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Zylinderkondensator Füllstandsmessung (Elektronik)

verfasst von schaerer , Kanton Zürich (Schweiz), 10.11.2010, 09:43 Uhr

Hallo Guy,

» bin gerade dabei einen Zylinderkondensator für eine kapazitive
» Füllstandsmessung zu bauen.
» Als Elektrode benutze ich ein mit Urethan Lack isoliertes Alurohr mit
» einem Durchmesser von 12mm und ein Alustab mit einem Durchmesser von 3mm,
» welchen ich mit einem Schrumpfschlauch isoliert habe. Die Länge beträgt
» 20cm.
»
» Über die Formel für den Zylinderkondensator habe ich folgende Kapazitäten
» berechnet:
» -Luft als Dielektrikum: C=8pF
» -Wasser als Dielektrikum: C=641pF (also das 80fache)
»
» Praktisch aufgebaut und getestet komme ich aber auf komplett andere
» Werte:
» -Luft als Dielektrikum: C=25pF
» -Wasser als Dielektrikum: C=170pF
»
» Gemessen habe ich die Werte mit einem HP 4284 LCR Meter.

Sagt mir nichts ohne da selbst nachzusehen. Dazu habe jetzt ich leider keine Zeit.

» Da ich mir diese Werte nicht erklären konnte habe ich zum Testen einen
» Plattenkondensator aufgebaut, welcher deutlich besser funktioniert.
»
» Errechnete Werte:
» -Luft als Dielektrikum: C=9,7pF
» -Wasser als Dielektrikum: C=773pF (80fache Erhöhung)
»
» Gemessene Werte:
» -Luft als Dielektrikum: C=20pF
» -Wasser als Dielektrikum: C=1nF (50fache Erhöhung)

Hast Du bei diesen Berechnungen auch die Dielektrizitätskonstanten des Lacks und Schrumpfschlauches mit einbezogen?

Bei der ersten Messung mit dem Zylinder fällt auf, dass die gemessenen Werte mit Wasser deutlich niedriger sind als die errechneten. Das kann ein Indiz dafür sein, dass diese Dielektrizitätskonstanten nicht zu unterschätzen sind. Und ich denke, da gilt dann schon das rein Empirische. Bedenke nur einmal die Unsicherheit betreffs Lackdicke. Und da gibt es bestimmt auch noch feinste Lufteinschlüsse...

Wichtiger scheint mir ein Langzeitversuch um zu sehen, wie stabil die Kapazität bei gleicher Wasserhöhe ist. Auch mit heissem Wasser mal testen.

Die Kapazität des Kabels kann es nicht sein, weil das gäbe eine konstante Abweichung. :lookaround:

» Mir ist klar, dass mein Messaufbau nicht 100% korrekte Ergebnisse liefern
» kann.

Ja aber auch hier gilt doch die selbe konstante Abweichung.

» Beim Zylinderkondensator liege ich aber so weit von der Theorie weg,
» dass ich es mir nicht mehr erklären kann.
»
» Jetzt meine Frage:Habe ich etwas übersehen oder falsch gemacht?
»
» Als nächstes werde ich einen NE555 als astabile Kippstufe aufbauen um den
» Kondensator nochmal zu überprüfen.

Dazu folgender Tipp:

"555-CMOS: 50%-Duty-Cycle-Generator (mit kapazitiver Sensor-Schaltung)"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ast555.htm

Siehe Kapitel "Anwendung: Kapazitive Sensorschaltung mit LMC555". Beachte darin den Link "Testschaltung".

PS.: Ich muss bald weg und weiss nicht ob ich heute noch weiter dazukomme, hier mitzumachen. Ich hoffe, es hilft Dir jemand anders auch weiter.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

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Zylinderkondensator Füllstandsmessung - schaerer, 10.11.2010, 09:43

Zylinderkondensator Füllstandsmessung - Altgeselle, 10.11.2010, 14:04

Zylinderkondensator Füllstandsmessung - schaerer, 10.11.2010, 16:47

Zylinderkondensator Füllstandsmessung - x y, 10.11.2010, 12:15

Zylinderkondensator Füllstandsmessung - Guy Montag, 10.11.2010, 13:34

finite-Elemente-Methode - geralds, 10.11.2010, 13:58

Zylinderkondensator Füllstandsmessung - Guy Montag, 10.11.2010, 14:05

Zylinderkondensator Füllstandsmessung - Gast aus HH, 10.11.2010, 14:26

Zylinderkondensator Füllstandsmessung - Guy Montag, 10.11.2010, 14:34