Habt Ihr ne Idee, wie ich Kapazität und Verlustwinkel eines ziemlich kleinen Kondensators (1-10pF, 10Ohm-1MegOhm) mit einem Controller am besten messen kann? (Ganz abgesehen von den andren Problemen, Streukapazitäten etc. ...)
M.
Oszillator ?
Bezogen auf kapazitive Sensoren empfiehlt sich als Literatur: Baxter " Capacitive sensors Design and Applications" IEEE Press 1997
Da gehts typisch um (1-10pF, 10Ohm-1MegOhm)
Bei 1M wärs ja wohl kein Kondensator mehr ...
Ginge in den Bereich "RLC-Meßgeräte". Wenns da wirklich simple-gute-universelle Schaltung gäbe wäre die in billigen derartigen Meßgeräten aufgetaucht.
MfG JRD
Der Bereich bis 1M ist was extrem. Entweder wie Rafael schrieb ein Oszillator. Oder:
Meine bevorzugte Methode waere ein Sweep, da billig : Man baut einen Schwingkreis mit einer bekannten Induktivitaet auf. Nur die Spule davon ist im Messgeraet, den Kondensator stellt Dein Messobjekt dar. Die unbekannte Kapazitaet bestimmt dann die Resonanzfrequenz. Jetzt faehrt man den mit einem PLL-gesteuerten Oszillator durch. Hinten dran sitz ein MMIC oder sonstwas das dann ueber einen Widerstand den Schwingkreis ansteuert. Ein simpler Pegelmesser (RSSI aus HF Chip oder so, muesste man sehen was geht und wenig kostet) richtet gleich und der uC macht beim Durchfahren die Pegel "aktenkundig". Nun hat man Resonanz und Guete, was auf Kapazitaet und Verlust schliessen laesst. Die Guete der Spule hatte man natuerlich vorher mit einem fast idealen Kondensator erfasst. Der Rest ist "bloss Software" ...
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Matthias Weingart schrieb:
Wpielt Geld eine Rolle? Evtl. kannst du mit etwas wie dem AD5933 was anfangen - ein Single-Chip-Impedance Analyzer.
Damit will ich mir schon lang ein RLC-Meter bauen...
-- Gruesse, Stephan
Stephan Urban :
Interessantes Teil, damit kann man ja sogar Frequenz-Sweeps fahren.
Danke. M.
Joerg :
Im einfachsten Fall: Diode + Kondensator vor dem ADC ;-). Mhh weiss noch nicht mal, ob der C da nicht auch noch frequenzabhängig ist.
M.
Geht schon, aber nicht zuviel Amplitude benutzen sonst kommt der RegTP VW-Bus mit dem Hirschgeweih drauf :-)
Bei geringerer Amplitude kannst Du eine Doppeldiode nehmen und die zweite zur Kompensation der Temperaturdrift benutzen.
Dann wird es eine Stufe kniffliger. Prinzipiell koenntest Du den Schwingkreis mit einigen nahezu verlustlosen Kondensatoren eichen, oder mit welchen wo der Verlustfaktor per HP4191 oder aehnlichem vermessen wurde und damit bekannt ist. Nun beim Messen auf Resonanz gehen oder einen Oszillator a la Rafael bauen, Frequenz bestimmen -> uC berechnet daraus die Kapazitaet. Dann Amplitude messen -> uC berechnet den Verlustfaktor. Der Schwingkreis muss ueber einen Serienwiderstand angeschlossen sein damit sich ein Spannungsteiler ergibt.
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Matthias Weingartschrieb: "
Noch ein Vorschlag. Vorrausgesetzt, dass eine genaue Taktquelle vorhanden ist (z.B. OCXO aus einem Frequenzzähler, oder GPS Empfänger o.ä.) diese mit dem Controller messen (1. Timer als Zähler, 2. Timer zur Tor-Steuerung). Dann die unbekannte Kapazität parallel zur Kapazität des Quarzoszillator des Controllers schalten (Collpits-Oszillator) und die Referenz-Frequenz noch einmal messen. Durch die unbekannte Kapazität wird der Quarzoszillator gezogen, was zu einem anderen Messergebnis führt.
Was den Verlustwinkel betrifft, da kenn ich aber auch nur die Möglichkeit über einen Detektor die Spannung zu messen ...
Dirk
Dirk Ruth :
Mhh, naja es gibt ja (Kompensations-)Messbrücken. Schwierigkeit besteht darin, die verstellbaren Bauteile (Luftkondensator und Widerstand) reproduzierbar und möglichst genau durch den uC zu verstellen (mittlerweile hat sich herausgestellt, dass ich am liebsten auch im GHz-Bereich messen sollen will ;-).
M.
Hallo Matthias,
Das liegt in Deinem Fall sogar sehr nahe. Das Prüfteil als Abschluß an eine Leitung und dann die Reflektion, Fehlanpassung oder was auch immer auswerten.
Marte
Moin,
Am 27.08.10 14.40, schrieb Matthias Weingart:
vielleicht schon lange überholt, aber heute morgen ist mir spontan der Name des Herstellers wieder eingefallen, nach dem ich im Hirn lange vergeblich gekramt hatte...
Kapazitive Messtechnik kleiner Kapazitäten ist ein echtes Problem. "Ich stricke mal eben irgendetwas um einen Controller herum" liefert Hausnummern. Man benötigt
der im benötigten Umfang unbeeinflusst von unvermeidbaren Streukapazitäten ist. Soweit ich mich erinnere, könnte das Messprinzip der Brücken von Andeen-Hagerling, z.B.
für die Anforderungen einen Blick wert sein. Bis GHz gehen die Geräte allerdings nicht. Und so ganz preiswert sind sie auch nicht ;-)
Volker.
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