Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Referenzkondensator bauen


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von Kalle (Gast)


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Hallo miteinander,

ich hoffe, mein Thema ist nicht allzu Offtopic, aber ich fand die Idee 
so interessant.
Sagen wir, ich wöllte zur Bestimmung der Linearität eines 
Kapazitätsmessgeräts eine kleine, veränderliche Referenzkapazität haben; 
von der ich zwar nicht den absoluten Wert kennen will, wohl aber sehr 
genau den der Änderung. Einfach zwei verschiedene Referenzkondensatoren 
kaufen und Anklemmen geht nicht, weil der Einfluss der Klemmung 
unbestimmt und variabel ist.

Könnte man sich nicht einfach einen kleinen Zylinderkondensator bauen 
und ihn mit 2 verschiedenen Dielektrika berechnen? Der Absolutwert mag 
ja aufgrund des nichtidealen Kondensators vom Modell abweichen, aber die 
Änderung der Dielektrizitätskonstante sollte sich doch 1:1 auswirken. 
Auf Opas gepflegter Drehbank lassen sich ja durchaus Genauigkeiten von 
0,05mm erreichen. Einfach zwei Rohre gedreht und zwei genau gleich große 
und passende Stücke Dielektrikum, sagen wir mal spaßeshalber PE (epsilon 
2) und ABS (epsilon 4).

Ist das Spinnerei oder könnte das wohl genau so gehen?

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Bei nicht zu großen Kapazitäten kannst Du auch einen Plattenkondensator 
mit Luft als Dielektrikum verwenden und die Kapazität über den 
Plattenabstand variieren.

von Kalle (Gast)


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Dachte ich auch schon, aber das ist mir zu ungenau. Ich kann die 
Luftfeuchte und Temperatur nicht genau bestimmen, außerdem ist eine 
genaue Abstandsregulierung mit Mikrometerschrauben konstruktiv zu 
aufwändig.

von Andrew T. (marsufant)


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Kalle schrieb:
> Ich kann die
> Luftfeuchte und Temperatur nicht genau bestimmen,

Das gleiche Problem stört dich auch, wenn Du Deine Dielektrika 
einbringst und verhindert die exakte Kapazitätsänderung zu bestimmen.

von ths (Gast)


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Google mal nach Kreuzkondensator

von Kalle (Gast)


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Der Gedanke war ja, dass wenigstens die Luftfeuchtigkeit zwischen den 
Kondensatorflächen zu vernachlässigen ist, wenn das Dielektrikum den 
Raum dazwischen ganz ausfüllt und auch ein bisschen darüber hinausragt.

von MaWin (Gast)


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Kalle schrieb:
> Ich kann die Luftfeuchte und Temperatur nicht genau bestimmen

Eben gerade waren dir die absoluten Werte egal, jetzt meckerst du weil 
die absoluten Werte damit schwanken.
Was meinst du, wie ABS und PE Wasser aufnehmen und temperaturabhängig 
sind.

Kaufe die 2 0.1% Kondensatoren, gross genug damit zusätzliche 
Verdrahtung nicht mal 1/1000 ausmacht, und gut

von Harald W. (wilhelms)


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Kalle schrieb:

> Sagen wir, ich wöllte zur Bestimmung der Linearität eines
> Kapazitätsmessgeräts eine kleine, veränderliche Referenzkapazität haben;

Da nimmt man typischerweise eine Kondensatordekade, also einen
Drehschalter mit angeschlossenen Präzisionskondensatoren.

von nerver ever (Gast)


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in welchem zeitlichen abstand sollen den die Messungen erfolgen das sich 
die Änderung der Lufteigenschaften so auswirken könnten. um M6 hat eine 
Steigung von 1mm da kann man schon zielich genau mit einstellen.

von Harald W. (wilhelms)


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Kalle schrieb:

> Der Gedanke war ja, dass wenigstens die Luftfeuchtigkeit zwischen den
> Kondensatorflächen zu vernachlässigen ist,

Wenn man sich beruflich mit der Präzisionsmeßtechnik beschäftigt,
lernt man schnell, das man neben der Hauptgröße auch Hilfsgrößen
bestimmen und berücksichtigen muss. Hier im Forum gabs da mal
eine Dikussion, das bei Spannungs-Referenznormalen sogar die
Lage (flach oder hochkant) und die Luftfeuchtigkeit die Ausgangs-
spannung beeinflussen.

von Kalle (Gast)


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Kreuzkondensator gegoogelt, gelesen, Kinnlade runtergefallen. Wen es 
interessiert:
https://publikationsserver.tu-braunschweig.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dbbs_derivate_00025081/Monthol_Homklintian.pdf

Ach du liebe Zeit! Das nenn ich mal eine gründliche Arbeit. So präzise 
sollte mein Aufbau bei weitem nicht sein, über 1% Abweichung wäre ich 
schon sehr froh.

von ths (Gast)


