Re: Übertragungsfunktion

From	Joerg <news@analogconsultants.com>
Newsgroups	de.sci.electronics
Subject	Re: Übertragungsfunktion
Date	2017-12-28 01:06 -0800
Message-ID	<fajqfgF3lf4U1@mid.individual.net> (permalink)
References	<faevbqFi6nU1@mid.individual.net> <p1tuu8$784$1@news.albasani.net> <fafmqmF5se0U1@mid.individual.net> <mpt64d9tpp5v6ktnn9dhjop4vvc9lih9hr@4ax.com> <fahmmlFjgdaU1@mid.individual.net>

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On 2017-12-27 05:31, Hans-Peter Diettrich wrote:
> Am 27.12.2017 um 11:42 schrieb Heinz Schmitz:
>> Hans-Peter Diettrich wrote:
>>
>>>>> Ich versuche derzeit, Messungen mit einem kapazitiven Sensor zu
>>>>> verstehen bzw. zu erklären. Der Sensor soll dazu mit einer
>>>>> Induktivität zu einem Schwingkreis erweitert werden. Andere Verfahren
>>>>> stehen hier nicht zur Debatte.
>>
>> Wie hoch ist denn die zu erwartende Kapazitätsvariation des Sensors?
>
> Die Dielektrizitätskonstante ändert sich etwa 1:200. Ob der Meßwert
> ebenfalls in diesem Bereich variiert, da bin ich mir noch nicht sicher.
> Bei der Resonanzfrequenz wäre das nur noch 1:14, und dann kommen noch
> die restlichen/parasitären Kapazitäten hinzu.
>
>>> Wie bekomme ich da ein Ersatzschaltbild für die Meßstrecke hin, und
>>> berechne den Frequenzgang? Der Sensor und der Rest der Elektronik liegen
>>> immerhin ca. 30cm auseinander, die irgendwie überbrückt werden müssen.
>>
>> Eine Leitung von 30 cm Läge zum Bestandteil des Schwingkreises zu
>> machen, halte ich für sehr ungünstig.
>
> Ich auch, aber "das wurde so schon gemacht und hat funktioniert". Für
> dieses alte Modell gibt es auch Anhaltspunkte für die zu erwartenden
> Parameter: C~10pF, L~2µH. Allerdings beruht dieses ganze Modell auf der
> Änderung der Leitfähigkeit der Vorlage, d.h. die Kapazität wird als
> konstant angenommen. Man müßte also auch noch wissen, wie sich im
> konkreten Fall die Leitfähigkeit parallel zur Kapazität ändert...
>
> Insbesonder fiel mir auf, "daß Frequenzen
> von etwa  40 MHz die Grenze  darstellen, bis zu der eine hinreichend
> stabile  Oszillation noch  mit einfachen Mitteln sicher gestellt werden
> kann."
>

Es gibt noch eine andere Methode und die kann sehr genau sein. Man 
schaltet den Kondensator parallel zu einem guten NPO Typen von einigen 
pF und benutzt das ganze, um einen Quarz zu "ziehen". Dann ist die 
Resonanz sehr schmalbandig und vor allem ist die Toleranz der 
Induktivitaet weg. Die Resonanz dieser Quarzschaltung kann man entweder 
mit einem Oszillator messen oder per "Dipmeter" Verfahren mit einem DDS 
oder aehnlichem.

Funkamateure, die schonmal ein Icom IC202 Funkgeraet hatten, wissen wie 
genau und stabil diese Methode ist. Das arbeitete mit kontrolliert 
gezogenen Quarzen, der Kondensator war dabei ein Drehkondensator.


>> Besser den Oszillator und eine
>> Pufferstufe direkt am Sensor anbringen, dann die Frequenz über die
>> Leitung schicken, und am Ende die Frequenzvariation messen.
>

Wuerde ich auch so machen, wenn das von der lokalen Temperatur und 
anderen Umweltzustaenden vor Ort her machbar ist. Die Frequenz kann man 
dabei ueber die Versorgungsleitung mitschicken.


> Schon, aber wie bringe ich das einem Laien bei, wenn sich dabei am
> Schaltbild nichts ändert? Mit Ersatzschaltbildern wird die Sache auch
> für mich unübersichtlich, weil mir Anhaltspunkte für die Größe der
> parasitären Komponenten fehlen. Damit kann ich auch kein realistisches
> Rechenmodell angeben, an den man herumspielen könnte.
>

Bei solchen Sachen ist es oft besser, erstmal zu probieren und dann zu 
berechnen.


>>> A priori ist noch nicht einmal bekannt, welche Frequenz und damit welche
>>> Induktivität günstig wäre.
>>
>> Die nötige Frequenz wird sich aus der Kapazitätsvariation des Sensors
>> und der Diskriminationsfähigkeit der Frequenzmessung ergeben.
>
> Nach oben dürfte die Realisierung der Induktivität eine Grenze setzen.
> Ich muß da noch den Trugschluß beseitigen, daß mit heutigen Mitteln
> (Frequenzen bis 2,4GHz) und dem alten Modell gleich viel besser gemessen
> werden kann.
>

Das ist auch ein Trugschluss, das Verfahren haette schon zu Zeiten der 
Stahlroehren funktioniert. Und hat es vermutlich auch, allerdings eher 
im Anwendungsbereich pfeiff-rumms-schepper.

-- 
Gruesse, Joerg

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Thread

Übertragungsfunktion Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2017-12-26 13:58 +0100
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    Re: Übertragungsfunktion Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2017-12-26 20:36 +0100
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            Re: Übertragungsfunktion Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2017-12-28 18:17 +0100
              Re: Übertragungsfunktion Joerg <news@analogconsultants.com> - 2017-12-28 16:20 -0800
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        Re: Übertragungsfunktion Joerg <news@analogconsultants.com> - 2017-12-28 17:24 -0800
          Re: Übertragungsfunktion Peter Thoms <dl6lat@darc.de> - 2017-12-29 11:15 +0100
            Re: Übertragungsfunktion Joerg <news@analogconsultants.com> - 2017-12-29 07:32 -0800
              Re: Übertragungsfunktion Peter Thoms <dl6lat@darc.de> - 2017-12-30 16:53 +0100
                Re: Übertragungsfunktion Joerg <news@analogconsultants.com> - 2017-12-30 08:02 -0800
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                Re: Übertragungsfunktion Peter Thoms <dl6lat@darc.de> - 2018-01-01 17:22 +0100
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                Re: Übertragungsfunktion Peter Thoms <dl6lat@darc.de> - 2018-01-04 14:14 +0100

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