Kalibrierungskondensator - woher...

[Bernd Mayer]

Am 17.05.22 um 19:02 schrieb Carla Schneider:

Leo Baumann wrote:

Am 17.05.2022 um 12:50 schrieb Gerhard Hoffmann:
Ich habe einen 47000 pF Styroflexkondensator, fingerdick von
Siemens,  anno dunnemals. Der wurde von meiner gleichfalls alten
HP4274A-Messbrücke mit 47005 pF angezeigt. Das gibt doch ein
gutes Gefühl, sowohl wegen des Kondensators als auch wegen der
Brücke.

Nun, ich habe keine Messbrücke.-

Der Kondensator,

www.leobaumann.de/newsgroups/Kondens.jpg

wird von meinem Metex Handmultimeter Genauigkeit 2% mit 824 pF
angezeigt. Das ist mir zu ungenau zum Kalibrieren meines viel genaueren
LC-Meters von Funkschau.

www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf

Den Kondensator fuer einen exakt definierten Zeitraum mit konstantem Strom aufladen und
messen um wieviel die Spannung gestiegen ist.
Konstantstromquelle mit genauem Widerstand und Spannungsnormal.
Fuer die Zeit duerfte ein Quarzoszillator genau genug sein.

Der Kondensator: 824 E-12 As/V gibt bei 1 mikroampere Strom
824 mikrosekunden/V.

Den auf 1nA konstanten Strom auf eine Mikrosekunde genau schalten schwierig ?
Die Spannungsdifferenz auf 1mV genau messen sollte gehen - aber
Man kann aber die Spannungsdifferenz bis zu 10V machen, mit FET Operationsverstaerkern.

Hallo,

interessante Idee!

nach dieser Methode hatte ich schon mal umgekehrt die Eingangsströme von
Opamps bestimmt oder auch kleine Restströme von Dioden, IIRC bis hin in
den Picoampere-Bereich, u.A. auch von Picoampere-Dioden.

Bei Opamps mit extrem geringen Eingangsströmen und gutem Aufbau kann man
möglicherweise eine oder gar mehrere Dekaden rausschinden und dann die
Zeit mit der Stoppuhr messen.

Ich hatte zuvor auch kurz überlegt, ob man sich einen
Referenzkondensator selber bauen kann, etwa aus Alufolie mit bekanntem
Abstand und Fläche nach der Formel aus der Theorie.


Bernd Mayer

 

[Leo Baumann]

Am 17.05.2022 um 19:36 schrieb Bernd Mayer:

Ich hatte zuvor auch kurz überlegt, ob man sich einen
Referenzkondensator selber bauen kann, etwa aus Alufolie mit bekanntem
Abstand und Fläche nach der Formel aus der Theorie.

Habe ich auch schon drüber nachgedacht. Es wird wohl Probleme mit dem
aktuellen Epsilon_r der Luft und mit Streukapazitäten in der Umgebung geben.

Grüße

 

[Carla Schneider]

Leo Baumann wrote:

Am 17.05.2022 um 19:36 schrieb Bernd Mayer:
Ich hatte zuvor auch kurz überlegt, ob man sich einen
Referenzkondensator selber bauen kann, etwa aus Alufolie mit bekanntem
Abstand und Fläche nach der Formel aus der Theorie.

Habe ich auch schon drüber nachgedacht. Es wird wohl Probleme mit dem
aktuellen Epsilon_r der Luft und mit Streukapazitäten in der Umgebung geben.

Wohl eher beim \"Bekannten Abstand\". Platten mit einem Abstand von 1mm auf 1mikrometer genau,
duerfte nicht einfach sein.

 

[Bernd Mayer]

Am 16.05.22 um 23:36 schrieb Leo Baumann:

Am 16.05.2022 um 21:32 schrieb Volker Staben:
Am 16.05.22 um 20:08 schrieb Leo Baumann:

Hat jemand ein sehr genaues LC-Meter zur Verfügung?

