WESOŁYCH ŚWIAT ŻYCZY EKIPA FORUM

Obrazek

Przypominam sponsorom reklam o deklaracjach dotyczących zlotu 2019.
CYKLONEBIKE, ELEKTRO-BIKES zaliczone do dalszej promocji :)
Sponsorowanie zlotu: 77 1140 2004 0000 3202 7681 5636 z nickiem forumowym i dopiskiem "darowizna".

Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Dział zawiera dane techniczne oraz informacje o ładowaniu akumulatorów litowych i ich pochodnych
ODPOWIEDZ
plastikowy
Posty: 37
Rejestracja: 06 mar 2019, 14:38

Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: plastikowy » 08 kwie 2019, 16:37

Cześć!
chciałbym Was zaprosić do rozmowy na temat pomiarów rezystancji/impedancji wewnętrznej ogniwa.

najczęściej spotykam się w opisach z metodą,
w której używa się obciążenia w postaci rezystora, gdzie
mierzymy napięcie ogniwa bez obciążenia i pod obciążeniem;
różnica napięć dzielona przez prąd daje nam oporność

co wpływa na jakość pomiaru tą metodą?
- dokładność pomiaru np. multimetru
- dokładność rezystora
- jakość styku
- wielkość rezystora, czyli właściwie prąd rozładowywania
- stan naładowania, czyli napięcie ogniwa
- temperatura otoczenia i ogniwa

powyższe sprawy wymagają omówienia i tak:

temperatury - czyli jak w większości pomiarów urządzeń elektronicznych -
mierzymy w temp. 20 stopni C
pamiętamy,że wraz ze wzrostem temperatury badanego ogniwa, jego RW maleje.

kwestia dokładności pomiaru - tu zdaje się,
że dwa miejsca po przecinku na multimetrze to za mało
a rezystor np. 1-2% ale jeśli się porównuje tylko ogniwa do siebie to myślę,
że błąd pomiarowy się powtarza tak samo więc można go trochę pominąć

ale już stan naładowania ma znaczenie - im bliżej stanu rozładowania tym większa RW
zakładamy normatywne 3,7 V

a prąd rozładowywania wyznaczony przez rezystor ?
często bada się prądem 1A, ale trzeba pamiętać, że RW jest zależna od obciążenia i
zbyt mocno obciążone ogniwo pokaże np. 3x większy wynik

jakość styku - tu w praktyce bywa ciężko
najlepiej odtłuścić, przetrzeć lekko tlenek na powierzchni
mocny docisk itp.
(ja miałem problem z pomiarami przez pozostałości kleju na ogniwach depakietowanych)


Tu jeszcze chwilę poświęciłbym ocenie samej metody

- wraz z czasem trwania pomiaru napięcie baterii szybko maleje w szczególności
przy dużych prądach ciężko jest jednoznacznie stwierdzić do jakiej wartości spadło napięcie
bo z każdą sekunda ono maleje,
przy prądzie 5A dokładność pomiaru z tym związana spada do ±1 mΩ'

- przykładając opornik do układu mierzymy niejako dwa stany ogniwa:
bez jakiegokolwiek przepływu prądu i z przepływem , to jest porównywanie do siebie
dwóch innych układów; dlatego istnieje trochę lepsza metoda
załączania dwóch obciążeń najpierw pomiar przy małym obciążeniu a następnie
dodanie kolejnego i ponowny pomiar -
taki wynik będzie bliższy prawdzie

plastikowy
Posty: 37
Rejestracja: 06 mar 2019, 14:38

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: plastikowy » 08 kwie 2019, 16:38

Teraz druga metoda : pomiar prądem zmiennym

Sygnał z generatora napięcia przemiennego o funkcji sinusoidalnej o częstotliwości 1kHz
podłączamy w szereg z rezystorem, badaną baterią i kondensatorem.
Rezystor - jest punktem odniesienia dla ogniwa
a kondensator eliminuje składową stałą z baterii.
Podłączamy multimetr będący w stanie odczytać napięcie AC na poziomie mΩ
zmierzony spadek na ogniwie dzielimy przez spadek na rezystorze a wartość
mnożymy razy wartość rezystora.