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Ach so, es geht um ein Schätzeisen. Empfehle Kondensatoren fertig zu 
kaufen, gibt es preiswert bei dem Hersteller in Görlitz,  Name fällt mir 
grad nicht ein, bin unterwegs.

von Kalle (Gast)


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Naja, der Aufwand für den Bau des in der Dissertation beschriebenen 
Kreuzkondensators ist dann doch ein bisschen Overkill, Bastelspaß hin 
oder her.

von Kalle (Gast)


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Ich besorg mir einen guten Drehschalter und ein paar 
Referenzkondensatoren. Wenn die Streuung durch den Schaltkontakt klein 
bleibt, kann die Kirche meinetwegen im Dorf bleiben wo sie hingehört.

von ths (Gast)


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Electel, jetzt hab ichs. Oder Eurofarad.

von Henrik V. (henrik_v)


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Wenn Du Dir jetzt ein paar Glimmer(Mika) Kondensatoren kaufst und sie in 
eine Alubox lötest (jeder Anschluß eine BNC-Buchse, Schirm aud Gehäuse 
und extra verbinden, Alu oxidiert) kannst Du sie am WE 15.9 nach 
Hannover zur Makerfaire mitbringen und dann auf dem Stand der PTB 
ausmessen lassen.

Warum jetzt schon einlöten?
Damit die Kondensatoren noch ein paar Wochen Zeit zum setzen haben, nach 
dem Lötstress. :)

Oder das Wochenende davor am Samstag den 8.9 zum Tag der offenen Tür in 
die PTB kommen. Wie ich aus sicherer Quelle gehöhrt habe, soll dieses 
Jahr dort auch eine Vergleichsmöglichkeit angeboten werden.

Gruß Henrik

von Kalle (Gast)


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Henrik, das klingt ja gut, das könnte ich wirklich tun. Arbeitest du bei 
der PTB? Damit ich nicht möglicherweise umsonst nach Hannover fahre (4h 
Zug), würde ich das vielleicht vorher mal dort anfragen. Hast du eine 
Idee, an wen genau man sich da wenden müsste? So wie ich das sehe, wäre 
die Arbeitsgruppe 2.13 für mein Anliegen zuständig.

von ths (Gast)


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Wir haben früher mal Kapazitätsdekaden gebaut, da waren diese 
Kondensatoren drin:

http://www.jahre.de/de/produkte/glimmerkondensator/kleinkondensatoren/

Typ 47. Ist aber schon ewig her, im Lager ist nix mehr.

von Kalle (Gast)


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Ich glaube, ich bestell welche bei Amidon; Toleranzen von 0,5% + 0,1pF , 
das wird wohl an Genauigkeit reichen.

von Äxl (geloescht) (Gast)


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frag mal beim avr-fritzler, er hat meine alle bekommen. Sollten ja noch 
welche da sein...

von Harald W. (wilhelms)


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Kalle schrieb:

> Damit ich nicht möglicherweise umsonst nach Hannover fahre

Umsonst wird das nicht gehen, eher vergebens. :-)

Zum Thema: Vielleicht ist ja in der Nähe eine UNI mit der
Fachrichtung Elektrotechnik. Dort hättest Du auch eine
gute Chance, eine Handvoll Kondensatoren vermessen zu
lassen. Zu billig sollten Deine Kondensatoren aber nicht
sein, sonst hat sich deren Wert schon auf dem Heimweg
wieder verändert.

von Kalle (Gast)


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Oh, das ist nicht das Problem, einzelne Kapazitäten kann ich sehr genau 
bestimmen. Das Problem ist, dass durch das Ab- und Anklemmen die 
Impedanz des Systems undefiniert und gar nicht mal so wenig verändert 
wird. Deshalb möchte ich eine veränderliche Kapazität haben, um die 
Linearität des Messgeräts unter Ausschluss des Einflusses von Ab- und 
Anklemmen zu testen. Ich will nur sehen, wie genau mein Messgerät eine 
Kapazitätsänderung bestimmt.

von Henrik V. (henrik_v)


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Ja, ich bin in der Anstalt, der Physikalisch-Technischen ;), wenn auch 
nicht in Abteilung 2. Aber zufällig hab ich einen guten Draht zu den 
Kollegen :D

Also auf der MakerFaire sind wir zu 99,9% wieder mit Fluke 57xx 
Kalibrator, HP3458 und HP Impedanz-Messgerät. Die Anmeldung ist von mir 
und eine Zusage habe ich auch schon :)

Als variable Kapazität nimm einen Luftkondensator aus den alten 
Dampfradios, (P*llin hat da einen), die Achse hat schon eine 
vorgespannte Untersetzung , Zehngangpotimechanik dran und ein paar pF 
Reproduzierbarkeit sollten drin sein.

Alubox mit nur zwei Anschlüssen (BNC), Drehko und ein paar 
Glimmerkondensatoren über Kippschalter zuschaltbar hab ich mir auch 
schon mal gebaut. (Den C auf den Mittelkontakt des Schalters und dann 
zuschalten oder kurzschliessen). Drehko auch zuschaltbar !
Man könnte noch ein paar paar 'DO NOT EAT' Tüten dazulegen, war mir aber 
nicht soo wichtig.

