Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messschaltung zur Materialdickenmessung mit "Kondensator"


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von A. P. (zu22)


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Hallo, habe hier hier die Formel für eine Materialdickenmessung 
aufgestellt. Könnte evtl mal jemand draufschauen? Bin mir nicht sicher 
ob das d im ersten Teil nicht ein a sein müsste. Bitte dazu die kleine 
Zeichnung oben links im Bild beachten. Vielen Dank!

von Dieter (Gast)


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Soll die Platte aus Metall sein, oder ein zweites Dielektrikum?

K=e*A_ges

1/C=1/C1+1/C2

C=K/l_ges

Cx=K/(l_ges-l_d) wenn Metall

Als Dielektrikum:

C1=e_o*e_r*A/(l_d)  (unbekannte Plattendicke ld, e_r sei gegeben)

C2=e_o*A/(l_ges-l_d) (wenn Luft)

einsetzen in:
1/C=1/C1+1/C2

auflösen nach l_d

von Dieter (Gast)


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Funktioniert nur wenn die unbekannte Platte aus Metall (stromleitend) 
oder unterschiedliches e_r (nichtleitend) hat.

C1=e_o*e_r1*A/(l_d)  (unbekannte Plattendicke ld, e_r sei gegeben)

C2=e_o*e_r2*A/(l_ges-l_d) (e_r2=1 wenn Luft)

e_r1 ungleich e_r2 sonst geht es nicht.

von Jacko (Gast)


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Deine Skizze umschifft elegant das eigentliche Problem:
Wo hört Ca auf, wo fängt Cb an?

Wie dick das Blech ist, wird so NICHT ermittelt.

Fang doch mal mit einer klaren Aufgabenstellung an!

von Michael B. (laberkopp)


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Jacko schrieb:
> Deine Skizze umschifft elegant das eigentliche Problem:
> Wo hört Ca auf, wo fängt Cb an?

Nö, das hat er schon berücksichtig, in 1-d in der Formel.

Aber er ignoriert, daß ein zwischen 2 Platten definierter Grösse und 
Abstand durchflutschendes dielektrisches Material mit einer 
Dielektrizitätskonstante ungleich Luft nicht bloss zu 
Kapazitätsänderungen führt, sondern vor allem zu statischer Spannung auf 
den Kondensatorplatten die erheblich grösser ist als sein Messignal, 
Merkmal Bandgenerator.

von A. P. (zu22)


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Hallo, danke erstmal.
Oder anders gefragt:
Angenommen es gibt 2 Dielektrika, also Luft (a) und das Material (d).
Jetzt wird zwischen die 2 kondensator- Platten das Material geschoben 
zum dickemessen.
Ich verstehe dann nicht so ganz, wie sich dann die Luft und das Material 
zusammen als dielektrikum verhalten, denn es ist ja immer Platz zwischen 
dem Material und den Platten. Kann mir da jemand halbwegs folgen? Bin 
leider kein Profi auf dem Gebiet.

Danke.

von Max 505 (Gast)


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Dein Messprinzip ist gelinde gesagt, einfach nur Käse!

Warum?


Du hast bildlich gesprochen eine Serienschaltung von zwei Kondensatoren 
mit unterschiedlichen Eigenschaften. Aus der Gesamtkapazität kann man 
nicht auf die Einzelkapazitäten schließen.

von A. P. (zu22)


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Also sozusagen einfach  2 kondensatoren mit 2 unterschiedlichen 
Kapazitäten, der unterschied ist dann das Messergebnis, oder?

Nur ganz verstehe ich dann noch nicht, welcher e_r wert  dann beim 
einschieben des Materiales genommen wird, der des Materiales oder Luft? 
Oder besser gefragt, ist da dann die untere kondensator Platte oder das 
Material als kondensatorPlatte tätig? Sorry, aber so tief sind wir nicht 
in die Sache eingetaucht, mich interessiert es aber einfach.

Danke.

von A. P. (zu22)


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Oder könnte jemand mal kurz und verständlich das Prinzip der 
dickenmessung erklären?

von Michael B. (laberkopp)


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A. P. schrieb:
> Oder könnte jemand mal kurz und verständlich das Prinzip der
> dickenmessung erklären?

Da die Kapazität eines (Platten-)kodensator vom Dielektrikumn abhängt, 
verändert sich die Kapazität wenn man ein Objekt anderer 
Dielektrizitätskonstante als Luft dazwischen schiebt, und zwar um so 
mehr, je mehr das prozentual vom Abstand belegt.

