Es geht darum, dass ich für einen kapazitiven Sensor, der den Füllstand einer Tintenflüssigkeit messen soll, mal die Permittivität der Tinte ermitteln wollte. Nun ging ich von epsilon r = Ctinte/Cluft aus (bzw. Cvakuum), und habe mal so ne Probemessung mit Luft und Wasser gemacht (epsilon_r etwa 80), nun habe ich bei C_luft mit einem CLR-MEssgerät einen Wert von etwa 6 pF (1mm Abstand der Elektrodenplatten) gemessen, der auch soweit passt zu dem errechneten wert, aber kaum stecke ich die Elektroden ins Wasser, messe ich nicht 6pF mal 80 sondern über 300nF, was ja bedeuten würde, dass epsilon_wasser bei knapp 50.000 liegen würde, was natürlich einige Dimensionen über dem erwarteten Wert ist (und ich bezweifele jetzt, dass ich das perfekte Dielektrikum entdeckt habe :-)) (ein kleinerer Abstand der Platten als 1 mm ist aufgrund der Viskosität nicht so einfach realisierbar). So nun zu den Fragen: Gibt es womöglich eine ganz andere Strategie zur Ermittlung der Permittivität? Vielleicht sogar irgendein fertiges Messgerät? Wenn mir jemand helfen könnte, wäre das großartig! Danke Sergej
Die Leitfaehighkeit sollte natuerlich Null sein. Erreichbar indem man grosse Keramik Caps in Serie setzt. zB 10uF Die Spannung muss natuerlcih viel kleiner wie Elelktrolysespannungen sein.
:
Bearbeitet durch User
Sergej Pauli schrieb: > aber kaum stecke ich die Elektroden ins Wasser Die müssen natürlich isoliert sein, sonst misst du vorwiegend den Leitwert. Georg
Georg schrieb: > Die müssen natürlich isoliert sein, sonst misst du vorwiegend den > Leitwert. Hallo Georg, das hört sich gut an, das wärde ich mal verändern müssen, Jetzt Nicht schrieb: > grosse Keramik Caps in Serie setzt. zB 10uF Hallo JetztNicht, hier musst du mir auf die Sprünge helfen, erstens was du mit Keramik Caps meinst, und warum die in Serie geschaltet werden sollen, da dass ja die Gesamtkapazität verringern würde. Gruß
Man gibt eine Sinus Spannung an einen Plattenkondensator mit dem unbekannten Epsilon, und misst den Strom. Diesen Strom multipliziert man mit dem 90 Grad versetzten Sinus und integriert diesen über eine Periode. Auf diese Art kann man die die ohmsche Leitfähigkeit der Flüssigkeit herausrechnen. Ein Messgerät, das auf dieser Basis arbeitet wird als Lock-in Verstärker bezeichnet. Falls Du mit einem Mikrocontroller umgehen kannst, nimm den Arduino Due, da dieser AD und DA Wandler hat. Man nehme dazu 2 OPVs, einen als Endstufe, den anderen als Transimpedanz-Verstärker.
Bei einer Serienschaltung von zwei Caps gewinnt der Kleinere. zB 6pF + 10uF sind immer noch 6pF
Bei vielen Flüssigkeiten ist die Leitfähigkeit gut, deswegen ist dem C ein Leitwert G parallel geschaltet, sodass die Messung von C gestört wird. Die Ionen in der Flüssigkeit die für ihre Leitfähigkeit verantwortlich sind, bewegen sich aber nur langsam, sind also bei DC oder tiefen Frequenzen wirksam und nicht mehr bei Frequenzen im kHz-Gebiet. Man soll also C mit Wechselspannung oberhalb zB. 100 Hz messen. Elektrolyse an den Elektoden der Messzelle würde zur Isolierschichtbildung führen und die Messung stören. Um dies zu verhindern sollte ein Kondensator in reihe zur Messzelle geschaltet sein, dessen Kapazität ein Mehrfaches der Messzelle beträgt. Die oben genannte Kapazität im µF-Bereich ist eigentlich viel zu groß. Einige -zig nF oder 100 nF müssten völlig reichen.
Die Leitfähigkeit beim Wasser stört die Messung. Umgehen kann man das durch die oben schon genannte Trennung über die Phase. Damit die Leitfähigkeit nicht zu sehr dominiert muss man ggf. zu höheren Frequenzen ausweichen - die DK ist aber auch Frequenzabhängig lässt sich also nicht so ohne weiteres von 100 Hz in den GHz Bereich übertragen.
Vielen Dank für die zahlreichen Hinweise, ich werde die vorgeschlagenen Änderungen mal ausprobieren und ggf. mich wiedermelden
wollte noch kurz sagen, dass nachdem ich die Kathoden isoliert bekommen habe, ich bei vielen vergleichsmessungen wie wasser, öl usw. gute Werte bekommen habe. Der Wert der Tinte scheint auch realistisch zu sein, ein Problem hatte ich mit Brennspiritus, hier bekomme ich immer noch ein epsilon r von etwa 75 (literaturwert höchstens 25...) es ist halt "nur" ne 95prozentige Lösung, vielleicht liegt es ja daran.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.