Gruß Henrik

von Kalle (Gast)


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OK, nur um mich klarer auszudrücken: Ich kann einzelne Kapazitäten sehr 
genau bestimmen; aber die Werte streuen durch den Einfluss des 
Anklemmens. Tatsächlich interessiert mich der Absolutwert aber gar 
nicht, sondern eine Änderung desselben.

von Harald W. (wilhelms)


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Henrik V. schrieb:

> Ja, ich bin in der Anstalt,

Ist das heilbar? :-)

von ths (Gast)


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Nein, und deswegen ist der Stacheldrahtzaun nach innen gekröpft.

von Kalle (Gast)


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Henrik, vielen Dank. Ich bau mir jetzt eine Kapazitätsdekade mit einem 
guten Drehschalter und Glimmerkondensatoren mit kleiner Toleranz. Wie du 
schon vorgeschlagen hast, Koax-Schirm aufs Gehäuse. Den 
Open/Short-Abgleich auch gleich mit über den Drehschalter, um ihn 
halbwegs rauszukalibrieren; dicke Drähte um die Induktivität klein zu 
halten. Ein nicht zu kleines Gehäuse um die Kapazität zwischen Draht und 
Gehäuse zu verringern. Vielleicht das ganze auf einer großen Platte mit 
Fixierungen für die 4 Koaxialkabel (Vierleiter-Messung), damit nichts an 
den BNC-Buchsen wackelt. Alle Drähte in gleicher Länge und in gleichem 
Abstand zueinander. Frage mich, ob man die Verbindungen im Inneren der 
Box auch mit Koaxialkabel macht und (wie auch außen) auf den Schirm ein 
Schutzpotential legt, damit der Leiter keine Kapazität sieht.

Ich hoffe, ich werde jetzt nicht als Troll abgetan, aber ein paar pF 
Reproduzierbarkeit sind leider nicht genug. Ich möchte eine 
Kapazitätsänderung von weniger als 0,1 pF reproduzieren können; meine 
LCR Bridge kann 10 fF auflösen.

von Henrik V. (henrik_v)


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Harald W. schrieb:
> Henrik V. schrieb:
>
>> Ja, ich bin in der Anstalt,
>
> Ist das heilbar? :-)

Will ich geheilt werden? :D :D


Zu einstellbaren Referenzkondensatoren:
So einen General Radio 722 in kupferausgekleideter Holzbox hab ich mir 
privat für <200€ bei Singer geholt.
https://www.youtube.com/watch?v=G9kUOrAo_PQ
Die in der Kalibriertabelle von '62 angegebenen Werte stimmen noch (im 
Rahmen meiner Messmöglichkeiten, der Kollege von Abt. 2 hat das Ding 
noch nicht genauer Nachgemessen).

Gruß Henrik

von Henrik V. (henrik_v)


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Kalle schrieb:
> Ich hoffe, ich werde jetzt nicht als Troll abgetan, aber ein paar pF
> Reproduzierbarkeit sind leider nicht genug. Ich möchte eine
> Kapazitätsänderung von weniger als 0,1 pF reproduzieren können; meine
> LCR Bridge kann 10 fF auflösen.

Du kennst TEA? :)

von Kalle (Gast)


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Ich hab mich verschrieben, ich möchte keine Änderung von 0,1pF 
reproduzieren können, sondern messen. Ich hab jetzt 2,2pF, 3,3pF, 4,7pF 
und 5pF genommen. Das ist zwar immer noch leicht mehr als ich nachher 
messen will, aber immerhin in der gleichen Größenordnung.

von Kalle (Gast)


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Henrik V. schrieb:
> Du kennst TEA? :)


Die argentinische Eisenbahngesellschaft Trenes Especiales Argentinos? :D 
Nein, was ist das?

von Henrik V. (henrik_v)


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von Henrik V. (henrik_v)


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Kalle schrieb:
> Ich hab mich verschrieben, ich möchte keine Änderung von 0,1pF
> reproduzieren können, sondern messen. Ich hab jetzt 2,2pF, 3,3pF, 4,7pF
> und 5pF genommen. Das ist zwar immer noch leicht mehr als ich nachher
> messen will, aber immerhin in der gleichen Größenordnung.

Man kann Cs ja auch seriell schalten...
60pF-400pF vom Drehko in Serie zu 33pF ?
Oder den UKW-Teil 10-30pF (geschätzt) mit 10pF?

von Kalle (Gast)


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Hm, ich weiß nicht. Eigentlich hatte ich gedacht, die Leitungen vom 
Drehschalter zu den Kondensatoren alle exakt gleich lang zu lassen, 
damit die Impedanz einigermaßen gleich bleibt. Wenn man stückelt, geht 
das nicht mehr. Außerdem addiert sich ja dann die Toleranz der 
Kondensatoren.

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