Hallo allerseits, Ich arbeite gerade an einem Projekt, bei dem ich mit dem AD7745/46 Evalution Board und einem RasPi eine kapazitive Füllstandsmessung machen soll. Dabei habe ich mir gedacht, dass ich zwei Kupferstäbe (Ø 4mm, Abstand Mittelpunkt-Mittelpunkt 15mm) als Kondensator verwende. Das Prinzip dahinter sollte wie bei jeder kapazitiven Messeung sein, dass die Kapazität mit dem Füllstand steigt. Soweit so gut, aber ich habe das Problem, dass die Kapazität sinkt ohne mir erschließbaren Grund oder Fehlerquelle. Ich habe mittlerweile auch versucht die Kapazität zweier Kupferstäbe mit einer LCR Messbrücke (Rohde & Schwarz HM8118) zu messen und beobachte das gleiche unerwartete Verhalten, dass die Kapazität sinkt beim Einbringen eines Dielektrikums. Am Messgerät selbst kann es nicht liegen, da ich mit einem selbstgebauten Zylinderkondensator aus Kupfer das eigentlich zu erwartende Verhalten beobachte. Ich wäre wirklich sehr froh, wenn mir da jemand weiterhelfen könnte oder jemand daraüber diskutieren möchte. Ich weiß gerade echt nicht, was ich da übersehe...
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Forumssuchfunktion kaputt oder zu faul zum Suchen? Zu diesem Thema gibt es schon jede Menge Beiträge im µC-Net.
Beitrag #7172259 wurde vom Autor gelöscht.
Zeno schrieb: > Forumssuchfunktion kaputt oder zu faul zum Suchen? > Zu diesem Thema gibt es schon jede Menge Beiträge im µC-Net. Vielen Dank, aber wo zu MEINEM Problem?
Tom schrieb: > Ich habe mittlerweile auch versucht die Kapazität zweier Kupferstäbe mit > einer LCR Messbrücke (Rohde & Schwarz HM8118) zu messen und beobachte > das gleiche unerwartete Verhalten, dass die Kapazität sinkt beim > Einbringen eines Dielektrikums. Leitet das Dielektrikum? Wasser? Dann hat Dein komplexer Widerstand ganz schnell auch noch einen Realteil. fchk
Frank K. schrieb: > Tom schrieb: > >> Ich habe mittlerweile auch versucht die Kapazität zweier Kupferstäbe mit >> einer LCR Messbrücke (Rohde & Schwarz HM8118) zu messen und beobachte >> das gleiche unerwartete Verhalten, dass die Kapazität sinkt beim >> Einbringen eines Dielektrikums. > > Leitet das Dielektrikum? Wasser? Dann hat Dein komplexer Widerstand ganz > schnell auch noch einen Realteil. > > fchk Das Wasser ist leitfähig aber die Stäbe sind isoliert und daher eigentlich nicht mit dem Wasser in Kontakt.
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Tom schrieb: > Das Wasser ist leitfähig aber die Stäbe sind isoliert und daher > eigentlich nicht mit dem Wasser in Kontakt. Sicher? Wieviele Schichten Lack hast Du da drauf oder wie ist die Isolation gemacht? Gerade an den Ecken, z.B. am unteren Ende der Stäbe, ist es gar nicht so leicht das sicher und dauerhaft zu isolieren. Dann kommt noch dazu daß viele Lacke auch Wasser aufnehmen und damit dann Deine Messung durcheinanderbringen.
Die Kapazität zwischen den Stäben wird im Wesentlichen durch den Nahbereich bestimmt. Das vereinfachte Ersatzschaltbild bestünde aus drei Elkos in Serienschaltung. Einen wesentlichen Einfluss auf zwei dieser Kondensatoren hat die Oberfläche. Oxydation und Oberflächenrauhigkeitsänderungen haben einen Einfluss. Wie stark sinken diese Werte ab, dass das Deine Messung stört? Messe mal im Vergleich mit einem 240/300 Ohm Antennenkabel. Ansonsten ginge noch ein Schwimmer, der einen Feritstab in eine Spule schiebt. Das wäre die induktive Messung.
