Hallo, für einen Versuch hätten wir einen kapazitiven Sensor (zwei Platten, mehrere pF), dessen Kapazität sich ändert. Die Kapazität selber ist mir egal, ich brauche nur die Änderung der Kapazität in Form einer Spannung. Die Änderung des Sensors ist etwa Sinusförmig (zw. 100 und 400 kHz) und die Frequenz ist bekannt. Funktioniert es, wenn ich einfach einen zweiten Kondensator mit dem Sensor in Reihe Schalte (etwa gleiche Größenordnung wie der Sensor), eine Gleichspannung an diese anlege und zwischen den Kondensatoren die Spannung abgreife (kapazitiver Spannungsteiler)? Das ganze soll dann mit der bekannten Frequenz digital demoduliert werden. Die Änderung der Kapazität rührt von einer Änderung der Überlappung beider Platten (dieser hat eine µm² Fläche und einen Abstand von etwa 1µm). Es ist also eine Art Positionssensor. Funktioniert die Auswertung so einfach? Sollte ich einen bestimmten Kondensator hierfür nutzen? Oder kann das so nicht funktionieren? Vielen Danke
Sollte es nicht genügen, die erreichte Spannung zu messen, lädt man den Kondensator wieder und wieder mit einer vorgegebenen/ bekannten Spannung? Hat er mehr Kapazität, ist die erreichte Spannung kleiner, da Ladung entsteht – eine Kapazitätsmessvorrichtung. Abhängig von der kleinsten zu messenden Kapazität muss die Messschaltung schnell genug sein. Geht sogar mit einer Menge Arduino-Beispielen und kapazitiven Schaltern.
Das geht bei konstanten Kapazitäten. Meine ist dynamisch (wie gesagt, schwingt zwischen 100 kHz - 400 kHz)
Gerald G. schrieb: > Die Kapazität selber ist mir > egal, ich brauche nur die Änderung der Kapazität in Form einer Spannung. Prinzip Kondensatormikrofon? https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensatormikrofon#Niederfrequenz-Schaltung
Wenn Wechselspanung möglich ist, dann: Wien-Brücke https://de.wikipedia.org/wiki/Wechselspannungsbr%C3%BCcke
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Der Wiz ist ja, dass der Kondensator so seine eigene Wechselspannung produzieren würde (siehe Anhang)
Für den kapazitiven Valvo-Feuchtesensor gab es eine simple Applikation: https://web.archive.org/web/20060618143150/http://docs.poulter.de/Elektronik/Sensoren/Luftfeuchtesensor%20VALVO.pdf Bild 11 meine ich Die Orginalseite gibts nicht mehr: https://www.mikrocontroller.net/articles/Feuchtesensor#Philips_H1_2322_691_90001
Gerald G. schrieb: > Der Wiz ist ja, dass der Kondensator so seine eigene Wechselspannung > produzieren würde (siehe Anhang) Und wenn du noch etwas weiter planst und merkst, dass das so nur in der Simulation funktioniert, weil die Vorspannung des Kondensators (und damit die Ausgangsspannug der Anordnung) von irgendwelchen Leckströmen abhängt und deshalb C2 durch einen ausreichend großen Widerstand ersetzt, hast Du das (bereits erwähnte) Kondensatormikrofon neu erfunden ;)
Ja, danke Tom, habe schon bei mir in der Simulation Parallelwiderstände eingefügt. Das beschert mit allerdings nur einen Offset, daran soll es nicht scheitern. Danke übrigens mit dem Kondensatormikrofon, das habe ich mir auch gemerkt, nur alle anderen Posts gingen in die falsche Richtung, das wollte ich nur schnell klarstellen
Gerald G. schrieb: > für einen Versuch hätten wir einen kapazitiven Sensor (zwei Platten, > mehrere pF), dessen Kapazität sich ändert. Du solltest einen Sensor mit zwei nebeneinander liegenden festen Platten und einer darüberliegenden beweglichen Platte verwenden. Wenn Du dann eine Gegentaktmessung machst, wird das ganze wesent- lich zuverlässiger, weil sich einige Fehler rauskürzen. Als Mess- spannung würde ich eine Sinusspannung mit mehren MHz nehmen.
Die Form mit 2 Platten und Anregung im MHz bereich wäre gut, wenn es um statische änderungen der Kapazität geht. Hier ist aber die Detektion von schnellen änderungen der Kapazität gefrage. Die eine Kondensatorplatte scheint zu schwingen. Das ist dann tatsächlich wie beim Kondensatormikrofon. Vermutlich reicht da eine Gleichspannung als Bias (wegen der geringen Abstände darf dass ggf. nur recht wenig sein). Messen könnte man dann die Wechselspannung an der einen Kondensatorplatte.
Eine Platte mit Biasspannung fix, die Andere an einen Ladungsverstärker. LT hat da einen netten Op mit wenig Ib und VIEL GWB.
Die einfache Schaltung von ELm Chang wird bei einem so kleinen Kondensator eher nicht mehr funktionieren: Das Problem dürfte die Spannung sein, die man den kleinen Kondensator anlegen darf, bevor es Ärger mit der Elektrostatischen anziehung und ggf. isolierung gibt. Das kann gut sein, dass man da unter 1 V bleiben muss. Der erste Versuch wäre also wirklich wie beim Kondensatormikrofon, nur mit eher kleiner Vorspannung. Wenn das nicht reicht - bliebe ggf. noch eine HF anregung. Dann aber wohl eher im > 10 MHz Bereich, damit man auch wirklich einen Vorteil bekommt, und auch das 400 kHz Signal noch demoduliert bekommt.
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