Vielleicht verleiht Dir jemand das hier:

http://www.andeen-hagerling.com/ah2700a.htm

Wir wollen es ja nicht übertreiben, mein Meter ist gerade in der
Messgenauigkeit unter 1 %.

Hallo,

steht da nicht auch noch was in der Art +- 5 pF?


Bernd Mayer

 

[Leo Baumann]

Am 17.05.2022 um 21:31 schrieb Bernd Mayer:

Hallo,

steht da nicht auch noch was in der Art  +- 5 pF?

Ich habe jetzt 2 Mal nachgelesen, da steht nichts von +- 5 pF.

www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf

Bei meinem Metex M-4630 Handmultimeter steht was von 2 % +- 1 pF.

 

[Rolf Bombach]

Heinz Schmitz schrieb:

Volker Staben wrote:

Am 16.05.22 um 20:08 schrieb Leo Baumann:
Ihr habt mich in dem anderen Thread verunsichert.-

Jetzt suche ich einen Kalibrierungskondensator 100 pF - 1999 pF 0.5 %
oder noch besser.

Ich habe das Netz durchsucht aber nichts gefunden.

https://www.jahre.de/de/produkte/glimmerkondensator/kapazitaetsnormale/
\"Das Kondensatorsystem ist aus hochglanzpolierten
Aluminiumplatten so aufgebaut, ...

...bei Nennwechselspannungen frei von Glimmerscheinungen

... Der Stickstoff wird nach dem Einfüllen elektrisch
nachgereinigt. \"

Huh? Was machen die denn da?

Mich wundert eher, dass man da keine Vakuumkondensatoren nimmt.
OK, bei Hochspannung wird das schwierig wegen der erforderlichen
Qualität des Vakuums.
Die werden wohl eine Art Getterpumpe eingebaut haben, um Wasserdampf
und Sauerstoff zu gettern.

Wäre es für einen Kondensatorhersteller ein Geschäft, eine genaue
Messstation zu finanzieren und auf enge Toleranzen aussortierte
Exemplare zu Mehrpreis anzubieten? Oder ist zu wenig Nachfrage?

Kaum. Das teure ist der Kondensator. Den muss man langzeitstabil
hinkriegen, was nicht einfach ist. Das Dielektrikum sollte dann
auch verlustarm und ohne grossen Temperaturkoeffizent sein....

--
mfg Rolf Bombach

 

[Marcel Mueller]

Am 16.05.22 um 20:08 schrieb Leo Baumann:

Ihr habt mich in dem anderen Thread verunsichert.-

Jetzt suche ich einen Kalibrierungskondensator 100 pF - 1999 pF 0.5 %
oder noch besser.

Auch noch für den ganzen Bereich? Du hast es aber gut vor.

Schnapp dir eine 08/15 Soundkarte, damit kannst du die Genauigkeit eines
Referenzwiderstands und des Quarzes für die Sampling-Rate auf die
Kapazität übertragen. Da sind auf jeden Fall ein paar Nachkommastellen drin.
Damit misst du einfach ein paar existierende Kondensatoren aus.
100pF wird auf die Tour aber nichts - zumindest nicht in der
Genauigkeit. Da musst du ja nur die Zuleitungen einmal anschauen, und du
hast schon mehr als 0,5% Fehler.

Hat jemand ein sehr genaues LC-Meter zur Verfügung? Ich könnte einen C
zum Nachmessen schicken.

Irgendwelche Ideen?

Soundkarte, mit kleinem Verstärkern (Audioverstärker für Referenzdignal
und Impedanzwandler + Differenzverstärker für die eigentliche Messung).
Mit Kalibrierung des Setups mit einem 0,1%-Widerstand kann man auch
Kapazitäten ziemlich genau messen. Alle linearen Eigenschaften von
Soundkarte und Verstärkern lassen sich zu nahezu 100% kompensieren.