Tom schrieb: > Zeno schrieb: >> Forumssuchfunktion kaputt oder zu faul zum Suchen? >> Zu diesem Thema gibt es schon jede Menge Beiträge im µC-Net. > > Vielen Dank, aber wo zu MEINEM Problem? Die Forensuche liefert ca. 65 Ergebnisse genau zu diesem Thema. z.B hier Beitrag "Re: Wie weit kann Wasser Strom bei 5V leiten?" oder hier Beitrag "Kapazität messen" Google liefert für "kapazitive füllstandsmessung" ca.17000 Ergebnisse, da sollte doch was dabei sein. Tom schrieb: > Ich habe mittlerweile auch versucht die Kapazität zweier Kupferstäbe mit > einer LCR Messbrücke (Rohde & Schwarz HM8118) zu messen und beobachte > das gleiche unerwartete Verhalten, dass die Kapazität sinkt beim > Einbringen eines Dielektrikums. > Am Messgerät selbst kann es nicht liegen, da ich mit einem > selbstgebauten Zylinderkondensator aus Kupfer das eigentlich zu > erwartende Verhalten beobachte. 2 Kupferstäbe != Zylinderkondensator! Bei Auswertung mit einer Brückenschaltung ist es völlig unerheblich, ob die Kapazität sinkt oder steigt, da die Diagonalspannung proprtional C ist.
Gerd E. schrieb: > Tom schrieb: >> Das Wasser ist leitfähig aber die Stäbe sind isoliert und daher >> eigentlich nicht mit dem Wasser in Kontakt. > > Sicher? Wieviele Schichten Lack hast Du da drauf oder wie ist die > Isolation gemacht? > > Gerade an den Ecken, z.B. am unteren Ende der Stäbe, ist es gar nicht so > leicht das sicher und dauerhaft zu isolieren. > > Dann kommt noch dazu daß viele Lacke auch Wasser aufnehmen und damit > dann Deine Messung durcheinanderbringen. Die Kupferstäbe befinden sich in Acrylglas, da sollte es also keine Probleme geben. Einmal davon abgesehen sollte das aber nicht das Verhalten des Kondensators ändern oder? Natürlich wäre die gemessene und berechnete Kapazität unterschiedlich, wenn die Stäbe im Experiment irgendwie leitend verbunden wären, aber das Verhalten, dass die Kapazität zunimmt und nicht abnimmt bei steigendem Wasserpegel, sollte ja immer zu beobachten sein. Der Zylinder Kondensator, den ich zum Testen verwendet habe, ist gar nicht isoliert zeigt aber das erwartete Verhalten wenn der Wasserstand steigt. Ich verstehe einfach nicht, wo in diesem doch einfachen Aufbau das Problem liegen soll bzw. warum sich die beiden paralellen Kupferstäbe derart anders verhalten als ein Zylinderkondensator.
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Tom schrieb: > Ich verstehe einfach nicht, wo in diesem doch einfachen Aufbau das > Problem liegen soll bzw. warum sich die beiden paralellen Kupferstäbe > derart anders verhalten als ein Zylinderkondensator. Wie hängt denn dein Behälter mit der Kapazitätsmessung zusammen? Im Falle des Zylinderkondensators findet die Messung innerhalb des durch die äußere Elektrode gekapselten Raumes statt.
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Wolfgang schrieb: > Tom schrieb: >> Ich verstehe einfach nicht, wo in diesem doch einfachen Aufbau das >> Problem liegen soll bzw. warum sich die beiden paralellen Kupferstäbe >> derart anders verhalten als ein Zylinderkondensator. > > Wie hängt denn dein Behälter mit der Kapazitätsmessung zusammen? > Im Falle des Zylinderkondensators findet die Messung innerhalb des durch > die äußere Elektrode gekapselten Raumes statt. Ein Bild ist hier wohl am aussagekräftigsten. Die Kapazität wird oben an den beiden Schrauben abgenommen.
Tom schrieb: > Ein Bild ist hier wohl am aussagekräftigsten. Sind die beiden Stäbe jeweils eine Elektrode? In welchem Universum ist das ein Zylinderkondensator? Allenfalls würde ich das als schlechten Plattenkondensator bezeichnen.
Wolfgang schrieb: > Wie hängt denn dein Behälter mit der Kapazitätsmessung zusammen? Du misst anscheinend nur eine Differenzkapazitaet der Staebe zur Umwelt, die mit Fuellung des Behaelters abnimmt.
