Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messgenauigkeit einer Kapazitätsmessung mit Agilent E4980A


von Steffen (Gast)


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Hallo,

ich brauche für eine Verifikationsmessung einen Testkondensator mit 
10pF. Um den genauen Wert des Kondensators zu ermitteln steht mir ein 
Agilent 4980A Precision LCR Meter zur Verfügung. Messen möchte ich bei 
1kHz.

Leider werde ich aus dem Datenblatt nicht so recht schlau. Ich kann den 
Kondensator zwar messen und das sieht auch alles gut aus. Mein Problem 
ist jetzt aber: Wie genau stimmt der angezeigte Wert?

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989-4435EN.pdf?id=776077

Hier ist auch ein Beispiel enthalten, aber ich werde da leider trotzdem 
nicht schlau draus.

Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?

10pF
1Vrms
1kHz

Wie genau kann ich das mit dem Geräte bestimmen?

mfg

von Wolfgang (Gast)


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Steffen schrieb:
> Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?

S. 16

von Steffen (Gast)


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Hmm, gerechnet wäre mir lieber, aber trotzdem danke.

Gilt die gestrichelte Linie für alles was oberhalb von ihr liegt? Also 
in dem Fall wäre 10pF mit 1kHz dann bei 1%?

von Wolfgang (Gast)


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Steffen schrieb:
> Hmm, gerechnet wäre mir lieber

Dann musst du dich wohl durch S. 7 ff durchfummeln ...

> Gilt die gestrichelte Linie für alles was oberhalb von ihr liegt?

Nein, die gilt da, wo sie gezeichnet ist. In der Mitte der Graphik 
garantiert Agilent für kleine Fehler, nach oben und unten werden sie 
größer.

> Also in dem Fall wäre 10pF mit 1kHz dann bei 1%?
Das wäre der Wert, den Agilent bei 1 VRMS und Kabellänge 0 im 
Temperaturbereich 0..55 °C nach 30 Minuten Einschaltzeit garantiert. 
Genauere Messungen sind nicht ausgeschlossen, i.e. Fehler <= 1%

Und dann natürlich die Frage, was ist als Fehlerwert angegeben (1 Sigma, 
2 Signma, ...).

von Steffen (Gast)


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Vielen Dank nun ist einiges klarer.

Ich werde mich dann wohl noch mal weiter durchkämpfen müssen.
Ich möchte nämlich noch wissen wie genau man 1pF bei 100Hz bestimmen 
könnte.

von Hp M. (nachtmix)


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Steffen schrieb:
> Wie genau kann ich das mit dem Geräte bestimmen?

Das ist bei so kleinen Werten nicht trivial und hängt auch vom 
Testaufbau ab.
Z.B. könnten sich Abstände zwischen den Zuleitungen verändern. Das 
ergibt schon Meßfehler im Prozentbereich.

von Steffen (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Das ist bei so kleinen Werten nicht trivial und hängt auch vom
> Testaufbau ab.
> Z.B. könnten sich Abstände zwischen den Zuleitungen verändern. Das
> ergibt schon Meßfehler im Prozentbereich.

Ja, jedes "rumfummeln" ist da leider zu sehen.

Es werden so weit möglich die Test-Fixtures verwendet.

von ths (Gast)


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Muss das unbedingt mit einem DMM sein? Ich könnte mir vorstellen, dass 
die Messung der Frequenz eines Schwingkreises zu vernünftigen Resultaten 
führen könnte. Andererseits gab es mal ein Umladeverfahren, Prof 
Haberland von der Uni KL. Und ein weiteres Verfahren mit 
Zufallssignalen, Namen hab ich nicht mehr parat.

von Steffen (Gast)


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Ich glaube kaum, dass ich das mal eben besser machen kann als so ein 
Präzisions LCR Meter.

Und am Ende geht es mir vor allem darum in welchem Bereich der Messwert 
sicher liegt. Das wird mit selbstgebauten Dingen dann ja beliebig 
schwierig.

Es geht hier um pF Werte. Ich denke, dass es ohne Vierleiteraufbau nicht 
gehen wird.

von HabNix (Gast)


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Für 10pF ist 1kHz keine realistische Messfrequenz. Wenn man sich den 
kapazitiven Widerstand ausrechnet, wird man feststellen, das dieser 
Kondensator bei einer Betriebsfrequenz von 1kHz keine Wirkung hat. Dein 
LCR-Messgerät kann Messfrequenzen bis 2MHz und könnte evtl. bei deiner 
Einstellung protestieren. Bauelemente sollten mit möglichst 
realistischen Frequenzen vermessen werden.

MfG

von (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)


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Selbst "Baumarkt"-Multimeter mit LCR-Funktion wuerden nicht
versuchen 10 pF mit 1 kHz zu vermessen.

> Ich glaube kaum, dass ich das mal eben besser machen kann als so ein
> Präzisions LCR Meter.

Geglaubt wird in der Kirche.
Und ganz sicher kann Mann selbst mit einfachen Mitteln,
die auch schon angesprochen wurden, 10 pF besser als 1 % messen.
Mann sollte aber schon einen Referenzkondensator besitzen.

von Steffen (Gast)


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Es geht aber gerade darum auch zu zeigen, dass sich das zu prüfende 
Verhalten bei 1kHz zeigt. Darum soll auch dort gemessen werden.

Ein Referenzkondensator ist nicht vorhanden.

Und wie gesagt es muss die Genauigkeit auch belegbar sein.

von (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)


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> dass sich das zu prüfende Verhalten bei 1kHz zeigt

Ausser das der Kondensator ca. 10 pF an seine Beine bringt,
waere das was?

von Steffen (Gast)


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(º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· schrieb im Beitrag 
#5016591:
> Und ganz sicher kann Mann selbst mit einfachen Mitteln,
> die auch schon angesprochen wurden, 10 pF besser als 1 % messen.

Das wären 100fF. Das würde ich gern sehen wie Du das aufbaust und dieses 
Prozent dann sicher dem Kondensator zuordnen kannst.


Es geht nicht um mehr als die Kapazität. Aber es sollen halt möglichst 
keine Frequenzabhängigen Effekte berücksichtigt werden müssen.

von (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)


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100 fF verstimmen einen Schwingkreis hinreichend, um bequem
(und auch genau) gemessen werden zu koennen.
Fuer die Messung wird die Verstimmung dieses Schwingkreises
genutzt.
Ein wenig rechnen muss Mann dabei natuerlich schon.
Das kann aber selbst ein alter 2051 stemmen.
Entsprechende Bauvorschlaege wirst du zu Hauf finden.

Das ganze sollte dann aber schon thermostatiert in einer Fixture
zusammengebaut werden und die uebrigen Komponenten der
Praezision Rechnung tragen.

Trotzdem bleibe ich dabei: Kein vernuenftiger Mensch versucht
10 pF mit einer Messfrequenz von 1 kHz praezise zu bestimmen.

von Steffen (Gast)


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Und wie bestimmst Du bei Deinem Schwingkreis die Kapazität die bereits 
Deine Spule und auch der ganze restliche Aufbau haben? Da bist Du doch 
locker bei mehreren Prozent von 10pF. Ganz unabhängig von der Frequenz.

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