstand und der Frequenz kann man die Induktivität
>> berechnen. Jedenfalls genau genug für ein Magnetventil.

Kann man machen, wenn man weiß, was man tut, und wenn man sich wirklich 
an die 230V klemmen will. Wenn die Induktivität im mH-Bereich liegt, 
dann ist der Blindwiderstand bei 50Hz im Bereich einzelner Ohm. Das ist 
bei der geometrischen Addition zum ohmschen Widerstandsanteil (3 Ohm) 
vernünftig messbar.

Wenn die Induktivität aber wirklich im µH Bereich liegen sollte (was 
natürlich wirklich überraschend wenig wäre), dann lässt sich in Serie 
mit dem 3Ohm Wirkwiderstand bei 50Hz gar nichts messen.

von Johannes (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Bei 220 kOhm an 230V AC fließt etwa 1 mA AC, fast Konstantstrom. Den
> durch das Relais schicken und die Spannung daran messen (Impedanz).
> Aus dem Spulenwiderstand und der Frequenz kann man die Induktivität
> berechnen. Jedenfalls genau genug für ein Magnetventil.

Danke für den Tipp. Ich möchte lieber keinen fliegenden Aufbau an 
Netzspannung machen. Zu viel Spannung und bei Kurzschluss zu viel Strom. 
Ich müsste das auch ans Magnetventil anschließen und hab u.a. den 
passenden Steckverbinder nicht da. Auch wenn die Idee vermutlich gut 
ist, ist mir das zu heikel.


Achim S. schrieb:
> Dein Oszi ist sicher nicht ideal, aber eine ungefähre Abschätzung sollte
> auch damit möglich sein. Es müssen halt ggf. noch vorhandene Messfehler
> einer nach dem anderen gefunden und entfernt werden. Dann sollte es auch
> damit gehen. Ich hab dir Vorschläge gemacht, was du weiter testen
> könntest.

Danke für Deine und Eure Hilfe! Ich werde am Wochenende nochmal 
rangehen!

von Jens G. (jensig)


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@TO
Tust Du immer noch die Meßschaltung lt. Skizze_Schaltplan.jpg benutzen?
Dort würde ich jedenfalls den Shunt zw- L und Masse einschleifen, nicht 
oben im heißen Bereich.
Damit kannst Du Auf- und Entladen der Spule messen, und Oszimasse ist 
dann sauber gleich Schaltungsmasse.
Oszimasse sollte natürlich direkt am Schunt angeschlossen werden, nicht 
irgendwo sonst (eg. nicht am Netzteil oder so).
Auserdem sollte der Shunt ein induktionsarmer R sein, wobei das 
eigentlich gegenüber des MVs vernachlässigbar sein sollte. Aber 
vielleicht ist das ja das Problem, daß Du dir die Stromverläufe des 
shunts (dessen L) mißt, und nicht die des MV. Ich würde also mal die 
Zeitbasis des Oszis als Gegenprobe auch mal wit in den µs- oder gar 
ms-Bereich hochschalten. Dann verkommt der Einfluß der Shunt-L zu einem 
schmalen Peak ...

von Anja (Gast)


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Johannes schrieb:
> Ergebnis siehe Anhang, die Cursor markieren 1 Tau.

Nein tun sie nicht, der Stromanstieg wird vorzeitig abgebrochen.
berechne mal mit Hilfe des Stromanstiegs (dI/dT) die Induktivität.

L = UBat / (di/dT)

Gruß Anja

von Johannes (Gast)


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Okay, danke für die Hinweise! Ich kann voraussichtlich leider erst 
morgen Abend wieder messen.



Was mir noch einfällt: kann es sein, dass die Spule beim Einschalten 
noch "magnetisiert" ist? (Ich hoffe, das ist der richtige Begriff.) Ist 
die Flanke evtl. deshalb so steil?

Jens G. schrieb:
> Tust Du immer noch die Meßschaltung lt. Skizze_Schaltplan.jpg benutzen?