układ jest opisany na stronie
https://lygte-info.dk/info/Internal%20i ... %20UK.html

co ważne pomiar nie obciąża badanej baterii co jest wygodne, lecz
otrzymana w ten sposób informacja znacznie różni się od metody z poprzedniego posta;
wyniki zebrane tymi sposobami będą od siebie różne.

czy metoda AC 1000Hz jest odpowiednia dla selekcjonowania ogniw dla e-bajków ?

plastikowy
Posty: 37
Rejestracja: 06 mar 2019, 14:38

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: plastikowy » 08 kwie 2019, 16:42

teraz trochę mojej praktyki z metodą AC 1000Hz

posiadam Generator KABiD ZOPAN PW-14
najważniejsza informacja to impedancja wyjścia 600Ω -
za mało by obciążyć go rezystorem np.0,5Ω i mierzyć
spadki na ogniwie, bo z trudem sięgnęłyby 1mV
(ogniwo testowane VTC5 o RW podanym przez producenta na poziomie 20mΩ)

początkowo podjąłem próbę z wtórnikiem emiterowym na tranzystorze
ale to też nie dało rady

ostatecznie zastosowałem wzmacniacz prądowy w konstrukcji symetrycznej -
znany z forów audio Symasym, bez kondensatorów na wyjściu ;
końcówka mocy posiada potencjometr na wejściu co daje
precyzyjną możliwość regulacji sygnału wyjściowego.

za obciążenie referencyjne służy opornik dekadowy o dużej dokładności

dla przybliżenia wartości napięć i prądów stosuję model komputerowy układu
w programie LTSpice, nie jestem elektronikiem więc tak sobie ułatwiam życie

pomiarów dokonuje Multimetrem UNI-T UT61E

napotkałem na problem i póki co nie rozumiem co się dzieje:

Na wyjściu wzmacniacza mam AC 1000Hz 2V RMS
spadek napięcia na R1=0.1Ω to 60.7 mV
spadek napięcia ogniwa VTC5 powinien wynosić ok. 12mV

ale pomiar wynosi 5.3mV i nie zmienia się bez względu na to
jakie będzie napięcie zasilania czy rezystor referencyjny
zawsze jest ok. 5.3 mV

nawet jak przyłożę multimetr tak jak na rysunku
czyli powinna być suma R1+RW, nadal urządzenie wskazuje 5.3mV
zamiast 72.7 mV

zmieniałem też wartość rezystora R1 na 1Ω by przejść
na inny zakres pomiarowy miernika czyli z mV na V
i tam rezystancja R1+Rw zdaje się sumować ale pływa mocno i
nie da rady dokładnie powiedzieć odejmując pomiar R1 ile ma Rw ...

w skrócie nie mogę zmierzyć spadku na samej baterii bo
zawsze jest ten sam wynik, co może być nie tak ?

mierząc spadek na ogniwie mierzę sygnał AC nałożony na DC V=4.185V
każdy miernik nawet bez TrueRMS powinien zmierzyć sinus...
u Lygte to działa
sprawdzić oscyloskopem ?
Załączniki
schemat_ac.jpg

Awatar użytkownika
WojtekErnest
Posty: 1174
Rejestracja: 02 maja 2017, 20:52
Lokalizacja: Warszawa

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: WojtekErnest » 08 kwie 2019, 20:27

Od kilku lat część ogniw mierzyłem metodą DC i wyrywkowo miernikiem AC.
Pomiar DC na którym dość długo opierałem zgrubną diagnozę ogniw był prowadzony
z rezystorem 10 ohm 1% o mocy 10W (z radiatorem) a samo ogniwo było wkładane w prosty
uchwyt z ostrą mosięzną śrubą, którą dokręcałem do minusa aku.
Pomiar wykonywany był najczęściej gdy ogniwa były podładowane czyli miały 3,8-4V.
Taki pomiar był względnie powtarzalny i bezinwazyjny, czyli bez lutowania styków.
Miernik z 3 cyframi po przecinku.

Pomiar z uzyciem popularnych podstawek do ogniw 18650, nawet tych z mocnymi spręzystymi
stykami, dawał zbyt zawyżony wynik.