Allerdings kommt man damit auch ziemlich schnell an den Punkt, dass man
das LC-Meter gar nicht mehr haben will. ESC(f), ESL(f) und ESR(f) im
Bereich 20 Hz bis 50 kHz bekommt man aus diesem nämlich nicht eben mal
heraus und schon gar nicht in 2 Sekunden Messzeit.
Nur bei höheren Frequenzen haben die dedizierten Hardwarelösungen klar
die Nase vorn.


Marcel

 

[Leo Baumann]

Am 18.05.2022 um 00:22 schrieb Marcel Mueller:

Am 16.05.22 um 20:08 schrieb Leo Baumann:
Ihr habt mich in dem anderen Thread verunsichert.-

Jetzt suche ich einen Kalibrierungskondensator 100 pF - 1999 pF 0.5 %
oder noch besser.

Auch noch für den ganzen Bereich? Du hast es aber gut vor.

Nein, irgendeinen Kalibrierungskondensator innerhalb des genannten Bereichs.

Allerdings kommt man damit auch ziemlich schnell an den Punkt, dass man
das LC-Meter gar nicht mehr haben will. ESC(f), ESL(f) und ESR(f) im
Bereich 20 Hz bis 50 kHz bekommt man aus diesem nämlich nicht eben mal
heraus und schon gar nicht in 2 Sekunden Messzeit.
Nur bei höheren Frequenzen haben die dedizierten Hardwarelösungen klar
die Nase vorn.

Nun jetzt habe ich dieses tolle Funkschau-LC-Meter damals gebaut und
muss es jetzt neu kalibrieren.

Gruß

 

[Ole Jansen]

Am 17.05.22 um 22:25 schrieb Rolf Bombach:

Mich wundert eher, dass man da keine Vakuumkondensatoren nimmt.
OK, bei Hochspannung wird das schwierig wegen der erforderlichen
Qualität des Vakuums.

Für Hochspannungsfestigkeit muss das System weit genug rechts
oder links von Paschen Effekt sein.
Beides wäre denkbar.

Die werden wohl eine Art Getterpumpe eingebaut haben, um Wasserdampf
und Sauerstoff zu gettern.

Vermutlich sowas:
<https://www.saesgetters.com/products-functions/products>

Kaum. Das teure ist der Kondensator. Den muss man langzeitstabil
hinkriegen, was nicht einfach ist. Das Dielektrikum sollte dann
auch verlustarm und ohne grossen Temperaturkoeffizent sein.

Würde man Vakuum verwenden wären die Kapazitäten der
notwendigen elektrischen Durchführungen nicht zu vernachlässigen.
Was bei Normalen unerwünscht wäre. Ich nehme an deswegen
die Stickstofffüllung?

O.J.

 

[Marcel Mueller]

Am 18.05.22 um 01:05 schrieb Leo Baumann:

Jetzt suche ich einen Kalibrierungskondensator 100 pF - 1999 pF 0.5 %
oder noch besser.

Auch noch für den ganzen Bereich? Du hast es aber gut vor.

Nein, irgendeinen Kalibrierungskondensator innerhalb des genannten
Bereichs.

Dann nimm eher einen größeren. Das ist einfacher.

Allerdings kommt man damit auch ziemlich schnell an den Punkt, dass
man das LC-Meter gar nicht mehr haben will. ESC(f), ESL(f) und ESR(f)
im Bereich 20 Hz bis 50 kHz bekommt man aus diesem nämlich nicht eben
mal heraus und schon gar nicht in 2 Sekunden Messzeit.
Nur bei höheren Frequenzen haben die dedizierten Hardwarelösungen klar
die Nase vorn.

Nun jetzt habe ich dieses tolle Funkschau-LC-Meter damals gebaut und
muss es jetzt neu kalibrieren.

