Hallo Johann,
im Anhang Bilder eines geeichten Drehkos.
(Datum FTZ Außenstelle Bln 1936)
Da es grundlegend ist, beim Eichen die
Temperatur- und Zeitdrift zu untersuchen,
hat dieser Drehko also in dieser Beziehung
eine gewisse Qualität gehabt (hat sie noch?)
Ob seine Werte heute noch stimmen, kann ich mangels
geeigneter Meßgeräte nicht sagen.
Möglicherweise gab es zu dem Kondensator einen Eichbrief mit
Angaben zu Abweichungen beim Durchdrehen (wie bei Themometern)
aber den habe ich jedenfalls nicht.
Materialien sind Messing, Aluminium und ein keramisches
Isoliermaterial. Gehäuse ist doppelt.
Bei den guten Erfahrungen, die du mit Styroflex-Kondensatoren
gemacht hast, warum verwendest du nicht auch kleinere Werte
als Normale?
Ach die KW-Drehkos aus HF-Keramikplatten und versilberten
Metallplatten könnten gute Dauerstabilität haben.
Gruß
Georg
@ perl
zum Thema Zinkdruckguß:

Zitat :

Von Vorkriegsdrehkos mit Gehäuse aus Zinkspritzguss ist bekannt

Das trifft auch Nachkriegsware. Teile von Plattenspielern und
Tonbandgeräten aus 50ern und 60ern sind oft betroffen.
Ganz besonders weinen die Sammler von Spielzeuglokomotiven.
Ich kenne völlig verrottete Drehkos aus den 60ern, aber auch
völlig einwandfreie aus der Vorkriegszeit.

Zitat :

Gehäuse durch Gefügeänderungen innerhalb

Gefügeänderungen sind dies nicht, es handelt sich um
Korngrenzenkorrosion unter Mitwirkung von Feuchtigkeit.

Zitat :

Durch andere Materialauswahl hat man dieses Problem wohl entschärft,

Das Problem besteht im Grunde nach wie vor. Es wird verursacht
durch Spurenverunreinigung in der Druckgußlegierung.
(Die heute noch dieselbe wie in den 30ern ist)
Dadurch kommt es zu Korngrenzenkorrosion, die wirklich
so wirkt, als ginge ein Hefekuchen auf.
Das wußte man schon vor dem Krieg, aber Schlamperei
in den Gießereien kam immer wieder vor. Im Krieg hat man
es teils bewußt getan, aber da fragte niemand nach Stabilität.
Da man solche Phänomene z. B. bei Vergasern nicht kennt,
muß es offensichtlich Möglichkeiten geben, sie zu vermeiden:
Es reicht eine Wareneingangsprüfung auf besagte Spurengehalte.
Nur hat sich das nicht in allen Industriesparten gleich
schnell herumgesprochen :=(

Zitat :

und du verlangst Dimensionsstabilität im µm-Bereich

µm ist vielleicht etwas hoch gegriffen. Da die Kapazität in Mittellage
des Pakets im Gegenpaket ein flaches Minimum hat, sind die
Ansprüche gar nicht soo hoch. Bei symmetrischem Aufbau
Ist der Tk gering.


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Dimmen ist für die Dummen

@ perl
Zumindest optisch schauen die Gehäuse meiner Drehkos perfekt aus. Es ist aber interessant, zu hören, dass Spritzguss zu Wachstum neigt. Ich habe bei den beiden Drehkos, die ich verwenden wollte / will (natürlich mit einem entsprechend hohen Vorwiderstand) einen Spannungstest mit 100 V DC durchgeführt, den sie trotz des kleinen Plattenabstandes einwandfrei bestanden haben. Die Gehäuse der Drehkos sind (ohne Achse) nur 40 mm lang und 30 mm breit. Ob eine große Bauform mechanisch stabiler ist, kann ich auf Anhieb nicht sehen.

