Zum Aufbau noch:
Die "Versorgungsleitungen vom Funktionsgenerator weg sind insgesamt etwa 1 Meter lange Kupferlitzen. Kann das ein solches Fehlerbild verursachen oder wie gross ist die Induktivität einer solchen Leitung?

Was mir jetzt beim Lesen meines eigenen Posts auffällt ist, dass je kleiner die Kapazität ist, desto geringer ist die Veränderung mit der Frequenz. Kann das mit dem von dir erwähnten "Systematischen Fehler" zusammenhängen? Woher würde ein solcher Fehler kommen und wie würde er sich äussern- ich möchte einfach nur einschätzen ob diese Messungen überhaupt aussagekraft haben. Dass sie nicht sonderlich genau sein können ist mir auch bewusst.... Unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz jedoch stimmen die gemessenen Werte sehr gut mit dem Nennwert überein...

Das ist übrigens das gleiche Projekt über das ich schon einmal hier geschrieben habe...

[ Diese Nachricht wurde geändert von: QuirinO am 30 Okt 2010 22:17 ]

Meine ist gerade außer Betrieb.
Solange du den Meßaufbau nicht zeigst und auch nicht, wie du rechnest, brauche ich nicht darüber zu spekulieren was du falsch machst.

Benötigst Du einen brauchbaren Referenzkondensator für den Zweck?

Reichelt hat zu vernünftigen Preisen Glimmerkondensatoren mit 1 % Toleranz. Die Temperaturabhängigkeit ist gering und auch die Abhängigkeit von der Frequenz, Verluste. Man nimmt sie gern in der Hochfrequenztechnik, auch bei richtig Sendeleistung. Die sind auch für den hohen Megahertzbereich locker geeignet. Bei maximal 300 kHz schießt man da zwar mit Kanonen auf Spatzen, kann aber den Kondensator sicher als Fehlerquelle ausschließen. Haken an der Sache, man findet sie eher im Bereich pF bis nF und sie sind keine Pfennigartikel.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

Meinst du diesen hier?

Nein ich brauche keinen Vergleichskondensator, ich brauche eine Abschätzung ob diese Messergebnisse realistisch sein können...

Aber wenn ich meinen Aufbau poste, dann klatscht ihr die Hände über dem Kopf zusammen...

Ich habe den zu messenden Kondensator direkt am 50 Ohm Ausgang des Frequenzgenerators parallel zu einem "Shunt" mit 2k Ohm. Das ganze ist testweise fliegend mit Krokodilklemmen verdrahtet, die Kabel sind teilweise bis zu 50cm Lang (Zuleitungen vom Frequenzgenerator).

Ich messe den Strom als Proportionale am Shunt abfallende Spannung an Kanal 2 des Oszilloskops.

Auf Kanal 1 Messe ich die komplette Spannung, die an der Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand abfällt.

Ich messe die Phasendifferenz und die Amplituden der oben beschriebenen Spannung und des Stroms.

Aus diesen Werten Kann ich die Impedanz des Gebildes berechnen. Der Imaginärteil dieser Impedanz entspricht dann meiner Kapazität, die ich dann über die bekannte Frequenz (Messung per Frequenzzähler im Oszi) über Xc= -1/Omega*C in die Kapazität umrechne.

Auf den ersten Blick stimmen die Messergebnisse auch. Nur die Frequenzabhängigkeit interessiert mich jetzt hier.

Ja, z.B. so einen Kondensator meine ich.

Wenn ich was am bauen bin und es gibt Unklarheiten, überlege ich mir, auf was ich mich verlassen kann, als Fehlerquelle ausschließen kann. Deshalb der Tip mit dem Glimmerkondensator. Kapazität in dem Bereich praktisch frequenzunabhängig, sehr genau und halbwegs einfach beschaffbar. Halt eine einfache und brauchbare Referenz, bei der man nicht viel beachten muß.
Du solltest eher auf die Verdrahtung achten.

DL2JAS

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Zitat :

ich brauche eine Abschätzung ob diese Messergebnisse realistisch sein können...

Nein, sie sind grausam schlecht.

Bitte net hauen wenn ich jetzt etwas daneben liegen sollte.
Styroflexkondensatoren sollen doch auch nicht so schlecht sein.
Dazu hätte der Oppermann noch einige genaue Typen rumliegen(wenn die Angaben denn stimmen)

powersupply

Zitat :

Ich habe den zu messenden Kondensator direkt am 50 Ohm Ausgang des Frequenzgenerators parallel zu einem "Shunt" mit 2k Ohm.

Zitat :

Auf Kanal 1 Messe ich die komplette Spannung, die an der Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand abfällt.