Schon klar. Aber Du kannst wirklich mit moderatem Aufwand einen C mit
einer Soundkarte bestimmen - OnBoard-Sound der letzten 20 Jahre reicht
völlig.
Die Quarze von den Dingern sind hinreichend genau. Und wenn Du Strom und
Spannung gleichzeitig über die zwei Stereokanäle aufzeichnest, also C
mit irgendeinem Referenzwiderstand in Reihe, dann kürzen sich schon mal
die meisten systematischen Fehler der Hardware raus, denn die Impedanz
ist nun mal U/I, das gilt auch für komplexe Impedanzen. Wenn du dass
dann zusätzlich 3-Punkt kalibrierst (Kurzschluss Z=0, offen Z=∞ und mit
Präzisionswiderstand von ein paar kOhm), dann wird es hochgenau, weil
auch noch Crosstalk, Leitungsinduktivität, Impedanz des
Referenzwiderstands, Parasitärkapazitäten und die Belastung durch die
Eingangsimpedanz der Messverstärker kompensiert werden.
Das einzige, was dann noch für die Kapazitätsberechnung fehlt, ist die
Frequenz. Und die ist so genau, wie der Quarz in der Karte, also um die
100 ppm.
Aufgrund der Orthogonalität der Phase bei ESR und ESC sind auch
Kontaktwiderstände beim Anschluss des Kondensators eindeutig von dessen
komplexer Impedanz durch die Kapazität zu unterscheiden. Das ist
mutmaßlich eher für dein LC-Meter ein Problem, wenn es kein LCR-Meter
ist. Einfache Geräte messen oft entweder nur den Betrag der Impedanz
abs(ESR + 1/(i ω ESC)) oder eine Schwingkreisresonanz, die sich
ebenfalls durch Dämpfung (ESR) reduziert. In beiden Fällen wird in
Anwesenheit von ESR eine zu große Kapazität angezeigt, wobei die
Schwingkreismethode weniger stark reagiert.


Marcel

 

[Joerg Niggemeyer]

In message <6283F2D0.3FF94DAB@yahoo.com>
Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> wrote:

Leo Baumann wrote:

Am 17.05.2022 um 19:36 schrieb Bernd Mayer:
Ich hatte zuvor auch kurz überlegt, ob man sich einen
Referenzkondensator selber bauen kann, etwa aus Alufolie mit bekanntem
Abstand und Fläche nach der Formel aus der Theorie.

Habe ich auch schon drüber nachgedacht. Es wird wohl Probleme mit dem
aktuellen Epsilon_r der Luft und mit Streukapazitäten in der Umgebung geben.

Wohl eher beim \"Bekannten Abstand\". Platten mit einem Abstand von 1mm auf
1mikrometer genau,
duerfte nicht einfach sein.

Objektträger für Mikroskopie , dünne doppelseitige Leiterplatten ?
Geht allerdings alles in die \"Fläche\" , ich hatte mir mal einen
Glas HV Kapazitator selber gemacht, allerdings nicht mit dem Anspruch
einer Genauigkeit ;-/


--

 

[Peter Heitzer]

Leo Baumann <ib@leobaumann.de> wrote:

Am 17.05.2022 um 19:36 schrieb Bernd Mayer:
Ich hatte zuvor auch kurz überlegt, ob man sich einen
Referenzkondensator selber bauen kann, etwa aus Alufolie mit bekanntem
Abstand und Fläche nach der Formel aus der Theorie.

Habe ich auch schon drüber nachgedacht. Es wird wohl Probleme mit dem
aktuellen Epsilon_r der Luft und mit Streukapazitäten in der Umgebung geben.

Grüße

BTW:
Wie konstant wäre ein Kondensator aus einer doppelseitig beschichteten
Platine? Wie stark ist epsilon_r des Isoliermaterials von der Temperatur
abhängig?

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[Heinz Schmitz]

Volker Staben wrote:

Am 17.05.22 um 12:20 schrieb Heinz Schmitz:
\"Das Kondensatorsystem ist aus hochglanzpolierten
Aluminiumplatten so aufgebaut, ...