@ GeorgS
Die guten alten Styroflexkondensatoren erwiesen sich wohl als sehr stabil, haben aber einen nicht vernachlässigbaren Frequenzgang. Die beiden guten Dinger behalte ich nach wie vor. Den Umstieg auf Glimmerkondensatoren mache ich eben deswegen, weil bei diesen der Verlustwinkel über einen sehr großen Frequenzbereich linear verläuft.

Der Grund, warum ich an etwa 1000 pF gedacht habe, hängt mit einem recht guten (einst selbst gebauten) Messgerät zusammen, das ich besitze. Dort ist der kleinste Messbereich 1999 pF. Eine Kalibrierung mit einem zu kleinen ‚Normal’ würde einen zu großen Fehler bewirken.

Ich sehe und glaube es, dass es hochstabile Drehkondensatoren gibt. In meinem Fall will ich jedoch keinen großen Aufwand treiben, weil es sich bei diesem Miniprojekt nur um einen nicht geplanten Sidestep handelt. Ich will mich dort nicht verlieren. Wenn es mit den einfachen Mitteln Sinn macht, fertige ich das Ding an und sonst eben nicht.

@ alle & mich selbst
Ich muss noch etwas brüten.
Eine Option ist auch, das billige Ding zu bauen und es zu kübeln, wenn es wegdriftet. Ich kann das Ding ja von Zeit zu Zeit mit den wohl sehr stabilen Glimmer-Referenzen vergleichen.

Vorerst herzlichen Dank für die Beiträge. Grüße,

Johann

Nachtrag

@ Perl,
Ich vergaß, auf den letzten Absatz zu antworten. Ich verstehe den Punkt. Nur das ließe sich schnell testen, indem ich den Drehko im Klimaofen, sagen wir um 10 oder 20 Grad über die Raumtemperatur erwärme und beim Abkühlvorgang den Kapazitätsverlauf (mit dem Präzisionsmessgerät) verfolge.

@ Perl & Georg
Na ja, ich habe da schon ein Prachtstück eines 120 pF Drehko mit massivem Stahlgehäuse und keramikisoliertem Rotor. Der Luftspalt ist etwas über 1 mm breit. Diesen Drehko habe ich halt für die ‚ganz besondere Anwendung’ aufgehoben, die bis heute nicht gekommen ist. Als Kapazitäts-Kaliber habe ich ihn anfangs als zu wertvoll eingeschätzt und auch die erreichbare Endkapazität schien mir für ein Gebrauchsnormal etwas niedrig.

Andererseits hat der Drehko nur ein Paket und ist in seiner Anwendbarkeit ohnedies eingeschränkt. Wenn ich ihn dafür verwende, liegt er zumindest nicht ungenützt herum. Gut, die Kapazität ist nicht sehr groß, aber der Frequenzgang wird (bei entsprechend sauberer Verdrahtung) recht gut sein.

Bewährt sich das Kaliber nicht, so ist nicht viel verloren, denn der Drehko wird wieder ausgebaut und geht wieder auf Warteposition für die ‚ganz besondere Verwendung’.

So wird es gemacht.

Nochmals vielen Dank für die Anregungen.

Johann

Auch ich rate von einem Drehkondensator ab.

Ich kenne es vom Amateurfunk, die Dinger wandern kurzzeitig und langzeitig. Kurzzeitig können sie bei Änderung der Luftfeuchtigkeit und Temperatur wandern. Gammeln sie an, verändert sich der Plattenabstand und es entsteht ein zusätzliches Dielektrikum.

Sehr interessant sind Antennenkabel als Referenzkapazität!
Grob, je nach Koaxialkabeltyp, kann man so etwa mit 100 pF pro Meter rechnen. Soll es richtig gut werden, nimmst Du Semirigid 50 Ohm. Der Außenmantel ist dünnes Kupferrohr und das Dielektrikum ist Teflon. Diese Kabel nimmt man gern bei UHF und aufwärts. Schalte mehrere kurze Stücke parallel. Je nach Aufbau ist dieser so gebaute Kondensator auch im höheren MHz-Bereich bestens brauchbar und auch spannungsmäßig hoch belastbar.