Ja schon.

von Anja (Gast)


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Johannes schrieb:
> Ja schon.

Die Frage ist halt ob es wirklich UBat (12-14V) ist. In einem 
Steuergerät gibt es für manche Ventile auch eine Boosterspannung (z.B. > 
45V) um die Einschalt-Flanke zu beschleunigen.

Johannes schrieb:
> Ich habe es mal geöffnet und
> ebenfalls ein Foto von der Spule geschossen.
Aber hoffentlich die Induktivität im zusammengebauten Zustand (mit 
Eisenkern) gemessen.

Udo S. schrieb:
> Was für ein Magnetventil ist das?
Das ist wohl streng geheim. Ohne die Anwendung zu wissen läßt sich 
schlecht einschätzen ob es ein schnell schaltendes Ventil ist (< 1mH) 
oder ein langsames (> 1mH). Der ohmsche Widerstand spricht für 
letzteres.

Gruß Anja

von Johannes (Gast)


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Anja schrieb:
> Das ist wohl streng geheim.

Ich hatte doch oben ein Foto gepostet. Es stammt aus einem BMW SMG 
Getriebe und ist für die Modulation des Kupplungsdruckes zuständig.

Ist das dann eher für ein schnell oder ein langsam schaltendes Ventil?

von Johannes (Gast)


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Anja schrieb:
> Die Frage ist halt ob es wirklich UBat (12-14V) ist. In einem
> Steuergerät gibt es für manche Ventile auch eine Boosterspannung (z.B. >
> 45V) um die Einschalt-Flanke zu beschleunigen.

Ich habe gerade nachgemessen: die Versorgung speist auch andere Ausgänge 
(Rücklicht usw.). Das spricht für 12-14 V.

von Werner H. (werner45)


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Laut Bild sind das bei etwa 50 Windungen pro Lage und vielleicht 5 Lagen 
niemals µH, sondern mH. Könnte man überschlägig berechnen, tue ich wegen 
Unsinnigkeit aber nicht.
Bei einem Magnetventil ist die Induktivität völlig egal, der Strom ist 
maßgebend, denn der erzeugt die Kraft (Ampere-Windungs-Zahl).

Was willst Du denn mit der Induktivität anfangen?

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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>Ich habe gerade nachgemessen: die Versorgung speist auch andere Ausgänge
>(Rücklicht usw.). Das spricht für 12-14 V.

Was denn nu? Hast Du das nachgemessen, oder spricht nur irgendwas dafür?

von Johannes (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Hast Du das nachgemessen, oder spricht nur irgendwas dafür?

Ich habe meinen Durchgangsprüfer bemüht.

Werner H. schrieb:
> Was willst Du denn mit der Induktivität anfangen?

Ich möchte ein Aftermarket Ventil mit dem Original vergleichen. Genügt 
da der Vergleich des ohm'schen Widerstandes?

von Ingo S. (Firma: privat) (nisus)


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Mit einem Frequenzgenerator kannst du
bei einem Aufbau eines
Reihenschwingkreises( mit bekannter
Kapazität des verwendeten Kondensators )
die Resonanzfrequenz ermitteln und durch
den Kondensator zurück rechnen auf die
Induktivität.

von Jens G. (jensig)


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Johannes (Gast)

>Jens G. schrieb:
>> Hast Du das nachgemessen, oder spricht nur irgendwas dafür?

>Ich habe meinen Durchgangsprüfer bemüht.

Aha, was man nicht so alles damit messen kann ...

>Werner H. schrieb:
>> Was willst Du denn mit der Induktivität anfangen?

>Ich möchte ein Aftermarket Ventil mit dem Original vergleichen. Genügt
>da der Vergleich des ohm'schen Widerstandes?