...bei Nennwechselspannungen frei von Glimmerscheinungen

... Der Stickstoff wird nach dem Einfüllen elektrisch
nachgereinigt. \"

Huh? Was machen die denn da?

bei 30 kV Nennspannung? Was findest Du seltsam?

Da kann doch nur NOx rauskommen, das sich dann als Aluminiumoxid
auf den hochglanzpolierten Platten beerdigt?

Wäre es für einen Kondensatorhersteller ein Geschäft, eine genaue
Messstation zu finanzieren und auf enge Toleranzen aussortierte
Exemplare zu Mehrpreis anzubieten? Oder ist zu wenig Nachfrage?

Horst Evers: Manchmal hat es Gründe, dass es Dinge noch nicht gibt. (bei
Markus Lanz, ZDF, 20.11.2012)

Richtig. Interessant wäre es aber schon, die Gründe zu kennen. Sowas
hat wohl auch Karl Wilhelm Otto Lilienthal gedacht, als er anfing.

Grüße,
H.

 

[Heinz Schmitz]

Leo Baumann wrote:

>www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf
\"sorry - Your requested page is not on this server.
If it is a page/file in www.leobaumann.de/newsgroups/..., it
may be obsolescent and deleted.

To search on this page go to search\"

Grüße,
H.

 

[Guido Grohmann]

Heinz Schmitz schrieb:

Leo Baumann wrote:

www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf
\"sorry - Your requested page is not on this server.
If it is a page/file in www.leobaumann.de/newsgroups/..., it
may be obsolescent and deleted.

To search on this page go to search\"

Bei mir gehts. Da wird dir wohl das \"ä\" in die Suppe spucken.

Guido

 

[Heinz Schmitz]

Guido Grohmann wrote:

Da wird dir wohl das \"ä\" in die Suppe spucken.
www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf

Damit geht es auch nicht:
www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgeraet.pdf
weil Firefox das nur als https aufruft?

Mit
www.http://www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgeraet.pdf
kommt das Ergebnis einer Google Suche. Als erste Nennung kommt
was, das den Thread hier wieder gibt. Und mit dem dortigen Link
www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf

funktioniert es. Mein Firefox wandelt das um zu:
http://www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messger%C3%A4t.pdf

Wie Du vermutet hast, wird es wohl irgendwas zeichensätziges sein.
Danke.

Grüße,
H.

 

[Bernd Mayer]

Am 17.05.22 um 12:59 schrieb Leo Baumann:

Am 17.05.2022 um 12:50 schrieb Gerhard Hoffmann:
Ich habe einen 47000 pF Styroflexkondensator, fingerdick von
Siemens,  anno dunnemals. Der wurde von meiner gleichfalls alten
HP4274A-Messbrücke mit 47005 pF angezeigt. Das gibt doch ein
gutes Gefühl, sowohl wegen des Kondensators als auch wegen der
Brücke.

Nun, ich habe keine Messbrücke.-

Hallo,

nach der Beschaffung eines passenden 10-Gang-Potis und ein paar
Präzisionswiderständen kann man sich eine passive Messbrücke bei hoher
Motivation doch leicht selbst aufbauen. Einen Tongenerator hast Du doch
vermutlich schon - oder?

Das sind doch nur ein paar wenige Bauteile auf einem Steckbrett.

Falls man sich kein teures 10-Gang-Poti extra dafür anschaffen möchte,
reicht vermutlich auch ein 10-Gang-Trimmer. Den muss man nach dem
Null-Abgleich halt ausmessen.

Als Kind/Jugendlicher hatte ich zum Nullabgleich von Messbrücken einen
Kristallkopfhörer genutzt, der ist hochohmig - IIRC - und das Gehör
kann Lautstärken bei mittleren Frequenzen fein auflösen.

Möglicherweise war das eine Anleitung aus einem Kosmos-Baukasten,
Radiomann etwa.

