Wie koennte man Femtofarad messen?

Hallo!

Wuesste vielleicht jemand, wie eine Schaltung aussehen könnte, mit der ich Unterschiede im Femtofaradbereich messen koennte? Ziel ist es einfach eine Art kapazitiven Sensor zu erstellen, so dass ich feststellen kann, ob zB jemand durch eine Tür geht an deren beiden Seiten Kupferfolie beklebt ist. Es geht bei dieser Sache eigentlich nur darum die Unterschiede zu messen, nicht aber die absoluten Werte. Es muesste also eine Art Ladungsmessung pro Zeit stattfinden, nur komme ich bei der theoratischen Berechnung auf Groessen, die schnell im Rauschen verschwinden, Aufladungen im Nanosekundenbereich lassen sich nur schwer mit Mikrocontroller-Zählern vermessen.

Ich gehe von der Formel C = I / V/s aus, also wenn ich einen konstanten Strom einpräge wird sich der Kondensator konstant aufladen.

Hat da jemand eine Idee?

Gruss, Christian

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Christian Julius
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Hallo CXhristian,

Christian Julius schrieb:

Wieso? 100 GOhm und 1 fF ergibt eine Zeitkonstante von 0,1ms - das ist doch ohne allzu große Probleme handhabbar?

Es soll hartnäckige Gerüchte geben, die da lauten, dass man auch ohne Mikrocontroller Messtechnik betreiben kann bzw. notfalls etwas analoge Hardware davor schalten kann.

Gruß, V.

--
Volker Staben

Fachhochschule Flensburg - Flensburg University of Applied Sciences
Institut für Elektrische Energiesystemtechnik
Kanzleistraße 91-93       D-24943  Flensburg
T +49-461-805-1392        F +49-461-805-1528
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Volker Staben

r

en

Hallo Christian,

wird das "Messverfahren" nicht stark verf=E4lscht wenn jemand mit=20 aufgeladenen Haaren, mit Kunstoffbekleidung oder isolierten Schuhen da=20 durchgeht - dazu wohl noch abh=E4ngig von Luftfeuchte,=20 Teppichbodensituation, Windverh=E4ltnissen u.=C4.?

Gibt es f=FCr den Einsatzzweck denn keine besseren und bew=E4hrten Method= en=20 dass Du auf unbedingt auf Femtofaradmessungen zur=FCckgreifen musst?

HTH

Bernd Mayer

--=20 Schr=F6der, Zypries, Schmidt - weg damit! usw.

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Bernd Mayer

Christian Julius schrieb:

Hallo,

das ist ziemlich sinnlos Unterschiede von Femtofarad messen zu wollen=20 wenn in Deiner Schaltung dann die Eingangs-, Streu- und=20 Verdrahtungskapazit=E4ten zusammen im Bereich von einigen Picofarad liege= n=20 und nicht konstant sind.

Bye

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Uwe Hercksen

Hallo Christian

es gibt durchaus Meßgeräte, die Auflösungen von 1 fF oder besser erreichen. Ebenfalls gibt es Vierpolkondensatoren als Arbeitsnormale von beispielsweise

100 fF mit Genauigkeiten von 10 hoch minus 4 oder besser. Unter den genannten Bedingungen sind solche Kapazitätsmessgeräte aber weniger geeignet. Die Fragestellung sollte besser lauten: Wie realisiere ich einen kapazitiven Näherungsschalter? Analysiert man jedoch den Verwendungszweck, so bietet sich der Einsatz eines optischen (Reflexlichtschranke) oder akustischen Schalters (Ultraschall-Doppler) an, wie er im Maschinenbau als Bauelement (RS, Farnell) existiert. Recht elegant ist auch die Verwendung eines Unterputz Detektors im Mikrowennbereich. Ein solcher Schalter ist völlig verborgen zu montieren. Der Einfluss der Kupferfolie ist in diesem Fall jedoch fatal. Um die "Dekoration" im vorliegenden Anwendungsfall zu nutzen, könnte die Kapazitätsänderung einer kreisförmigen Elektrode von etwa 10 cm Durchmesser in der Türfüllung ca. 1 m hoch zur Detektion ausgewertet werden. Bewährte Schaltungen (Bausatz bei Pollin, Conrad) beziehen deren Kapazität in die Kreiskapazität eines Schwinkreises (einige kHz) ein und werten den Differenzton nach einer Überlagerung mit einer konstanten Frequenz aus.

Gruß Hans Jürgen

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Hans Jürgen Riehl

Christian Julius schrieb:

Ultraschall, Lichtschranke?

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Wolfgang Hauser

Was ist Mikrowenn? Oder ist's nur ein Vertippsler?

TIA

Helmut Wollmersdorfer

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Helmut Wollmersdorfer

Hallo Helmut,

"Mikrowellenbereich" sollte da eigentlich stehen.

Gruß Hans Jürgen

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Hans Jürgen Riehl

Hallo Christian, | feststellen kann, ob zB jemand durch eine Tür geht an deren beiden

| Hat da jemand eine Idee?

In meiner frühen Jugend hab ich mal was aufgebaut, ich meine in "300 Schaltungen" zu finden, das war ein Näherungssensor, der einen Schwingkreis bei Annäherung verstimmte und mit einem Monoflop das ganze ausgetriggert wurde. Hatte damals auf Anhieb geklappt. Kann also so schwer nicht sein.

MArtin

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Martin Schönegg

Hallo Volker, es soll hartnäckige Gerüchte geben, das man demnächst keine Widerstände mehr kaufen kann, da man diese ja durch programmierbare Mikroprozessoren ersetzen könnte... SCNR Harald

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Harald Wilhelms

Harald Wilhelms schrieb:

schlimme Nachricht. Dann sollten wir uns schnellstens mit ca. 10^12

1R-Widerständen eindecken, damit wir in Zukunft flexibel versorgt sind...

SCNR dto.,

Volker.

--
Volker Staben

Fachhochschule Flensburg - Flensburg University of Applied Sciences
Institut für Elektrische Energiesystemtechnik
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Volker Staben

Interessant in diesem Zusammenhang ist vielleicht auch, das die ersten Entwickler von integrierten OP-Verstärkern erst lernen mussten, das ein Transistor billiger, als ein Widerstand ist. Gruss Harald

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Harald Wilhelms

Das wäre dann ein kapazitiver Nährungsschalter, dafür gibt es Standardschaltungen. IIRC gibt es 2 Funktionsweisen:

- die Frequenzänderung eines Schwingkreises im Vergleich zu einer stabilen Referenz-Frequenz, zB Quarz-Oszillator. Referenzsignal und Meßsignal werden gemischt, kleine Abweichungen in der Frequenz führen zu einem NF-Signal, welches verstärkt und gemessen wird.

- die Änderung der Güte des Schwingkreises durch den dielektrischen Fremdkörper (so kann man Menschen wohl auch beschreiben ) zwischen den Kondensatorplatten. Führt zu einer Änderung der Schwingungsamplitude.

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Dr Engelbert Buxbaum

Hallo, d gibt es noch eine wweitere Möglichkeit, die Fa. Quantum hat die Qprox Serie aufgelegt, diese Chips, basierend auf einem Atmel Core vermessen schlichtweg mit einem Ladungsverstärker die zeitlichen Änderungen der Aufladung ohne auf Schwingkreise zurückgreifen zu müssen. Leider klappt das nur bis 50pf Lastkapazität, da liege ich wesentlich drüber.

Gruss, Christian

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Christian Julius

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