Das kann man messen.

Aber die Elektrostatische Ladung auf der Oberfläche von dielektrischen 
Gegenständen wirkt dabei störend.

von A. P. (zu22)


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Michael B. schrieb:
> A. P. schrieb:
>> Oder könnte jemand mal kurz und verständlich das Prinzip der
>> dickenmessung erklären?
>
> Da die Kapazität eines (Platten-)kodensator vom Dielektrikumn abhängt,
> verändert sich die Kapazität wenn man ein Objekt anderer
> Dielektrizitätskonstante als Luft dazwischen schiebt, und zwar um so
> mehr, je mehr das prozentual vom Abstand belegt.
>
> Das kann man messen.
>
> Aber die Elektrostatische Ladung auf der Oberfläche von dielektrischen
> Gegenständen wirkt dabei störend.

OK danke.
Und wie würde es bei einer lackdickenmessung aussehen? Also ist da dann 
der Lack das dielektrikum und das lackierte Material (z.b. Die 
autokarosse)  die "untere"  kondensatorplatte oder ist die 
lackoberfläche die untere platte, die dann durch die Schwankungen der 
lackdicke den Abstand ändert und somit die Kapazität?

: Bearbeitet durch User
von Max505 (Gast)


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https://de.m.wikipedia.org/wiki/Schichtdickenmessung

Gogele mein bester Freund


Zeige doch bitte mal den Rest deiner Hausaufgabe, nicht nur Fragmente.

von A. P. (zu22)


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Mir geht's um die kapazitive dickenmessung. Eben angenommen beim 
Autolack. Leider hab ich bei Google nix genaueres gefunden. Ich kann mir 
nur vorstellen, dass der Lack ja nicht leitend ist, also als 
dielektrikum wirkt. Dann müsste ja die lackierte Fläche die andere 
kondensatorplatte sein, richtig?

von Max505 (Gast)


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Du hast die Infos nicht gelesen die ich dir zur Verfügung gestellt habe.

Da steht für dich alles drin!

von ratazong (Gast)


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Max505 schrieb:
> Du hast die Infos nicht gelesen die ich dir zur Verfügung gestellt
> habe.
>
> Da steht für dich alles drin!

Genau.
Der einzige Fehler, den TO im Ansatz hatte, war das Epsilon_r in dem 
zweiten Bruch. Da ist ja Luft drin, also Epsilon_r ~ 1.
Der erste Bruch hat das Dielektrikum drin, da ist er richtig.

den ersten Bruch mit d erweitern, den zweiten mit(a-d) erweitern und das 
ganze nach d auflösen.

von Michael B. (laberkopp)


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A. P. schrieb:
> Mir geht's um die kapazitive dickenmessung.
> Eben angenommen beim Autolack.

Wieso plötzlich Autolack ? Die nutzen ein ganze anderes Messverfahren, 
zwar auch kapazitiv, aber nicht durch Änderungen des Dielektrikums, 
sondern durch Änderung des Abstandes der Kondensatorplatten bei 
bekanntem Dielektrikum.

So lange du nicht weisst, was du willst, kannst du beliebig 
umherschwätzen, nur hat kein Mensch Bock, einem der ständig das Ziel 
ändert, hinterherzulaufen.

von A. P. (zu22)


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Michael B. schrieb:
> A. P. schrieb:
>> Mir geht's um die kapazitive dickenmessung.
>> Eben angenommen beim Autolack.
>
> Wieso plötzlich Autolack ? Die nutzen ein ganze anderes Messverfahren,
> zwar auch kapazitiv, aber nicht durch Änderungen des Dielektrikums,
> sondern durch Änderung des Abstandes der Kondensatorplatten bei
> bekanntem Dielektrikum.
>

Das wäre ja schon die Antwort auf meine letzte Frage ;)

Und wie sieht es aus, wenn z.b. Die Dicke von Holz gemessen wird?  Da 
ist es ja dann auch der Plattenabstand, der die Kapazität verändert, 
oder? (bei gleichbleibendem dielektrikum). Dann müsste doch eine 
kondensatorplatte beweglich sein, richtig?

von Max505 (Gast)


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Beim Holzkopf stört die Nase bei der Messung.

von Michael B. (laberkopp)


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A. P. schrieb:
> Und wie sieht es aus

Sagte ich schon:

Michael B. schrieb:
> So lange du nicht weisst, was du willst, kannst du beliebig
> umherschwätzen, nur hat kein Mensch Bock, einem der ständig das Ziel
> ändert, hinterherzulaufen.

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