Równolegle od lat mam ładowarkę OPUS, która ma pomiar RW, ale jak wiadomo z uwagi
na rodzaj styku, ten pomiar jest mało powtarzalny, zawyżony i zbyt zależny od czystości
styku. Zrobiłem rodzaj makiety aku z srebrzonymi zakończeniami i grubymi kablami do pomiarów
ogniw które miały blaszki, były lutowane itp. Ale to nadal było zbyt przypadkowe.

Od kliku miesięcy uzywam ładowarki ISDT model iSDT Q6 lite 200W 8A która ma przydatną funkcję
pomiaru RW podczas ŁADOWANIA/Balansowania pakietu. Czyli pomiar jest wykonywany na każdym segmencie S,
no i jest mozliwy w pakiecie który ma wiele ogniw równoległych.
Czyli to przy okazji taki zgrubny pomiar zarówno ogniw jak i połączeń wewnątrz pakietu.
Kilka lat tem korzystałem wyrywkowo z pomiaru AC, miernikiem fabrycznym na oko kilku(nasto) letnim.
Jego konstrukcja miała poza wzmacniaczem AC jakis układ rezonansowy, który miał poprawiac dokładność
pomiaru i lepiej kwalifikować ogniwa, ich konstrukcję i impedancję.

Wnioski z tego okresu w którym miałem słabe ogniwa, były podobne jak dzisiaj, łatwo i szybko selekcjonujemy
ogniwa ale porównanie do pomiaru DC dyskusyjne.

Obecnie, od kilku tyg mam swój prosty i popularny mierniczek SM8124A z 4-ro przewodowymi spręzynującymi stykami.

Parę wyrywkowych wyników porównanwczych (bo nie mam obecnie czasu na systematyczne 'laboratoryjne' pomiary)

TYP AC DC-10 OPUS
A .. 12 37 45
B .. 15 46 60
C .. 22 XX 52
D .. 23,8 XX 56
E .. 25 51 61
F .. 28 XX 64
G .. 30 XX 66
H .. 33 XX 70

TYP - to umowny rodzaj lub egz ogniwa (celowo nie podaję modeli aku...)
AC - RW przy miernika SM8124A
DC-10 RW metoda DC z rezystorem 10 Ohm
OPUS pomiar RW ładowarką OPUS
XX brak pomiaru
Jak widać przy ogniwach o b.małym RW-AC <20 mohm, wynik RW-DC jest około 3-krotnie gorszy
Przy ogniwach średnich czyli 20-30 mOhm wynik RW-DC jest 'jedynie' dwukrotnie gorszy.
Pomiar OPUS mimo że niepowtarzalny, pozwala na wstępne grupowanie ogniw - szczególnie wtedy
gdy ogniwa sa tego samego typu. Ale miałem przypadki gdy podobny wynik AC ogniw róznych firm
dawał rózne wyniki na OPUS.
Wynik AC z róznicą 1-2 mOhm daje najczęściej różnice w pomiarze DC 3-7 mOhm, a OPUS jeszcze więcej.

Z jednej strony pomiar AC, zgodny z danymi producentów ogniw jest atrakcyjny, bo pozwala się odnieść porównawczo
do posiadanych ogniw jest wygodny i szybki. Z drugiej strony, pomiar DC, to ważny parametr eksploatacyjny, bo
pozwala na pomiar i obserwcję ogniwa oraz pakietu pod dowolnym obciązeniem, a w tym reakcję na podwyższoną temperaturę oraz
co nie mniej ważne, jakość swojego (lub obcego) sposobu łączenia ogniw w pakiet.

Po niedawnym spotkaniu (w W-wie) mieliśmy okazję przemierzyć moim miernikiem > 200 szt, wprawdzie były tego samego typu ale i
tak, widać było różnice, które pozwalają na grupowanie ogniw na największe podobieństwo RW. Tym bardziej, że większość tych ogniw
było starannie zmierzone innymi metodami i możemy porównywać wyniki. Wnioski podobne do wcześniej przedstawionych.