Kevin M. schrieb: > > Sind die beiden Stäbe jeweils eine Elektrode? In welchem Universum ist > das ein Zylinderkondensator? Allenfalls würde ich das als schlechten > Plattenkondensator bezeichnen. Habe nie behauptet, dass das ein Zylinderkondensator sei, aber ja das Prinzip ist wie bei einem Plattenkondensator. Dieter schrieb: > > Du misst anscheinend nur eine Differenzkapazitaet der Staebe zur Umwelt, > die mit Fuellung des Behaelters abnimmt. Wieso eine Differenzkapazität der Stäbe zur Umwelt? Die Idee ist, dass ich die Kapazität zwischen den zwei paralellen Stäben messe.
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Die Messung wird so zu stark verfälscht. Das bringt kein brauchbares Ergebnis. Der Behälter ist Antenne, das Wasser hat Leitverluste.
Helge schrieb: > Die Messung wird so zu stark verfälscht. Das bringt kein brauchbares > Ergebnis. Der Behälter ist Antenne, das Wasser hat Leitverluste. Aber die Kupferstäbe sind ja gegen das Wasser isoliert, das sollte dann ja kein Problem sein, oder? Und wie soll sich hier der Edelstahl Behälter nun genau auswirken?
von Tom schrieb: >dass die Kapazität sinkt beim >Einbringen eines Dielektrikums. Wie groß ist die Kapazität die du gemessen hast? Was für ein Material ist dein Dielektrikum? Der Abstand der Stäbe ist groß, die Fläche klein, da haben ja die Meßleitungen schon eine größere Kapazität als deine Stäbe. Vielleicht wirken die Stäbe auch noch als Antenne die Störungen aus der Umgebung aufnehmen und die Messung verfälschen. Ist das Meßkabel abgeschirmt? Besser ist, du misst die Kapazität zwischen den Behälter und einer größeren Fläche mit ganz geringen Abstand, vielleicht so 1mm, und abgeschirmten Kabel und Schirm am Behälter.
Moin, Ich habe zwar keine praktische Erfahrung mit dem angegebenen Käfer, aber mir fiel beim schnellen Durchsehen des DaBla auf, daß nur ein C-Bereich von +/- 4pF angegeben ist mit 17pF maximaler C.M. Kapazität. Ich rate daher an Hand der üblichen Berechnungsmethoden die zu erwartenden C-Randbedingungen zu erfassen. Auch wird empfohlen ratiometrische Elektrodenstruktur mit den Ref Eingängen zu verwenden. Es ist wichtig, daß die Elektroden nahe genug aneinander sind, damit die elektrischen Felder zwischen den Elektroden die notwendigen Größenordnungen erreichen. Auch mechanische und elektrische Stabilität ist notwendig. Am besten bildet man den Meßkopf als PCB aus. Auch wird empfohlen den AD7745 so nahe wie möglich am Meßkopf anzuordnen. Hier ist vielleicht Nützliches zu lesen: http://aquanet.tuc.gr/@api/deki/files/84/=A_Low-cost_Capacitive_Sensor_for_Water_Level_Monitoring_in_Large-Scale_Storage_Tanks.pdf Hier steht sehr viel Wichtiges drin: https://studylib.net/doc/12464370/liquid-level-sensing-using-capacitive-to-digital-converters Gehe mal die ganze Literatur durch um dir die Erfahrungen anderer zunutze zu machen. Ich erzielte vor Jahren mit dem QT300 (Quantum Research) vorzügliche Ergebnisse im mm Bereich. Leider ist der nur noch schwer zu kriegen. Ist aber wesentlich unkritischer in der Handhabung. Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !" Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !" Meßbereicherweiterung: https://community.element14.com/products/devtools/technicallibrary/m/files/14643
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Gerhard O. schrieb: > > Hier ist vielleicht Nützliches zu lesen: > http://aquanet.tuc.gr/@api/deki/files/84/=A_Low-cost_Capacitive_Sensor_for_Water_Level_Monitoring_in_Large-Scale_Storage_Tanks.pdf > > Hier steht sehr viel Wichtiges drin: > https://studylib.net/doc/12464370/liquid-level-sensing-using-capacitive-to-digital-converters > > Gehe mal die ganze Literatur durch um dir die Erfahrungen anderer > zunutze zu machen. > > Ich erzielte vor Jahren mit dem QT300 (Quantum Research) vorzügliche > Ergebnisse im mm Bereich. Leider ist der nur noch schwer zu kriegen. Ist > aber wesentlich unkritischer in der Handhabung. > Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !" > Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !" Vielen lieben Dank für die sehr hilfreiche Antwort!
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