Hallo, ich hätte mal eine Frage: Wenn ich eine Kapazität messen möchte, dann ist ein bewährtes Verfahren ja die Verstimmung eines Resonanzkreises zu erfassen. Dies setzt voraus, dass man zunächst mal einen abgestimmten Resonanzkreis besitzt und nun die zu messende Kapazität dort mit ran klemmt. Die Resonanzlage verschiebt sich infolgedessen und die Anzahl an Schwingungen pro Sekunde ändert sich ebenfalls. Die Schwingungen pro Sekunde werden gezählt und durch den Vergleich mit der Kalibrierung auf die neue Kapazität geschlossen. Nun die eigentliche Frage: Wieviel größer darf die Referenzkapazität im Verhältnis zu der zu messenden Kapazität sein, damit diese noch sinnvoll detektiert werden kann? mfg
> Wieviel größer darf die Referenzkapazität im Verhältnis zu der zu > messenden Kapazität sein, damit diese noch sinnvoll detektiert werden > kann? Man kann Frequenzen sehr genau erfassen, insbesondere im kurzzeitstabilen Vergleich. 8 Stellen sind kein Problem, eine Kapazitätserhöhung um 1/100000000 ist sogar mit Hobbymitteln erkennbar. Allerdings ist "Detektion" nicht alles, beim Messen möchte man auch genau wissen was rauskommt.
ok, wie sieht es denn mit der Schwingkreisfrequenz bzw. Anregung aus? Mein Controller wird nicht mehr als 8MHz Taktfrequenz verarbeiten können, d.h. sinnvoll dürfte der LC Schwingkreis wohl mit nicht mehr als 100kHz schwingen, damit der Controller die Impulse zählen kann... ...ist dies richtig?
> ...ist dies richtig?
Natürlich hängt die Frequenz von der Geschwindigkeit deiner Auswertung
ab.
Wird die Frequenz zu langsam und die Messdauer damit zu lang, muss man
die temporäre Stabilität von Quartz und Kondensator (z.B. auf
Temperaturänderungen) beachten.
Also wie weit komme ich denn mit einem 8MHz Controller runter? Ich denke mal da ist bei ca. 50kHz bis 100kHz Zählrate Schluss. Als Spule nehme ich mal fix 50mH an. Das würde also bedeuten, wenn ich 100 Picofarad als Referenz nehme, würde mein C-Meter unbelastet nach einer Sekunde einen Zählerstand von 71176 erreichen. Ich denke, dies könnte mit 8MHz noch gerade so gezählt werden. Wenn ich nun eine Kapazität von 1pF zu meiner Referenz parallel schalte, und die Schaltung nun wieder in ihrer Resonanz schwingt, käme ich auf 70823 Counts. Die Differenz läge also bei 352 Counts oder umgekehrt ausgedrückt entspricht die Count-Differenz von "1" genau 2,84fF. genutzte Formel (1/(2pi*sqrt(LC)) Ist das soweit korrekt?
50mH und 100pF erscheint mir eine ungünstige Kombination, und ich komme nicht drauf, wie du zu deinen angeblich maximalen Zählwerten kommst.
Hallo "Cap und Capper" Zählen der Messfrequenz Über eine bestimmte Zeitdauer (Torzeit) hinweg werden die Anzahl Schwingungen des LC-Kreises gezählt. Diese Methode ist für hohe Frequenzen (kleine Werte von L, bzw. C) geeignet Dabei spielt fosc Deines µC hinsichtlich des Bereitstellens der Torzeit - außer deren Genauigkeit - prinzipiell keine Rolle. (1s/Torzeit) * Impulszahl = f(Hz). Messen der Periodendauer Du leitest z.B. aus der ansteigenden Flanke des 1. Impulses den Start für die Torzeit ab und misst die Zeit bis zum Auftreten der nächsten ansteigenden Flanke. Die Anzahl der Impulse welche Du mittels fosc Deines µC während dieser Torzeit zählen kannst, ist wiederum das Maß für die Frequenz. Auch hier spielt fosc des µC grundsätzlich keine ausschlaggebende Rolle sofern diese nicht so gering ist das nur wenige Schwingungen gezählt werden können. Größe der Referenzinduktivität/ -kapazität im Schwingkreis Allgemein werden so 68-100µH und 1000pf verwendet. Schau Dich einfach mal bei den Schaltplänen für LC-Meter (g__geln) um. mfG Ottmar
Abgesehen von einigen schlauen Hintergedanken wurde bisher nicht so recht auf deine anfängliche Frage eingegangen. Bleib doch erst mal beim Messprinzip! Danach kann man sich über die möglichen Frequenzen (was kann man mit einem µC erfassen) und weitere zu beachtende Sachen (schwingt der Schwingkreis noch?) unterhalten. Also: - Wieviel größer darf die Referenzkapazität im Verhältnis zu - der zu messenden Kapazität sein, damit diese noch sinnvoll - detektiert werden kann? Nehmen wir mal an, du hast einen Schwingkreis aus L_ref und C_ref. Es ergibt sich eine Schwingfrequenz von F_ref. Jetzt schaltest du deinen C_x dazu parallel. Die Frequenz verringert sich in erster Näherung (!) auf den Wert F_x = F_ref / WURZEL(C_ref + C_x). Nun rechne mal ein paar Beispiele in einer Tabellen- kalkulation durch, um ein "Gefühl dafür" zu bekommen.
Zum einen hängt die Schwingfähigkeit des Oszillators von den Qs der beteiligten Bauelemente ab, zum anderen hat bereits die einzelne Spule einen parasitären Kondensator.
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