Hallo!
Es geht um folgendes: Ich habe ein System, bei dem Sensoren auf eine
PCI-Karte aufgelötet wurden. Diese Karte wird dann mit einem anderen
System verbunden und dort über AD5933 die Impedanz bestimmt. Das Problem
dabei ist, dass die Zuleitungen von den Sensoren zu den AD5933 (das sind
im übrigen Impedanzkonverter) die Messung verfälschen und das scheinbar
in Abhängigkeit von dem verwendeten Bauteil welches ich Anschließe (also
vmtl Parallele Störimpedanz).
An sich würde ich die Kabelwiderstände per Kurzschluss- und
Leerlaufmethode bestimmen. Dies ist allerdings durch die AD5933 nicht
machbar, da dieses Bauteil nur Impedanzen im Bereich von 20k - 10MOhm
auflösen kann. Den Kurzschluss kann ich somit nicht erfassen.
Zudem läuft die Messung im Bereich 1kHz bis 100kHz ab.
Versuche nun schon seit mehr als einem Monat das Problem zu lösen und
ein ESB für die Störung zu charakterisieren. Im übrigen soll diese
Bestimmung möglichst alleine mit den Impedanzkonvertern erfolgen, damit
diese Kalibrierung unabhängig von anderen Geräten stattfinden kann.
Ich hoffe ihr könnt mir helfen,
Scirius
Weshalb braucht man lange Zuleitungen zu den Sensoren, man kann den
AD5933 auch zum Sensor hin bewegen. Der AD5933 benoetigt ja nur ein paar
Signale ueber ein Flachband.
An sich schon, das Problem daran ist aber, dass die Sensoren nach 2 bis
3 Messungen hinüber sind, da mit aggressiven Chemikalien gearbeitet
wird.
Deshalb soll das ganze so realisiert sein, dass die Sensoren durch die
PCI-Karte ausgetauscht werden können.
Nachteil daran ist halt, dass dadurch Zuleitungen entstehen :/
Hallo,
du wirst prinzipiell nicht zwischen den Eigenschaften des Kabels und dem
was dranhängt unterscheiden können, jedenfalls nicht im Impedanzbereich
- im Zeitbereich ginge das (Time Domain Reflectometer), aber das ist
eine ganz andere Baustelle und wahrscheinlich auch viel zu aufwendig. Es
bleibt daher nur die Möglichkeit, einen festen Wert zur Kalibrierung
anzuschalten, etwa wie man statt eines Pt100 einen präzisen 100 Ohm
Widerstand anschalten könnte. Es muss ja nicht Kurzschluss und Leerlauf
sein, Werte dazwischen gehen auch, sollten aber natürlich den Bereich
der Messwerte abdecken.
Gruss Reinhard
Um welche Art "Kabel" handelt es sich denn? Wenn es sich um salopp
"Strippe" handelt, dann wird das TDR sehr ungenau Aufschluss geben, da
der erste Übergang schon den Step so gut wie totalreflektiert.
Die ADs lassen sich doch auf bekannte Widerstände normieren oder? Ich
hatte die vor längerer Zeit mal am Wickel und da war wohl was mit 100
und 1k oä. Widerständen zum Kalibrieren. Diese würde ich möglichst exakt
bereitstellen (bedeutsames parasitäres Zeug für den genannten
Frequenzbereich vermeiden) und die Kalibrierung der ADs dann eben
inklusive Zuleitungen mit diesen Normalen. Damit wäre der
Ereignishorizont am Ende der Zuleitungen (deren Beitrag also
eingerechnet) und was dann noch zu Fehlmessungen beiträgt würde eben von
den Sensoren kommen (?)
Nebenbei bemerkt - es muss sich bei den Zuleitungen schon um
Gartenschlauch handeln, um exorbitant lange Kabel, auf Trommeln
gewickelt oder sonstwie parasitär verzeucht oder es geht bei der Messung
um milli-µ, damit diese hier (100k?)so drastisch wirksam werden.
Da brauchts mehr Detailinfo.
Erst einmal: Vielen Dank für die Antworten
Das mit dem normieren Werten wurde einmal auf 511kOhm durchgeführt (zu
dem Zeitpunkt war nichts anderes da). Seitdem versuche ich die Fehler,
welche bei Messungen mit anderen Elementen wie etwa Kapazitäten etc
entstanden sind auf eine gemeinsame Schaltung zurückzuführen. Als
Referenzmessungen werden dabei immer die Bauteile ein weiteres mal mit
einem Agilent 4299A gemessen. Diese Werte werden dann verglichen und
daraus der Fehler im Real- und Imaginärteil etc. ermittelt.
Bei den Zuleitungen handelt es sich um die Leiterbahnen der Platinen,
auf denen die Sensoren bzw. AD-Elemente aufgebracht sind. Ich gebe zu,
dass "Kabel" eine seeehr unglückliche Bezeichnung war, sorry.
Jedenfalls muss für die Messung das ganze sehr Präzise ablaufen. Vor
allen beim Phasenwinkel entstehen in den oberen Frequenzbereichen
unterschieden von fast 10° was für die Messung sehr schlecht ist.
Wie Robert schon richtig vermutet hat, soll das ganze so genau wie
möglich sein, da kleinste Änderungen fehler in der anschließenden
Verarbeitung und Beurteilung liefern.
Wenn ich das richtig verstanden habe müsstest Du parasitäre Kapazitäten
im milliFarad Bereich haben damit sich das so schlimm auswirkt
(Phasenverschiebung). Ich würde eher nach Störungen suchen. Alternative:
Du hast da sehr grosse Induktivitätswerte die noch nicht genannt sind
und Probleme mit Resonanzstellen.
