Auswerteschaltung kapazitives Sensorelement

[Nec R. (necram)]

Hallo zusammen,

wie der Betreff schon sagt benötige ich Hilfe bei einer 
Auswerteschaltung für ein kapazitives Sensorelement. Sie sollte einen 
Dreileiter-Spannungsausgang besitzen. Mehr habe ich nicht als 
Aufgabenstellung.
Ich habe mich jetzt schon eine Zeit lange mit dem Thema beschäftigt und 
habe auch was entworfen jedoch bin ich mir absolut nicht sicher ob das 
so stimmt wie ich es gemacht habe.
Im Anhang seht ihr Bilder von der Schaltung.

Bild 1 zeigt die Gesamtschaltung bestehend aus einem astabilen 
Multivibrator einem Monoflop und einem Tiefpass.

Bild 2 zeigt den Ausgang vom astabilen Multivibrator
Bild 3 zeigt den Ausgang vom Monoflop
Bild 4 zeigt den Ausgang von ersten OP
Bild 5 zeigt den Ausgang von zweiten OP

Ich vermute ich soll am Schluss der Auswerteschaltung eine 
Gleichspannung erhalten bin mir da aber nicht ganz sicher.

Es wäre super wenn mir jemand weiterhelfen könnte

[THOR (Gast)]

Marcel W. schrieb:
> Ich vermute ich soll am Schluss der Auswerteschaltung eine
> Gleichspannung erhalten bin mir da aber nicht ganz sicher.

Geh zu deinem Chef/Lehrer/Professor und lass dir die Anforderungen 
präzisieren. Sollen wir jetzt hier Rätselraten was gefordert ist?

[Nec R. (necram)]

Nein natürlich soll hier kein Rätselraten stattfinden.

Also ich sags mal so ich würde gerne eine Gleichspannung, welche sich an 
die Kapazitätsänderung des Sensorelements anpasst herausbekommen aber 
ich trete irgendwie auf der Stelle.

Meine Anforderung ist es aus einer Kapazität eine Spannung zu erzeugen.

Ich hoffe es ist jetzt ein wenig klarer.

[THOR (Gast)]

So, und jetzt vergibst du aussagekräftigere netnames als "n009" und 
erklärst mal, wie du dir das Funktionsprinzip der Schaltung vorstellst.

Und dann noch, wie du den kapazitiven Sensor in deiner Simulation 
darstellst (Ersatzschaltbild).

[ths (Gast)]

Gab mal von der Uni Kl ein Auswerteverfahren, Prof Haberland. Mal 
googeln.

[Erwin D. (Gast)]

Es gibt zum Beispiel den QT113.
Oder mit der QTouch-Technologie kann man das auch machen.

http://www.elektronik-labor.de/AVR/Touch.html

Das ist bedeutend weniger Aufwand als deine Schaltung.
Es sei denn, daß du das zu Lernzwecken diskret aufbauen willst.

[Werner H. (werner45)]

...noch einen Trick zur Messung kleiner Kapazitäten (pF):

z.B für Valvo-Feuchtesensor-Auswertung oder pF-Meßgerät.

Ein Taktgeber triggert ZWEI Monoflops gleichzeitig! An einem ist der 
Sensor, an dem anderen ein Trimmer, um die Anfangskapazität des Sensors 
zu kompensieren und den Meßbereich zu dehnen. Beide Ausgangspulse werden 
mit EXOR (aus 4 NAND) verknüpft und dessen Ausgang analog integriert, 
die Spannung ist proportional zur Sensorkapazität.

Für ein pF-Meßgerät dient ein Zeigerinstrument als Integrator und 
Anzeige. Als Meßkabel eine Stegleitung, damit die Kabelkapazität 
konstant bleibt und statt des Trimmers ein Drehko. Wenn die Versorgung 
der beiden Monoflops gut voneinander entkkoppelt ist, kann man sogar 
Bruchteile eines pF messen (ansonsten gibt es Mitzieh-Effekte).
Ich hatte die "antiken" 74121 verwendet. Das Gerät hatte bis zum Tod 
durch Korrosion gut gearbeitet. Wird neu aufgebaut, wenn ich wieder 
kleine Kondensatoren messen muß...

Gruß   -   Werner

[Nec R. (necram)]

Erstmal vielen Dank für die bisherigen Antworten!

Also mein Funktionsprinzip der Schaltung möchte ich wie folgt lösen.
Ich möchte aus der Kapazität des Sensorelementes eine Spannung machen.
Das ganze will ich über einen astabilen Multivibrator, ein Monoflop und 
eine TP-Filterung erreichen.
Was dabei rauskommt seht ihr ja auf den Bildern. Klar stimmen die 
Netnames noch nicht aber ich habe es ja beschrieben, welches Signal man 
darauf sieht.

Scheinbar stimmt meine Dimensionierung nicht oder ich habe nen anderen 
Bock drinnen aber finden tue ich den irgendwie nicht. Ich habe es auch 
schon mit mehreren RC-Gliedern probiert als Tiefpass das ging auch 
nicht.


Und ja es sollte diskret sein bzw. ist das Programm mit LTspice 
vorgegeben.

[Werner H. (werner45)]

Bei Zeiten im Sekundenbereich wirst Du mit RC-Filtern keinen Erfolg 
haben.

Nimm einen OpV-Integrator und eine Sample&Hold-Stufe. Damit kann man 
auch langsame Pulse beherrschen. Der Integrator-C wird nach der 
fallenden Flanke entladen (FET oder Relais). Der Meßwert kommt aus der 
S&H-Stufe. Auf geringe Rest- und Fehlströme achten.

Gruß   -   Werner

[Kern (Gast)]

Geht aber auch anders:
Beitrag "[V] Bausatz für Giess-o-mat Sensor"

Das ist das gleiche Prinzip !!!