Da interessiert die Induktivität praktisch gar nicht. Eher nur der 
ohmsche R und die (max. erlaubte) Spannung (und damit thermische 
Leistung), um abschätzen zu können, wie hoch max. der Strom werden kann 
(für den MV-Treiber). Ansonsten interessieren ja eher die mechanischen 
bzw hydraulischen Eigenschaften. Also Schaltgeschwidnigkeiten, 
irgendwelche durchflußtechnische Größen, ...
Aus der L wirst Du jedenfalls nix sinnvolles ableiten können bezüglich 
der Ersetzbarkeit ...

von Johannes (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Aus der L wirst Du jedenfalls nix sinnvolles ableiten können bezüglich
> der Ersetzbarkeit ...

Ich hatte angenommen, dass die Induktivität eine Aussage über die 
Leistungsfähigkeit der Spule angibt. Im Grunde so, wie es Anja 
geschrieben hatte:

Anja schrieb:
> Das ist wohl streng geheim. Ohne die Anwendung zu wissen läßt sich
> schlecht einschätzen ob es ein schnell schaltendes Ventil ist (< 1mH)
> oder ein langsames (> 1mH). Der ohmsche Widerstand spricht für
> letzteres.


Okay, dann genügt es, den ohm'schen Teil zu vergleichen. Da passen beide 
Ventile, Original und Aftermarket, einigermaßen gut zusammen.

von Jens G. (jensig)


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Johannes (Gast)

>Jens G. schrieb:
>> Aus der L wirst Du jedenfalls nix sinnvolles ableiten können bezüglich
>> der Ersetzbarkeit ...

>Ich hatte angenommen, dass die Induktivität eine Aussage über die
>Leistungsfähigkeit der Spule angibt. Im Grunde so, wie es Anja
>geschrieben hatte:

Ja gut, aber die Schnelligkeit hängt ja nicht nur von der L ab, sondern 
z.B. auch von den trägen Massen.
So gesehen müsstest Du rel. viele Kennwerte vergleichen ...

von Anja (Gast)


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Johannes schrieb:
> Die ECU steuert das Ventil
> per PWM (ca. 10 kHz Rechteckspannung) an.

Johannes schrieb:
> Ich hatte doch oben ein Foto gepostet.

Sorry aber so ein Ventil ist mir im Zusammenhang mit einer ECU (= Engine 
Control Unit = Steuerung für einen Verbrennungsmotor) noch nicht 
begegnet. (Mit Abkürzungen hat jeder seine eigene Assoziation je nach 
Tätigkeit).

Ingo S. schrieb:
> Mit einem Frequenzgenerator kannst du
> bei einem Aufbau eines
> Reihenschwingkreises( mit bekannter
> Kapazität des verwendeten Kondensators )
> die Resonanzfrequenz ermitteln und durch
> den Kondensator zurück rechnen auf die
> Induktivität.

Sehe ich nicht so. Die Induktivität eines Ventils hängt nicht nur von 
der mechanischen Stellung des Ventils ab sondern auch noch vom Strom 
(Sättigung) sowie der Frequenz ab.
Alleine der Strom macht häufig Änderungen um Faktor 3-5 in der 
Induktivität.

Werner H. schrieb:
> Bei einem Magnetventil ist die Induktivität völlig egal, der Strom ist
> maßgebend, denn der erzeugt die Kraft (Ampere-Windungs-Zahl).
Stimmt nur für Gleichspannung.
Das Ventil sieht nach einem stromgesteuerten Proportionalventil aus.

Die PWM-Frequenz (Induktivität) geht dabei in die Verlustleistung 
(Überhitzung) der Endstufe ein falls die Stromregelung nicht mit fester 
PWM-Frequenz erfolgt sondern hysteresegesteuert ist.

Johannes schrieb:
> Ich habe meinen Durchgangsprüfer bemüht.
Aha. In der High-Side ist doch der FET für die PWM laut Schaltplan oder?

Gruß Anja

von Werner H. (werner45)


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Widerspruch:
Das ist ein Umschaltventil mit 2 Stellungen.
Ein Proportionalventil hätte keine Gummiringe, dafür am Kolben einen 
schlanken Kegel.

