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Kapazitätsmessgerät
#1
Ich möchte euch ein Kondensatormessgerät vorstellen das ich vor langer Zeit (1981) entwickelt und gebaut habe. Ich war immer bestrebt Schaltungen nicht nur nachzubauen sondern auch zu entwickeln. Das bedeutet einen grossen Zeitaufwand und höhere Kosten wenn man bedenkt dass bei den erforderlichen Versuchen eine Schaltung am Steckbrett aufzubauen einiges an Halbleitermaterial den Versuchstod stirbt bevor es so funktioniert wie man sich das vorstellt. Das C-Messgerät habe ich fertig aufgebaut, ein Gehäuse verpasst und auch fleissig verwendet. Aber das Gerätchen ist irgendwann verschwunden im Sammelnirwana. Nur die Schaltungsunterlagen sind erhalten geblieben. Eigentlich wollte ich diese scannen und hier einbringen. Aber die Zeichnungen sind derart verblichen, dass der Scan unbrauchbar ist. Deshalb habe ich die Pläne neu gezeichnet um sie hier vorzustellen. Heute würde niemand so ein Gerät selbst bauen, aber damals gab es noch keine chinesischen Lieferanten.
Fortsetzung folgt.

Grüsse Gerhard
Warum hat die Röhre einen Sockel und keine Fassung?
Hätte die Röhre eine Fassung statt des Sockels, könnte man sie nicht mehr umsockeln sondern nur mehr umfassen.
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#2
Einfaches Kondensatormessgerät in 6 Bereichen                                                   Herzogenburg 15.12.1981

Kondensatormessgeräteschaltungen gibt es viele. Die meisten basieren auf Strommessungen mit verschiedenen Frequenzen, einige auf Zeitmessung in Verbindung mit Zähler oder Frequenzmesser.
Die vorgestellte Schaltung arbeitet ohne Frequenzgenerator, es wird die Ladezeit von Cx gemessen und angezeigt.
Funktion: Die ersten 3 Inverter eines 6-fach Inverters 4069 bilden mit Rm und Cx ein Monoflop. Der Transistor Tr1 parallel zu Cx entlädt den zu messenden Kondensator Cx vor und nach der Monoflopzeit. Nach der Formel t = Rm * Cx (msec = kΩ * µF) besteht ein proportionaler Zusammenhang zwischen t und Cx. Nach anschliessen von Cx wird mit dem Taster T1 das Monoflop gestartet. Das Monoflop steuert über einen Inverter den Integrator, gebildet aus dem Operationsverstärker 13741 (FET-Eingänge), dem Ci und Ri. Diese Baustufe ist ein t – U-Wandler der die Monoflopzeit in eine bestimmte Spannung umwandelt. Kommt ein Monoflopimpuls zum Integrator läuft der Ausgang PIN6 des 13741 solange hoch bis der Impuls endet. Durch die Diode D2 wird ein rücklaufen der Anzeige verhindert. Der angezeigte Wert entspricht der Kondensatorkapazität und bleibt eine gewisse Zeit mehr oder weniger stabil stehen. Die Anzeigestabilität hängt weitgehend von der Qualität des Kondensators Ci ab. Man sollte möglichst keinen Elko und wenn, eine Tantalausführung verwenden. Nach dem Ablesen wird mit dem Löschtaster T2 die Anzeige wieder auf Null gebracht.

.gif   c-mess1.gif (Größe: 8,48 KB / Downloads: 212)  
.gif   c-mess2.gif (Größe: 4,47 KB / Downloads: 212)

Mit den 3 restlichen Inverter des 4069 wird die Schaltung gegen Bedienungsfehler gesichert und eine automatische Löschung über Tr2 erreicht. Die Anzeige bleibt ca. 5sec. bestehen. 2 LED's zeigen die Betriebszustände „Bereit“ und „Messen“ an. Da die Anzeige linear verläuft, kann jedes beliebige Multimeter dazu verwendet werden. Die Betriebsspannung kann zwischen 6V und 15V liegen. Bei geänderter Spannung muss jeweils der Nullpunkt korrigiert werden.

.gif   c-mess3.gif (Größe: 17,13 KB / Downloads: 212)
Der Messbereich kann nach oben erweitert werden z.B. 1000µF, 10000µF. Nach unten (pF-Bereich) lässt die Genauigkeit zu Wünschen übrig. Der Startkondensator 47pF müsste verkleinert werden, was jedoch nicht möglich ist weil der Start bzw. die Messung dann nicht mehr funktioniert.
Die Genauigkeit der Messung wird auf Grund der einfachen Schaltung nicht sehr hoch sein, es werden auch keine Präzisionsbauteile verwendet.
Die Eichung: Gerät einschalten, LED „bereit“ muss leuchten. Multimeter anschliessen, Nullpunkt einstellen. Multimeterbereich 2V wählen. Möglichst genauen Eichkondensator z.B. 1,5µF anschliessen, Geräteschalter S1 auf „µF“ , S2 auf „x1“ stellen, Starttaster T1 kurz drücken, der angezeigte Wert muss mit dem 470Ω Trimmpot auf „1,5“ gestellt werden. Messung und Justierung so lange wiederholen bis „1,5“ angezeigt wird. In den anderen Bereichen ist genau so zu verfahren. Zur Eichung werden benötigt: 1,5nF, 15nF, 150nF, 1,5µF, 15µF, 150µF.
Die Widerstände „Bereich“ werden eigentlich nur für ein eingebautes Analoginstrument gebraucht. Bei Anzeige mittels Multimeter werden sie überbrückt.

Gruss Gerhard
Warum hat die Röhre einen Sockel und keine Fassung?
Hätte die Röhre eine Fassung statt des Sockels, könnte man sie nicht mehr umsockeln sondern nur mehr umfassen.
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#3
Hallo Gerhard,

hast du das Konzept noch wo anders vorgestellt? Ich meine dies schon gesehen zu haben. Ich hatte mich mal im RM org eingelesen und auch mal die Kapazitätsberechnung nach der Anfang/Endspannung in Abhängigkeit der Entladezeit nach einem Vorschlag von Dietrich Grötzer ausprobiert was bei mir aber zu einer wesentlich höheren gerechneten Kapazität als tatsächlich führte. Dein Messprinzip beruht ja auf dem gleichen Prinzip.
Grüße

Andy

Was wir wissen, ist ein Tropfen, was wir nicht wissen, ein Ozean.

Zitat von Sir Isaac Newton
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#4
Hallo Andy,

ich habe diese Schaltung nirgendwo vorgestellt. Vielleicht haben andere auch dieses Messkonzept verwendet. Ich wollte eigentlich nur zeigen was ein Bastler alles unternimmt um preisgünstig an Messgeräte zu kommen. 1970 habe ich ein hochohmiges Analogmultimeter gebaut, käufliche Geräte waren in dieser Zeit für mich unerschwinglich:
.pdf   amm70.pdf (Größe: 74,63 KB / Downloads: 34)

Gruss Gerhard
Warum hat die Röhre einen Sockel und keine Fassung?
Hätte die Röhre eine Fassung statt des Sockels, könnte man sie nicht mehr umsockeln sondern nur mehr umfassen.
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