Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator-Messung


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von Kobold123 (Gast)


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Hi,

Habe noch keinen Forenbeitrag (zu dieser Genauen Idee) gefunden,
deshalb hier also mein Vorschlag:

Problemstellung:
Ich habe eine menge Keramik(?halt die braunen)kondensatoren auf (Bsp 
durchgepitschte Fritzbox, leider durch Blitzschlag), die haben aber 
keine Beschriftung.
Wenn die noch gehen müssten die doch gute Quali haben, so ein Teil war 
mal 200€ wert.

Benötigt werden halt 100nF Abblockkondensatoren für meinen ersten 
eigenen Mikrokontroller aufbau...

Jetzt würde ich die Kapazitäten gerne zumindest näherungweise bestimmen
(Halt 10, 100 oder 1000 nF oder sogar pF(?))

Idee:
Ich benutze meine Soundkarte Vom Rechner und baue eine StereoBrücke zum 
Microphoneingang.

In einen Messweg baue ich einen RC Tiefpass oder Verzögerungsglied.

Als Waveform würde ich Sinus nehmen, bei Rechteck verwäscht mir die 
Kurve teilweise bereits ohne Kondesator, runde formen scheinen der 
Soundkarte eher zu liegen...

Meine Testmessung bei fallenden Frequenzen (nach rechts) zeigt ein 
Systematisches verhalten der Delayzeit, also müsste man doch aus den 
Peak to Peak Delays und bekanntem R wert (+ eine menge Messungen da ich 
die Frequenz ja per Programm ändern kann) das C bestimmen können, was 
meint ihr?

genaue Formel(oder entsprechender Berechnungsweg) ist mir noch nicht 
klar, werde mich da mal am Wochenende dransetzten.
Später würde ich den Kondensator einfach in eine Klemme einbauen und 
dann mit einem Dip Schalterarray den Widerstand solange ändern bis die 
RC kombination messbare Delays erzeugt,
Natürlich muss man den gewählten Widerstand im Programm eintragen, aber 
der Rest müsste dann automatisch berechenbar sein...

Selbst der billige Widerstand (ist so ein blauer bedrahteter) ließe sich 
bei einem bekannten guten Kondensator geringer Toleranz besser 
bestimmen, habe hier z.B. einen 104K

Ok, genug wall of text, jetzt ihr ;)

von Klaus R. (klara)


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Kobold123 schrieb:
> Ok, genug wall of text, jetzt ihr ;)

Um Kondensatoren durchzumessen habe ich ein Multimeter von Voltkraft.
mfg klaus

von Icke ®. (49636b65)


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von Pfeifffer (Gast)


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Falls es dir primär um die Messung und nicht nur um die Idee geht: 
Besorge dir für ein paar Euro irgendeine Variante des 
AVR-Transistortesters; damit kann man schon lange auch Kondensatoren 
messen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Warum so kompliziert über die Phasenverschiebung? Mach den Kondensator 
zu einem Teil eines Spannungsteilers mit bekanntem Ausgangswiderstand 
und du kannst über die Amplitude des Ausgangssignals die Impedanz des C 
direkt bestimmen - damit auch die Kapazität.
Formeln sind hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_%28Elektrotechnik%29

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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> Um Kondensatoren durchzumessen habe ich ein Multimeter von Voltkraft.

Mal kurz gerechnet: An 24V / 50Hz ergibt ein 10nF-Kondensator 75µA 
Strom.

Warum also nicht einfach an einen Netztrafo klemmen und den Strom 
messen?

von Kobold123 (Gast)


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Hi,

danke fürs Feedback.
Ihr habt recht, eigenltich lohnt sich der ganze aufwand nicht,
ein einfaches Multimeter schafft das ohne mit der Wimper zu zucken.

Ist halt einfach Interessehalber..

Formel habe ich jetzt auch (genähert):

Interative Berechnung der KondensatorSpannung wäre:

Uc = Uc-1  + (Uanreg - Uc-1) *(1-exp(-dT /(RC))
Daraus folgt mit Uc0 = 0
Uc[nMax]=SUMME[n..nMax] sin(n*dT)*X*(1-X)^(n-nMax)
mit X = (1-exp(-dT /(RC))
Die Summe als Integral:
Uc[tmax] = int[0-tMax] sin(t)*(exp(-(Tmax-t)/RC))
dabei ist geht n*dt gegen t
eine näherung ist das (1-exp(-dT/(RC)) gegen 1 läuft,
da ich nicht weis wie man int f(dT) dt integriert...

ergibt dann
Uc = 1/(1+(T/2*PI()*RC))^2)*[  (T/(2*PI()*RC))  *exp(-Tmax /RC)   - 
(T/(2*PI()*RC)) * cos( 2*Pi()*f*Tmax) + (T/(2*PI()*RC))^2  *sin 
(2*Pi()*f*Tmax)   ]

In exel stimmen die beiden Kurven gut genug überein, ich denke das kann 
man verwenden.
Da man einen eingeschwungenen zustand messen möchte würde man das Exp 
noch weglassen
 die Phasenverzögerung würde aus der kombination der Sinus/Cosinus terme 
erfolgen...
weis ich grade wie man das amnalytisch machen würde, eventuell auf 
Maximum ableiten oder so.

Da ich ja eh ein Programm schreiben will ist es vermutlich einfacher 
einfach mit Bruteforce das C zu erhöhen,
bis man die gewünschte annäherungsgenauigkeit mit dem Messwert hat.

Probleme für die Genauigkeit könnten sein, das die Phasenverschiebung 
mit C recht kompliziert zusammenhängt, will meinen, in den Randbereichen 
für C ergibt eine C änderung wenig änderungen im Messwert.