Heute würde ich da mit einem hochohmigen Messgerät oder einer einfachen
Opamp-Schaltung dran gehen.


Bernd MAyer

 

[Carla Schneider]

Peter Heitzer wrote:

Leo Baumann <ib@leobaumann.de> wrote:
Am 17.05.2022 um 19:36 schrieb Bernd Mayer:
Ich hatte zuvor auch kurz überlegt, ob man sich einen
Referenzkondensator selber bauen kann, etwa aus Alufolie mit bekanntem
Abstand und Fläche nach der Formel aus der Theorie.

Habe ich auch schon drüber nachgedacht. Es wird wohl Probleme mit dem
aktuellen Epsilon_r der Luft und mit Streukapazitäten in der Umgebung geben.

Grüße
BTW:
Wie konstant wäre ein Kondensator aus einer doppelseitig beschichteten
Platine? Wie stark ist epsilon_r des Isoliermaterials von der Temperatur
abhängig?

Die Dicke ist auch Temperaturabhaenig.
Das andere Problem ist das Epsilon der Leiterplatte ueberhaupt auf ein Promille
Genauigkeit zu wissen.
Da kann man eigentlich nur messen, da kann man die Temperaturabhaehigkeit gleich
auch messen.

--
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

 

[Carla Schneider]

Leo Baumann wrote:

Am 17.05.2022 um 19:02 schrieb Carla Schneider:
Den Kondensator fuer einen exakt definierten Zeitraum mit konstantem Strom aufladen und
messen um wieviel die Spannung gestiegen ist.
Konstantstromquelle mit genauem Widerstand und Spannungsnormal.
Fuer die Zeit duerfte ein Quarzoszillator genau genug sein.

Der Kondensator: 824 E-12 As/V gibt bei 1 mikroampere Strom
824 mikrosekunden/V.
Mit einem groesseren Kondensator waere es definitiv einfacher.
Den auf 1nA konstanten Strom auf eine Mikrosekunde genau schalten schwierig ?
Die Spannungsdifferenz auf 1mV genau messen sollte gehen - aber
nicht mit dem ADC vom Raspberry Pi Pico...
Man kann aber die Spannungsdifferenz bis zu 10V machen, mit FET Operationsverstaerkern.

In Deutschland stehen an vielen Orten genaue Kapazitätsmessbrücken
herum. Das einfachste ist den Kondensator dahinzuschicken und messen zu
lassen.

Ich dachte das Problem liegt darin dass dir keiner diesen Service guenstig
genug verkauft.

Deine Methode ist mir bekannt, birgt aber zuviele Fehlerquellen.

Die kann man aber auch ermitteln, z.B. zwei Kondensatoren einzeln
messen, ausserdem die Parallel und die Reihenschaltung - schon kann man
die Kapazitaet des Messgeraetes bestimmen und herausrechnen.
Das ganze mit noch mehr Kondensatoren machen und damit die Messgenauigkeit
bestimmen ohne einen der Kondensatoren wirklich genau zu kennen...

 

[Karl Schippe]

On 18.05.2022 11:30, Heinz Schmitz wrote:

Guido Grohmann wrote:

Da wird dir wohl das \"ä\" in die Suppe spucken.
www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf

Damit geht es auch nicht:
www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgeraet.pdf
weil Firefox das nur als https aufruft?

Mit
www.http://www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgeraet.pdf
kommt das Ergebnis einer Google Suche. Als erste Nennung kommt
was, das den Thread hier wieder gibt. Und mit dem dortigen Link
www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messgerät.pdf

funktioniert es. Mein Firefox wandelt das um zu:
http://www.leobaumann.de/newsgroups/LC-Messger%C3%A4t.pdf

Wie Du vermutet hast, wird es wohl irgendwas zeichensätziges sein.
Danke.

Dort kannste umlaut encoding üben, Heinz:

https://www.urlencoder.org