Kapazität messen

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Kapazität messen

Neuer Beitragvon drunkenmunky am Sonntag 19. September 2010, 14:04

Hi,

ich verwende ein in einem Mirkrocontroller einbautes Kapazitätsmessmodul. Es funktioniert folgendermaßen:
Der externe Kondensator wird mit Konstantstromquelle aufgeladen ->Spannung steigt linear an bis zu einer fest eingestellten Schwelle. Dann wird er mit einer Konstantstromsenke wieder entladen bis zu einer festen unteren Schwelle. Dadurch ergibts sich eine Dreiecksspannung. Jedes Mal wenn er die obere Schwelle erreicht, wird der Ausgang gesetzt und wenn er die untere Schwelle erreicht, zurückgesetzt. Die Impulse zähle ich dann immer eine feste Zeit lang.

Jetzt gilt doch die Formel:
[formelzeichen]U(t)=\frac{I}{C}*t[/formelzeichen]

Jetzt müsste doch die Ladezeit bis zur eingestellten Schwelle proportional zur Kapazität sein, oder nicht? Meine Messungen ergeben etwas anderes...
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Re: Kapazität messen

Neuer Beitragvon Jornbyte am Sonntag 19. September 2010, 18:47

Was ist das für ein Mirkrocontroller? Wie hoch ist der Takt? Wer überwacht die Schaltschwelle? Woher kommt das Zeitnormal?
Viele Fragen, aber hast du alle Abweichungen berücksichtigt, hast du auch die Programmlaufzeit beachtet?
All die darin vorkommenden Fehler führen in Summe zum ungenauen Messergebnis.
Zuletzt geändert von Jornbyte am Sonntag 19. September 2010, 18:47, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Kapazität messen

Neuer Beitragvon Jornbyte am Sonntag 19. September 2010, 18:57

Hier habe ich noch was für dich:
http://elm-chan.org/works/cmc/report.html
Das Ding geht sehr genau und sollte für alle Fälle reichen. Für die "großen" µF reicht ja eine Stoppuhr :-)
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Re: Kapazität messen

Neuer Beitragvon drunkenmunky am Sonntag 19. September 2010, 21:56

danke für die Antworten. Mikrocontroller ist ein Microchip PIC16, Interner Oszillator mit 32MHz. Die Einheit läuft nebenher, dürfte ja dann nicht von der Programmzyluszeit abhängen. Schaltschwellen sind laut Datenblatt mit 2 Komperatoren gemacht die ein SR-Flipflop setzen und rücksetzen.
Einen Timer hab ich als Counter geschalten, der zählt die Impulse und der andere löst beim Überlauf ein Interrupt aus, wo dann der Zählerstand entnommen wird und wieder zu null gesetzt wird.
Es ist auch nicht so wichtig, die Kapazität möglichst genau zu bestimmen, ich frag mich nur warum es nicht linear von der Kapazität abhängt. Im Anhang ist mal ein Diagramm, was ich damit gemessen habe. Auf der x-Achse ist die Kapazität in Pikofarad aufgetragen, y-Achse ist der Zählerstand.

Den Link werd ich mir noch mal genauer anschauen.

Sonst noch Ideen?
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Re: Kapazität messen

Neuer Beitragvon anders am Sonntag 19. September 2010, 22:25

Das sieht nach einer wunderschönen Hyperbel aus und würde bedeuten, dass du nicht die Periodendauer des RC-Oszillators gemessen hast, sondern seine Frequenz. :mrgreen:
Kannst ja mal 1/C gegen deine Messwerte auftragen, oder 1/Messwert gegen C ...

Noch ein Tipp:
Es gar nicht erforderlich, daß du mit Konstantstrom arbeitest, solange die Schaltschwellen ein fester Bruchteil der Versorgungsspannung sind und der Innenwiderstand der Schalter klein ist gegenüber dem Ladewiderstand.
Da der Innenwiderstand der Ausgangstransistoren einige zehn Ohm beträgt, kanst du anstelle der Konstanstromquelle einfach einen Widerstand der Größenordnung 100kOhm verwenden.
Etwaige Pullups an dem Eingang, mit dem du die Kondensatorladung feststellst, müssen natürlich abgeschaltet sein.

P.S. Tipp2:
wo dann der Zählerstand entnommen wird und wieder zu null gesetzt wird.
Genauer wird es , wenn du denn Zähler nicht auf Null setzt, sondern den gemessenen Zählerstand subtrahierst.
Dadurch gehen dir keine Impulse verloren, die zwischen dem Ablesen und dem "Null"setzen eingetrudelt sind.
Zuletzt geändert von anders am Sonntag 19. September 2010, 22:36, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Kapazität messen

Neuer Beitragvon drunkenmunky am Montag 20. September 2010, 16:15

:lol: darauf hätte ich auch selber drauf kommen müssen. *schäm*

jetzt siehts linearer aus...

die Konstantstromquelle ist schon im Controller integriert, von daher muss ich die verwenden externe beschaltet ist nur der Kondensator.

Danke!
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Kompliment zum Hohentwiel

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Montag 20. September 2010, 17:13

beim Hohentwiel war Poppele aber ein guter Geist. Er holte Wasser und Holz in die Küche, fütterte das Vieh, half auf dem Feld und programmierte Mikrokontroller. ( um das mal auf heutige Verhältnisse zuzuschneiden)

Ja da kommt doch Freude auf, wenn es dann dank Poppeles Vetter aus Bonn dem Wichtel Anders sauber funktioniert. :mrgreen: :sm12:

Gruß Lothar
Lothar Gutjahr bestätigt:Senneca hatte recht. Wir haben nicht zu wenig Zeit, sondern vergeuden zu viel.
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