DL2JAS

@ dl2jas
Danke für den Beitrag. Ein Koaxialkabel als Kapazitätsreferenz kannte ich nicht, doch es hört sich interessant an. Dass gerade ein Semi-Rigid hohe Langzeitstabilität hat, klingt plausibel.

Im ersten Moment dachte ich, dass die Wärmeausdehnung einen Streich spielen könnte. Doch mit einem Längenausdehnungskoeffizienten von Cu mit 14,5 E-6 / K scheint so eine Referenz hinlänglich stabil zu sein. Dazu kommt – so ich keinem Trugschluss unterliege - , dass bei Temperaturzunahme (angenommen das Cu ist formbestimmend) zufolge der radialen Ausdehnung die Kapazität abnimmt und zufolge der Längenausdehnung zunimmt. Wieweit sich das kompensiert wäre ein kleines Rechenbeispiel. Die Länge des Kabels geht in C trivialerweise linear ein und der Radius der Abschirmung mit 1/ln(r), wie die Formel des Zylinderkondensators sagt. Ich bin mir aber sicher, dass sich da die Kabelhersteller schon den Kopf zerbrochen haben und recht temperaturstabile Kabel schaffen.

Herzlichen Dank für die Anregung.

Grüße,

Johann
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Offtopic :

Wie sagten doch die Geister vom Spukschloss im Spessart ? Fü Sie tun wir alles ...

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 26 Okt 2008 12:13 ]

Sorry,

Welch ein Flüchtigkeitsfehler: 'Semi-Grid' ist natürlich Nonsens. Bitte (gedanklich) richtigstellen auf 'Semi-Rigid'.

Johann

Zitat :

(angenommen das Cu ist formbestimmend)

Diese Annahme dürfte nicht zutreffen.
Der äußere Kupfermantel von Semi-Rigid-Kabeln ist recht dünn, teilweise handelt es sich sogar um zinngetränktes Geflecht.
Unter diesen Umständen ist das PTFE wohl als inkompressibel anzusehen und so ändert sich nur die Länge und der äussere Durchmesser.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient von PTFE liegt um 2*10^-4, ist also wie bei den meisten Kunststoffen rund 10 Mal größer als der der Metalle.

Zitat :

Ich bin mir aber sicher, dass sich da die Kabelhersteller schon den Kopf zerbrochen haben und recht temperaturstabile Kabel schaffen

Dein Wort in Gottes Gehörgang!
Leider habe ich auch schon Koaxkabel (dickes RG-213 eines deutschen Herstellers) gehabt, bei dem die Seele sogar sichtbar aussermittig verlief.

@dl2jas:
Bist du sicher, dass das einen stabilen Kondensator ergibt, oder ist das
Resultat zusammen mit einer Spule ein frequenzstabiler Schwingkreis?
Dazu braucht man nämlich einen negativen Tk des Kondensators.
Bei einem Funkamateur ist diese Frage vielleicht gerechtfertigt.

@hhemetsberger:
Hast du dir auch schon überlegt, wie du den Kondensator anschliessen willst ?
Imho lauern da die grössten Fehlerquellen, sowohl frequenzabhängige wie auch f-unabhängige.








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Pearl, Dein Verdacht geht in die richtige Richtung.

Ich habe das mal in älterer Amateurfunkliteratur gelesen. Es war in der Tat ein Schwingkreis, dem zu mehr Stabilität verholfen wurde. Die Schaltung weiß ich nicht mehr. Der Verfasser war mit der Lösung recht zufrieden, deutlich besser als mit einem "normalen" Kondensator. Die Spule könnte ein Keramikexemplar mit aufgedampftem Silber gewesen sein.