Gibt es ein Ein-/ Ausgangsfilter welches dir wenigstens HF Einkopplungen
(und ESD) vom Leib hält?
schöne Woche
Hauspapa
Von der Idee mit der parasitären Kapazität und sogar evtl einer
parasitären Induktivität gehe ich auch aus, nur weiss ich nicht genau in
wiefern diese Werte vom Messobjekt abhängig sind und das ist ja das
Problem :)
Mit Resonanzstellen gibt es keine Probleme, das einzige was eben
auffällt: Je höher die Frequenz, desto höher der fehlerhafte Anteil beim
Messwert. Daher gehe ich mal davon aus, dass ich eine Kapazität in
Parallelschaltung bzw eine Induktivität in Reihenschaltung zu meinem
Messobjekt besitze und die Ursache der fehler bildet. Nur scheiterte bis
jetzt jedes Modell bei der Ermittlung der parasitären Werte. Habe es mit
einer einzelnen Induktivität und Kapazität versucht und auch mit dem
klassischen ESB einer Leitung aus R,C,L und G. Leider hat es nie perfekt
geklappt :/
Einen Filter enthält das System nicht, was natürlich suboptimal ist wie
ich zugeben muss x_x
Der AD5933 enthaelt einen ADC. Wenn man den mit EMV, sprich radiativen
Stoerungen beschickt, misst der Mist. Wie werden Radiowellen bis 3GHz
ferngehalten ? Was sind die allgemeinen EMV Massnahmen?
Ich habe grade noch einmal bei der Bauteilbeschreibung der AD5933
nachgesehen. Diese besitzen einen internen Tiefpassfilter. Auch wenn es
nicht direkt erwähnt ist, gehe ich davon aus, dass dieser einen
Durchlassbereich bis etwas über 100kHz besitzt. Somit dürften externe
Störungen von Feldern über 100kHz eher einen geringen Anteil (wenn
überhaupt besitzen).
Ein paar zusätzliche Informationen währen schon noch gut:
Erwarteter Ergebnisbereich bei welchen Freuquenzen,
Was ist das für ein Sensor, oder wenigstens das elektrische
Ersatzschaltbild, wie gross sind die Kabellängen? Was für Kabel?
Was misst Dein Oszi wenn Du Dir die Signale anschaust (insbesondere
Rauschen / Störungen)? Wie ändern sich dabei die Messwerte und ist das
mit den ungefähren Tastkopfdaten plausibel?
Nur mal so zur Info: Durch ein versehen haben wir mal den Reset Pin vom
uC quer durch ein Auto gezogen. Nur ein Pullup dran, sonst nichts. Ist
keinem aufgefallen, gab nur gelegentlich ein paar Einträge im
Fehlerspeicher und nach 6 Monaten kam das gute Stück mit defektem uC
zurück. Seit dem mach ich Eingänge nie ohne Minimalschutz
(Serienwiderstand, Kondensator, Schutzdiode).
>Ich habe grade noch einmal bei der Bauteilbeschreibung der AD5933
nachgesehen. Diese besitzen einen internen Tiefpassfilter.
So ein Filter ist natuerlich nicht EMV tauglich. 1GHz, zB vom
Mobilfunkgeraet, kommen da natuerlich trotzdem durch.
Gut, daran habe ich natürlich nicht gedacht.
Habe bis jetzt nur theorie von der Elektrotechnik gehabt und naja, das
ist praktisch die erste Schaltung ^^
@Hauspapa:
>Erwarteter Ergebnisbereich bei welchen Freuquenzen,>Was ist das für ein Sensor, oder wenigstens das elektrische>Ersatzschaltbild, wie gross sind die Kabellängen? Was für Kabel?
Der Ergebnisbereich bewegt sich zwischen 200k und 10MOhm für die
Impedanz.
Der Sensor an sich ist ein impedanzsensor, der kapazitiv mit der
gemessenen Substanz gekoppelt ist. Dabei ändert sich dann das Signal in
abhängigkeit der Leitfähigkeit des jeweiligen Messobjektes. (Mehr darf
ich dazu nicht sagen)
Der Sensor spielt für die bisherigen Betrachtungen weiterhin keine
Rolle, da zuerst mit Rein ohm'schen Widerständen und kapazitäten
gemessen werden soll, um zu kalibrieren.
Die Kabel bzw. die Leiterbahnen haben eine länge von ca 3cm. Das Problem
wird wohl eher der PCI-Slot sein, bei dem die Kabel der anderen Kanäle
wie antennen wirken. Jedoch bezweifle ich das, da immer nur ein
Sensor/Kanal mit Spannung gespeist wird.
Die Signale vom Oszi und meinem System stimmen zum Großteil überein.
Störanteile und Rauschen sind minimal, wodurch nur die Änderungen der
Daten in einem Bereich von ca 0.1% verändert werden.
Daher betrachte ich dieses Problem nicht weiter. Ich vermute halt dass
die Kabel einen störenden einfluss haben. Werde heute oder morgen noch
einmal eine Messung mit einer reinen Kapazität, einen reinen ohm'schen
Widerstand und anschließend einer Parallelschaltung der Elemente
vornehmen. Vielleicht liefert mir dies mehr informationen, wie das ganze
Zusammenhängt.
p.s.: Entschuldigt, dass die Antwort solange gebraucht hat, bin nur
nebenbei mit umziehen beschäftigt und daher grade etwas im Stress