Da müsste man über die Signalstärke abschätzen ob man in einem guten 
Wertebereich durch R liegt, ansonsten R anpassen...

solong, Kobold123

von Christian K. (Gast)


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Ganz edel mit schon eingebauten Soundkarten kann das der VNWA3. 
Ansonsten verwende ich ein ödes TH7822 für so etwas.

von kobold123 (Gast)


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Hi,

erste messergebnisse sind bedingt brauchbar.
Es ist in etwa möglich die Größenordnung des Kondensators zu bestimmen, 
(10er potenz) mehr auch nicht...

Formel ist aktuell diese:
=(1/(1+(1/(2*PI()*f*rc))^2))*(    -1(2*PI()*f*rc))  *COS(2*PI()*f*t)  + 
1/(2*PI()*f*rc))^2      *SIN(2*PI()*f*t)     )

ich berechne dann die Spannung bei 0 und bilde
Arcsinus(Uanliegend / Umax) dies sollte das gemessene DeltaT erzeugen.

[F]
19*10^-9    mittlerer Kondensator braun
0,6*10^-9    mittlerer Kondensator braun
0,87*10^-9    mittlerer Kondensator braun
1,55*10^-9    mittlerer Kondensator braun
0,046*10^-9    mittlerer Kondensator braun
0,11*10^-9    mittlerer Kondensator braun
~10^-9
>>>>
1*10^-12    fetter Kondensator braun
3,5*10^-12    fetter Kondensator braun
~10^-12
>>>>
5,1*10^-12    10pF Kondensator smd
0,95*10^-12    10pF Kondensator smd
~10^-12

Kann es sein das ein größerer Brauner Kondensator (ca 3 mm lang) weniger 
Kapazität hat als ein kleiner?? durch die abmessungen wohl ja, halt 
länger...
der Vergleichskondensator 10pF liegt leider fast um Faktor 10 daneben...

Ich habe jedoch eine Vorrichtung aus zwei nägeln Holz und einer 
Kulifeder gebaut, damit spanne ich die SMD kondensatoren ein. mögliche 
Kapazitäten durch die nagelflächen multiplizieren sich in etwa 
(Reihenschaltung)(kleinster Wert "Gewinnt")
Eventuell lassen sich genauere Werte errechnen, wenn man doch einlötet,
für meine Anwendung ist aber die schnelligkeit wichtiger als der 100% 
exakte wert.

Naja hat spaß gemacht und ist nur Hobby...

von BlaBla (Gast)


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kobold123 schrieb:
> Naja hat spaß gemacht und ist nur Hobby...

So ein Troll. spaß---->Spaß

von ths (Gast)


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Wenn man die Spannungsfestigkeit nicht bestimmen kann, ist das alles für 
die Katz.

von aS (Gast)


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ths schrieb:
> Wenn man die Spannungsfestigkeit nicht bestimmen
> kann, ist das alles für die Katz.

Schon richtig. KerKos gibt's bis AFAIR zu 2,5V hinunter.
Bliebe man darunter, entstünde natürlich kein Problem... :)

Selbstheilende FoKos wären leicht daraufhin zu testen (nur etwas 
Kapazitätsverlust) - bei KerKos hingegen wäre höchstens "ausprobieren"
(bei ausreichend hoher Anzahl identischer Teile ein destruktiver
Test von wenigen, mit langsam ansteigenden Testpegeln) möglich.

von Peter D. (peda)


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Kobold123 schrieb:
> Wenn die noch gehen müssten die doch gute Quali haben, so ein Teil war
> mal 200€ wert.

Kondensatoren kosten nur Centbeträge, da lohnt sich kein Aufwand.
Und die Kapazitätsmessung sagt rein gar nichts darüber aus, ob er 
wirklich noch einwandfrei ist. Du müßtest noch Isolationswiderstand, 
ESR, TK, Spannungsfestigkeit usw. messen.

von Der Superlöter (Gast)


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Was sagt dein Herrchen Meister Eder zu deiner Meßschaltung, Pumuckl?

von Der Superlöter (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Kobold123 schrieb:
>> Wenn die noch gehen müssten die doch gute Quali haben, so ein Teil war
>> mal 200€ wert.
>
> Kondensatoren kosten nur Centbeträge, da lohnt sich kein Aufwand.
> Und die Kapazitätsmessung sagt rein gar nichts darüber aus, ob er
> wirklich noch einwandfrei ist. Du müßtest noch Isolationswiderstand,
> ESR, TK, Spannungsfestigkeit usw. messen.

Stimmt! daher Kondi aufsägen, abwickeln säubern und die 
Kondensatorfolien im Elektronenmikroskop begutachten. Alles soweit ok? 
Dann wieder zusammenbauen und mit Prüfstempel versehen.

von C. A. Rotwang (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Kobold123 schrieb:
>> Wenn die noch gehen müssten die doch gute Quali haben, so ein Teil war
>> mal 200€ wert.
>
> Kondensatoren kosten nur Centbeträge, da lohnt sich kein Aufwand.

Kondensator ist nicht gleich Kondensator, ein X-Kondensator von dessem 
Aufbau abhängt ob dich ein elektrischer Schlag ins Jenseits befördert 
kostet mehr als ein paar Cent und dieses Geld ist er auch wert. da lohnt 
sich auch ne Prüfung, ob der es noch tut, wobei da Kapazität eher der 
uninteressante Parameter ist.

von nachtmix (Gast)


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Kobold123 schrieb:
> Wenn die noch gehen müssten die doch gute Quali haben, so ein Teil war
> mal 200€ wert.

Du verwechselt Verkaufspreis und Werksabgabepreis.
Letzterer dürfte dann eher bei 20 US$ gelegen haben - einschliesslich 
Zubehör und Verpackung.

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