Ich habe mal selbst Experimente mit Antennenkabel gemacht, ein steilflankiges Sperrfilter. Damit habe ich den Farbträger aus einem Fernsehsignal unterdrückt. Es war ein Projekt, um einen Bekannten zu necken, der auch vom Fach ist. Das Filter befand sich versteckt im Antennenkabel vor dem Fernseher. Der Sender lag bei etwa 150 MHz. Der gute Mann wunderte sich einige Zeit. Alle Programme ganz normal in Farbe, nur bei seinem Lieblingsprogramm fehlte die Farbe.
So ein Filter ist schon kritisch, darf nur wenige (hundert) kHz wandern.


Viele werden Semirigid-Kabel nicht kennen, führen auch nicht viele Elektronikanbieter. Es ist aus massivem Kupfer, der Innenleiter ist meist versilbert. Zum Größenvergleich, links sieht man ein Stückchen Lochrasterplatine. Rechts am dickeren Kabel befindet sich ein SMA-Stecker.

DL2JAS

Dazu habe ich auch noch ein Bild.
Das dickere Kabel mit einem Aussendurchmesser von 3,58mm hört auf den Namen RG402, das dünnere mit 2,17mm heisst RG405.

Beide sind von RS, die versenden das Zeug als gerade 1m-Stücke in daumendicken Kunststoffrohren.





edit:
hatte mich vertan, nicht vom Farnell, sondern von RS.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 26 Okt 2008 15:37 ]

@Perl
Na ja, ich war mir schon nicht sicher bei der Radialausdehnung des Kabels, wie man zwischen den Zeilen lesen kann. Es klingt logisch, dass das Dielektrikum dimensionsbestimmend ist.

Zu den Anschlüssen: Als ich den Drehkondensator ins Spiel brachte, hatte ich ja nicht sehr hohe Frequenzen angedacht, sondern solche, wie sie typisch bei LC-Messungen zur Anwendung kommen.

Meine gute alte RLC Brücke misst von 1 kHz bis 20 kHz. Die modernen RLC Meter gehen bekanntlich typisch bis 100 kHz, vielleicht auch höher. Mein (auch gutes, einst selbstgebautes) digitales C-Meter misst fast bei Gleichstrom. Es arbeitet nach dem Integrationsverfahren in einem 200 ms Zyklus. Mein neues LC-Meter, das ich gerade (fast) fertiggestellt habe und für das ich die C-Kaliber benötige, arbeitet mit Frequenzen bis etwa 600 kHz (Zweifrequenzverfahren, Frequenz messwertabhängig).

Bei diesen Frequenzen hatte ich an gute Bananenbuchsen gedacht, die ich am Al-Gussgehäuse so angeordnet hätte, dass man mit 2 ganz kurzen Drahtstücken (ca. 3 – 5 cm) eine Verbindung zum Messgerät herstellen kann. Meine Messgeräte haben Bananenbuchsen. Die Innenverdrahtung (mit Drehkondensator) hätte ich soweit möglich, ohne Schleifen und möglichst kurz aus etwas stärkerem versilberten Schaltdraht hergestellt. Bei Koaxialkabel hatte ich noch keine klare Vorstellung über ‚Verpackung’ und Anschluss.

Mir ist klar, dass so eine Metallbox (aber auch der Koaxialschirm) dann problematisch sein kann, wenn der Messeingang floatet, was für meine vorhandenen Messgeräte zutrifft. Beim neuen LC-Meter erfolgt die Messung jedoch gegen Masse.

Liebe Grüße, Johann

Zitat :

Bei diesen Frequenzen hatte ich an gute Bananenbuchsen gedacht, die ich am Al-Gussgehäuse so angeordnet hätte, dass man mit 2 ganz kurzen Drahtstücken (ca. 3 – 5 cm) eine Verbindung zum Messgerät herstellen kann.