Ps. Wiem że kilku kolegów zdecydowało się na zakup takiego miernika, więc doświadczenie grupowe będzie rosło.
Załączniki
RW-meter-1.JPG
Wcześniej : Pomógł 67 razy, postów 3,1+ tys. - wiadomo gdzie ...:-)

Awatar użytkownika
JerzyZ
Posty: 19
Rejestracja: 18 lut 2018, 21:55
Lokalizacja: Warszawa - Ursynów

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: JerzyZ » 09 kwie 2019, 10:05

Czekam na dostawę SM8124A, ale to jeszcze potrwa...
Czytając post Wojtka przyszło mi do głowy coś takiego:
Gdyby do badanego ogniwa dołączyć szeregowo mały opornik o znanej wartości, to chyba pomiar powinien dać sumę uprzednio zmierzonej Rw i tego opornika? To by potwierdziło wiarygodność danej metody pomiaru.

Awatar użytkownika
WojtekErnest
Posty: 1174
Rejestracja: 02 maja 2017, 20:52
Lokalizacja: Warszawa

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: WojtekErnest » 09 kwie 2019, 12:53

JerzyZ pisze:
09 kwie 2019, 10:05

Gdyby do badanego ogniwa dołączyć szeregowo mały opornik o znanej wartości, to chyba pomiar powinien dać sumę uprzednio zmierzonej Rw i tego opornika? To by potwierdziło wiarygodność danej metody pomiaru.
Trochę nie rozumiem celu ... Bo (obecnie) do aku dołączasz opornik (obciązenie) o znanej wartość i z niską tolerancją oraz współczynnikiem temperaturowym.
RW wyliczasz ze znanego wzoru.

R = {Upocz \U_obc} x -1)
-------------------
R_obciazenia

Chcesz dodać jeszcze jeden opornik ? Czyli gdy obecnie mam 10 Ohm, to ZAMIAST niego dajemy 5 + 5 Ohm lub inaczej 2+8 Ohm i mierzymy
na jednym z nich napięcie ?
Wynik musi być identyczny, z uwzględnieniem ew błędów pomiaru i sum rezystorów.
Przynajmniej dla mnie nic nowego się nie dowiemy.
Wcześniej : Pomógł 67 razy, postów 3,1+ tys. - wiadomo gdzie ...:-)

Awatar użytkownika
JerzyZ
Posty: 19
Rejestracja: 18 lut 2018, 21:55
Lokalizacja: Warszawa - Ursynów

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: JerzyZ » 09 kwie 2019, 16:09

Powtórzę to, co napisałem: chodzi o potwierdzenie wiarygodności pomiaru Rw.
Z Twojej tabelki wynika, że różne metody dają różne wyniki, ale nadal nie wiadomo, które są poprawne.
Jeżeli przy pomiarze (jakąkolwiek metodą) otrzymam Rw np. 40mR (miliomów), a po dołączeniu SZEREGOWO opornika 20mR otrzymam wynik 60mR - to się ucieszę że moja metoda pomiaru jest wiarygodna.
Jeżeli natomiast zamiast 60 otrzymam inną wartość, to będę miał problem, jak to wytłumaczyć.

Awatar użytkownika
WojtekErnest
Posty: 1174
Rejestracja: 02 maja 2017, 20:52
Lokalizacja: Warszawa

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: WojtekErnest » 09 kwie 2019, 17:37

Problemem Twojej propozycji jest to ze chcesz operowac na b.malych rezystancjach. Czyli rezystor 20 mOhm (jesli taki jest w handlu) + kolejne styki/polaczenia a nastepnie b.niskie napięcie na takim szeregowym rezystorze, zapewne da przypadkowy wynik. No ale próbuj. :-)
Te roznice sa z powodow:
- jakość stykow, docisk zamiast igiel, polaczenia drukowane w uniwersalnych miernikach
- brak pomiaru 4 przewodowego
- pomieszanie RW ogniwa z utratą pojemnosci przy obciazeniu duzym prądem.
Wcześniej : Pomógł 67 razy, postów 3,1+ tys. - wiadomo gdzie ...:-)

Awatar użytkownika
JerzyZ
Posty: 19
Rejestracja: 18 lut 2018, 21:55
Lokalizacja: Warszawa - Ursynów

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: JerzyZ » 09 kwie 2019, 20:57

Problemem nie tyle mojej propozycji, lecz ogólnie pomiaru Rw jest operowanie na małych rezystancjach.
Mały opornik potrafi zrobić każdy, podobnie jak każdy potrafi zrobić bezoporowe połączenie między biegunem ogniwa i dodatkowym rezystorem.
Na wszelki wypadek dodam, że nie mam zamiaru powtarzać opisanej procedury przy każdym pomiarze tysiąca ogniw, a jedynie raz (kilka razy?) - w celu, powtórzę, oceny rzetelności miernika.