Klingt für mich etwas verwirrend.
Ich habe hierfür kein Programm und auch nur ein etwas älteres Oszi (EO213)
Wenn ich eine Induktivität oder Kapazität bestimmen will,
mache ich das so.
Cx oder Lx in Reihe mit einem R an den Frequenzgenerator.
R und f am Generator wähle ich entsprechend dem zu erwartenten Ergebnis.
Der Verbindungspunkt von Cx oder Lx und R kommt auf Masse vom Oszi.
Auf Kanal 1 messe ich die Spannung über Cx oder Lx.
Auf Kanal 2 die Spannung über den bekannten, teilw. ausgemessenen,
Widerstand R.
Jetzt verändere ich die Frequenz solange bis beide Kurven
am Oszi gleich groß sind.
Mit R und f wird dann C oder L ausgerechnet.
Für meine bisherigen Arbeiten war die erreichte Genauigkeit ok so.



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mfg
Rasender Roland

Okay, danke erstmal für die vielen Antworten, ich guck mir die sache noch mal genau an und werde Bericht erstatten

Ich bin heute nacht um 4 aufgewacht und konnte nicht mehr einschlafen, weil mich der Gedanke verfolgte, dass evtl die gemessene Phasendifferenz mit steigender Frequenz in der Genauigkeit abnehmen könnte, vorallem wenn der Phasenwinkel nahe 90° ist. Das würde erklären warum die Messergebnisse 1) so stark Frequenzabhängig sind und 2) mit der grösse des Bauteiles abnehmen (je kleiner die Kapazität, desto kleiner Omega*C und desto länger dauert es, bis die Grössenordnung von X des Kondensators >> R, was dazu führt dass Phi -> 90° geht). Kann diese Überlegung stimmen? Dann müsste man durch verändern des Messwiderstandes dafür sorgen, dass Xc immer ungefähr R entspricht, was dem optimal messbaren Phasenwinkel von 45° ensprechen würde? Oder bin ich nach dem Aufstehen gerade etwas zu wirr?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: QuirinO am 31 Okt 2010  9:18 ]

Habe soeben im Experiment bestätigt, dass meine Messergebnisse falsch waren.

Nur falls es irgendwie interessiert: Mein Fehler rührte daher, dass die Software ab einem gewissen Winkel <89° einfach aufgerundet hat auf 90° und dieser Wert dann konstant geblieben ist, egal wie nahe der Winkel an 90° war. Durch Anpassen des Messwiderstandes an die Messfrequenz konnte ich den Winkel << 90°halten. Mit dieser Methode waren alle Messergebnisse über alle Frequenzen nachvollziehbar.

Ich habe hier einmal testweise einen (etwa- ich weiss nicht wie gross die Toleranz ist, und was der nächstliegende Wert der Normreihe ist...) 150pF Kondensator bei allen messbaren Frequenzen eingemessen und auch mehrere Messpunkte eingezeichnet -

Was haltet ihr von diesem Messergebnis? Besser?

Ich würde mal bestimmen, wie sich der Fehler der gemessenen Eingangsgrößen auf die Ausgangsgröße fortpflanzt, so fängt man meistens an...
Dann würde ich sämtliche Nachkommastellen entfernen, sie täuschen eine sehr hohe Genauigkeit deiner Messanordnung vor.

Denkbar sind übrigens auch Fehler, die sich durch die Maschinenzahlen ergeben. Winkelfunktionen z.B. sind nicht beliebig genau implementierbar, es sei denn, man greift zu bestimmten Tricks (man muss ja keine Gleitkommazahlen verwenden).


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Danke für die Anregung, ich bleib an der Sache dran und werde Bericht erstatten.

Ich habe übrigens einige Kontrollmessungen an einem Elektrolyt-Kondensator mit einem BK-Precision 300€ LCR-Meter durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kapazität eines (zugegebenermassen alten) Elkos zwischen 120Hz und 1kHz um etwa 30% schwanken. Die im Handbuch angegebene Genauigkeit liegt bei dieser Grössenordnung bei etwa 3%.

So: Update:

Ich habe die 2 Grössten Probleme bei der Messung erkannt: Zum einen ist der Ausschlaggebendste Faktor die gemessene Spannung am Shunt. Schwankungen(im Messgenauigkeitsbereich des Oszilloskopes) bei dieser verursachen eine Schwankung des Messwertes um bis zu 30% bei meiner jetzigen Anwendung. Sollte ich evtl andere Messhunts verwenden?

2. Problem: Verzerrungen im Nulldurchgang des Stromes beeinflussen die Messergebnisse der Phasendifferenz. Die Sinuskurve ist im Nulldurchgang "Flach gebogen" und hat jeweils bei ein paar mV im positiven und im negativen Bereich einen kleinen Peak, der sogar den Nulldurchgang erneut kreuzen kann. Woran kann das liegen und wie kann ich es verhindern? Ist das die Ausgangsstufe des (zugegebenermassen recht billigen) Funktionsgenerators? Sollte ich einen Vorverstärker mit niedrigerer Impedanz verwenden?