Und schnell hast du, einschliesslich des Kondensators selbst, eine Fläche von 50cm² eingeschlossen. Eines meiner Zweitbücher und der Intelligenzverstärker vorhersagt dafür etwa 220nH.
Bei 1MHz sind das 0,7 Ohm, die von den 318 Ohm Blindwiderstand des 1nF Kondensators abzuziehen sind.
Ein relativer Fehler von 0,2% !

Zitat :

Bei Koaxialkabel hatte ich noch keine klare Vorstellung über Verpackung und Anschluss.

Wenn das nicht von vornherein eine asymmetrische Konstruktion wird, für welche Bananenbuchsen imho ziemlich ungeeignet sind, würde ich den Kondensator -welcher Bauart auch immer- in zwei metallene Halbschalen einbauen, die die Streukapazität gegenüber dem Aussengehäuse definieren.
Dazu dann evtl. noch eine Justierschraube, um eine restliche Unsymmetrie zu kompensieren.

Ich halte aber ehrlich gesagt nicht allzuviel von Drehkos und PTFE-Leitungen mit undefiniertem Temperaturverhalten.
Lieber würde ich den Kondensator durch Parallelschaltung keramischer Kondensatoren mit bekanntem, aber entgegengesetzten Tk aufbauen.
Dazu dann evtl noch einen kleinen Trimmer um die korrekte Endkapazität einzustellen.
Wenn dieser Trimmer nur wenige Prozent der Gesamtkapazität darstellt, spielt sein Tk ja keine grosse Rolle mehr.

P.S.:
Und einen Heizer + Thermistor o.ä. einbauen, damit man den Temperaturgang leicht kontrollieren kann.





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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 28 Okt 2008 22:39 ]

Pearl, die nächste Gedankenstufe dürfte ein Quarzofengehäuse sein...

Johann will eine Kapazität, die auf etwa 0,1 % genau ist, das vermutlich bei annähernd konstanter Zimmertemperatur. Ein Glimmerkondensator ist da schon eine prima Idee.
Auch die Geschichte mit Semirigid taugt was, da das Dielektrikum luftfeuchteunabhängig ist. Sauber aufgebaut taugt das was, locker bis in den Kurzwellenbereich. Nimmst Du parallelgeschaltete Antennenkabel mit 10 cm Länge, liegt die erste Resonanz in der Gegend um 500 MHz. Johann will aber das Ding um praktisch Faktor 1000 tiefer betreiben. Ein paar cm Luftverdrahtung stören da nicht wirklich. Die Betonung liegt auf Luftverdrahtung.
Ich komme nicht auf 220 nH für die Freiverdrahtung bei z.B. 4 cm. Da komme ich auf etwa 30 nH für den einfachen Weg. Nach meiner Rechnung, eher Überschlag, könnte man bei 600 kHz und 4 cm Freiverdrahtung etwa 0,3 Ohm induktiven Blindanteil dazurechnen.

DL2JAS

Zitat :

die nächste Gedankenstufe dürfte ein Quarzofengehäuse sein...

Nicht Quarzofen, sondern Kondensatorofen.

Der müsste dann allerdings immer durchlaufen, denn beim Abkühlen und Wiederaufheizen könnte sich ja etwas ändern.

Ich habe gerade mal bei Jahre nachgeschaut, die ja immer schon Glimmerkondensatoren und auch Kapazitätsnormale herstellen:
Bis 400pF verwenden die Luftkondensatoren mit Abstandshaltern aus Quarz, für größere Kapazitäten Glimmer.
Die Toleranzen, selbst der Normalien mit Arierschein, sind aber kaum besser als das, was hier angestrebt wird.
Ich hatte vor Jahren mal auf einer Messe mit einem angejahrten Jahremitarbeiter darüber gesprochen und der sagte mir eben, dass die Problematik schon bei den Anschlüssen beginnt.

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