P.S: Geht Deine Uhr falsch oder bist Du in einer anderen Zeitzone?

: Bearbeitet durch User
von Johannes (Gast)


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Anja schrieb:
> Das Ventil sieht nach einem stromgesteuerten Proportionalventil aus.

Es ist ein QPV. Wie gesagt, es ist für die Kupplung zuständig.

Anja schrieb:
> Sorry aber so ein Ventil ist mir im Zusammenhang mit einer ECU (= Engine
> Control Unit = Steuerung für einen Verbrennungsmotor) noch nicht
> begegnet. (Mit Abkürzungen hat jeder seine eigene Assoziation je nach
> Tätigkeit).

Mit ECU meinte ich "Electronic Control Unit". Bei der Motorsteuerung 
hätte Dir das Ventil aber auch begegnen können. Es wird so (oder so 
ähnlich) im VANOS bei BMW verwendet.

.

Gute Nachrichten: Ich habe inzwischen den Wert der Induktivität 
herausgefunden! Das kam so: Zunächst habe ich die angekündigte neue 
Messung gemacht. Diesmal habe ich aber, wie von Achim und Jens 
vorgeschlagen, nicht die Flanke vermessen, sondern mehrere Pulse. Dabei 
sind mir zwei Dinge aufgefallen:

(1) Das Signal steigt zunächst sehr steil an - die Steigung hört aber 
auch im durchgeschalteten Zustand nicht auf.

(2) Über dem Shunt fallen im angesteuertem Zustand ca. 200 mV ab. Der 
Strom beträgt demnach etwa I = U_Shunt / R_Shunt = 1 A. Erwartet hätte 
ich aber ungefähr I = +Ub / (R_Shunt + R_Ventil) = 4 A.

Messung siehe erstes Bild im Anhang.


Um jetzt mal den Deckel drauf zu bekommen, habe ich als nächstes die 
Schaltung in LTspice nachgebaut (siehe zweites Bild). Dann habe ich mit 
der Induktivität so lange herumprobiert, bis ich in der Simulation die 
200 mV aus der Messung erhalten habe.

Ergebnis: Die Induktivität beträgt dort etwa 2,1 mH (drittes Bild).


Zum Schluss habe ich mir den Strom durch die Spule anzeigen lassen. 
Siehe viertes Bild. Wie man sieht, fällt der Strom durch die Spule auch 
im ausgeschaltetem Zustand kaum ab.

Also: Rätsel gelöst! Vielen, vielen Dank an alle Ratgeber! Ich hab von 
Euch viel gelernt, das war super!


Eine letzte Frage noch: Wie nennt man diese Ansteuerung, bei der der 
Strom nicht auf Null fällt? Sagt man dazu, dass die Spule gesättigt ist? 
Also noch "magnetisiert"?

von Achim S. (Gast)


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Johannes schrieb:
> Sagt man dazu, dass die Spule gesättigt ist?

nein, Sättigung ist etwas anderes. ein passender Name für diesen Modus 
wäre "Normalbetrieb". das Gegenstück dazu, bei dem der Strom in der 
Lücke auf 0 absinkt, wäre diskontinuierlicher oder lückender Betrieb.

Johannes schrieb:
> Erwartet hätte ich aber ungefähr I = +Ub / (R_Shunt + R_Ventil) = 4 A.

du hast einen Tastgrad von ca. 30%, im zeitlichen Mittel liegt also auch 
nur 0,3*UB an.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Achim S. schrieb:
> du hast einen Tastgrad von ca. 30%, im zeitlichen Mittel liegt also auch
> nur 0,3*UB an.

Stimmt, logisch.

Achim S. schrieb:
> nein, Sättigung ist etwas anderes. ein passender Name für diesen Modus
> wäre "Normalbetrieb". das Gegenstück dazu, bei dem der Strom in der
> Lücke auf 0 absinkt, wäre diskontinuierlicher oder lückender Betrieb.

Danke für die Aufklärung!

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