plastikowy
Posty: 37
Rejestracja: 06 mar 2019, 14:38

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: plastikowy » 10 kwie 2019, 15:35

Ja myślałem, że uda się zrobić w miarę prosto urządzenie pomiarowe AC, które byłoby alternatywą dla pomiaru DC.
Wzmacniacz audio ma chyba każdy, generator sinus też łatwo pozyskać, mają go nawet niektóre multimetry np. Aneng 8008, reszta w sklepie z elektroniką ... wydaje mi się, że układ jest mniej czuły na jakość styku bo nie płynie prąd ogniwa.
Jednak zdaje się, że trzeba mieć miernik z funkcją AC+DC - TrueRMS to za mało.
Póki co nie próbowałem z oscyloskopem , bo mam starszy analogowy i będzie rzeźba z odczytem precyzyjnych wartości.
Autor strony Lygte używa wysokich Fluke'ów i tam jest wszystko, więc mógł mierzyć spadek wartości napięcia zmiennego na ogniwie.
Teraz podłączyłem samą baterię i kondensator w szereg do generatora i nie da rady zmierzyć spadku AC przykładając sondy do krańców baterii ...
póki co mój misterny plan się nie sprawdził

Awatar użytkownika
WojtekErnest
Posty: 1174
Rejestracja: 02 maja 2017, 20:52
Lokalizacja: Warszawa

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: WojtekErnest » 10 kwie 2019, 17:23

Kilka lat temu tez mialem plan miernika AC DIY :-) Ale juz dawno pozbylem się przyrzadow które by się do tego przydaly. Zakladalem pomiar napięcia AC miernikiem analogowym meratronik V640, ktory jak sadzę by się do tego nadawal. No ale w XXI wieku i prostych i tanich gotowcach z Chin, zmienił sie sens takich działań.
Wcześniej : Pomógł 67 razy, postów 3,1+ tys. - wiadomo gdzie ...:-)

plastikowy
Posty: 37
Rejestracja: 06 mar 2019, 14:38

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: plastikowy » 10 kwie 2019, 17:54

Chciałem poruszyć jeszcze jedna kwestię -
na tej stronie są opisane różne metody pomiaru
https://batteryuniversity.com/learn/art ... resistance
m.in. podejmowana jest kwestia
wyboru rodzaju pomiaru do zastosowania.
sugerują iż pomiar AC daje informację bardziej użyteczną w odbiornikach cyfrowych czyli telefony laptopy itp.
a pomiar DC tam gdzie odbiornik przyjmuje prąd stały...
Jak to się w naszym przypadku ?
ja np. mam sterownik KT36/48SVPRCL, 36-48V, 30A (sinus) ; tak intuicyjnie to bym go zakwalifikował jako urządzenie elektroniczne,
z kolei te nie działają na dużych prądach tak jak e-bajki ...

Awatar użytkownika
JerzyZ
Posty: 19
Rejestracja: 18 lut 2018, 21:55
Lokalizacja: Warszawa - Ursynów

Re: Pomiar rezystancji i impedancji wewnętrznej

Post autor: JerzyZ » 17 kwie 2019, 14:57

:D Otrzymałem SM8124A po miesiącu od zamówienia, czyli jak na zakupy w Aliexpress całkiem nieźle. Przy okazji ciekawostka: przesyłka "wyszła" z PP Komorniki P204 (ul. Polna 120, 62-056 Komorniki), czyli pojawił się nowy pośrednik w UE, tym razem w Polsce.
Sondy miernika są połączone z korpusem czterema przewodami, które krzyżują się w małym czarnym pudełeczku. Wadą jest to, że owo pudełeczko jest zbyt odsunięte od korpusu miernika. Trzeba więc rozpiąć je końcem noża, i przesunąć w stronę korpusu. Pomiar ogniw 18650 staje się wygodniejszy.

Pierwsze pomiary dają dobrą powtarzalność wyników. Mam nadzieję, że to nie jest tak jak w mojej wadze łazienkowej, która chyba ma wbudowaną pamięć. :lol:

ODPOWIEDZ