Jump to content

    

Высокоточное измерение изменения емкости

Сегодня поставил эксперимент с ТВГ. Подключил к емкостному датчику резистор 1М, подал через него на емкость 40В,

*

Выше вы писали про точность измерения в 0,01 пФ. Вы посмотрели по докам: какова собственная ёмкость резистора?

И особенно собственная ёмкость щупа осциллографа.

Edited by =L.A.=

Share this post


Link to post
Share on other sites
*

Выше вы писали про точность измерения в 0,01 пФ. Вы посмотрели по докам: какова собственная ёмкость резистора?

И особенно собственная ёмкость щупа осциллографа.

 

1) Я писал про точность 0.01 фФ

2) На данном этапе я просто хотел удостовериться в принципиальной возможности/невозможности снимать сигнал с емкостного датчика данным способом. Стало ясно, что способ не катит.

 

Обычно достаточно осциллятора и фазового детектора на 1G86.

 

А что это за элемент - 1G86 ? Я не смог по этому названию ничего нагуглить.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1) Я писал про точность 0.01 фФ

*

Что такое "фФ"? фемтофарады?

Edited by =L.A.=

Share this post


Link to post
Share on other sites
*

Что такое "фФ"? фемтофарады?

 

да

Share this post


Link to post
Share on other sites
Обычно достаточно осциллятора и фазового детектора на 1G86.

Надо бы еще уточнить, сколько там в одном корпусе таких изменяющихся конденсаторов. Насчет взаимной экранировки - не очень, потому как

Сегодня поставил эксперимент с ТВГ. Подключил к емкостному датчику резистор 1М, подал через него на емкость 40В, подал на электроды возбуждения импульсы ~3кГц и стал смотреть осциллографом сигнал на емкости. На частоте 3кГц, в моменты фронтов импульсов возбуждения я увидел иголки вроде таких:

 

http://www.electronicsblog.ru/wp-content/u...D0%BF%D0%B8.png

 

короче, возбуждение лезет в емкостной датчик и теперь ясно, почему предшественники модулировали ВЧ-несущую (10 МГц)... Чтобы отсечь помеху на частоте резонанса (3 кГц). Видимо мне тоже придется городить модулятор-демодулятор.

Соответственно, эти осцилляторы дружно синхронизируются и вместо показаний емкости каждого конденсатора будет что-то среднее, да еще синхронизированное с импульсами возбуждения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На каждый датчик по детектору, а генератор один.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А кто-нибудь знает как в Мультисиме смоделировать емкостной датчик? Чтобы емкость менялась относительно среднего значения по синусоидальному закону?

Share this post


Link to post
Share on other sites
А кто-нибудь знает как в Мультисиме смоделировать емкостной датчик? Чтобы емкость менялась относительно среднего значения по синусоидальному закону?

SPICE модель емкости, управляемой напряжением.

*-----------------------------------------------------------------------------
* Example uses:
*   - voltage-controlled capacitor ...	use "variable admittance"
*   - voltage-controlled inductor ...	use "variable impedance"

* Variable admittance: Yout = Yref * V
*           control input: voltage
*           |  reference capacitor/conductance (connect other lead to ground)
*          / \ |  output: floating admittance
*          + - | / \
.subckt YX-X 1 2 3 4 5
 ecopy  3 6 poly(2) (1,2) (4,5) 0 0 0 0 1
 fout   4 5 vsense 1
 rin    1 2 1G
 vsense 0 6 0
.ends
*

 

По теме - можно попробовать БМК 5503ХМ1У-499.

Есть у них - www.tcen.ru

фФ конечно не получится. Но хоть что-то.

Как вариант: да мостовая схема с модуляцией повышенной частотой (на практике МГц не особо нужны - до сотен кГц - 1МГц нормально) и последующим детектированием. "ВЧ" модуляцию можно делать не обязательно синусоидальную (меандра хватит) - а значит, синхронный детектор (не фазовый) простым будет (ОУ + ключ).

Если не секрет - чей ТВГ? Именно "рюмка"?

У нас просто задачи схожие)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если не секрет - чей ТВГ? Именно "рюмка"?

У нас просто задачи схожие)

 

сами делаем (НИИ Командных приборов)

Share this post


Link to post
Share on other sites

а значит, синхронный детектор (не фазовый) простым будет (ОУ + ключ).

а зачем там синхронный детектор? мы реализуем компенсационный режим (компенсируем сдвиг стоячей волны) и колебания в узлах минимальны. Так что у меня обычный диодный детектор

Share this post


Link to post
Share on other sites

Т.е. вы желаете иметь разрешение по емкости -5, и при этом возбуждаете свой стакан электростатически прямоугольными импульсами 3 кгц, так?

Имхо Вам от синхронного детектирования увернутья не удастся.

мерять такое отклонение измерением колебаний заряда имхо дохлый номер, по крайней мере столь простыми мерами.

Насчет возбуждения паразитных колебаний зондирующим сигналом, если не ошибаюсь Вам придется поднятт частоту измерения на 10^5 относительно резонанса дабы вылезти за гранцы желаемой погрешности.:-) и не валить уровень зондирующего сигнала до неприличия.

До 3*10^8гц?

Или М.б. узкий фап пристроить частоту мерять?:-):-):-)

Edited by bravissimo

Share this post


Link to post
Share on other sites
Т.е. вы желаете иметь разрешение по емкости -5, и при этом возбуждаете свой стакан электростатически прямоугольными импульсами 3 кгц, так?

Имхо Вам от синхронного детектирования увернутья не удастся.

О том и речь.

 

to Konrad

 

компенсационный режим - раз качаете прямоугольником, значит для компенсации как-то меняете амплитуду? Или там простая компенсация - сняли-перевернули-отправили обратно?

В любом случае - для озвученных точностей рекомендуется синхронный детектор. Иначе с точностью проблемы будут. Плюс - любая нестабильность за пределами самой механики будет лезть на выход (и ВЧ иголки тоже). Синхронный детектор гарантирует, что погрешности будут преимущественно от датчика, а не проводов, схемы предусилителя (особенно 1/f шум гадит картину) и т.п. Вам же точность нужна?

Совет - поищите описание схемы ДУС SIRRS (как-то так) от Silicon Sensing. У них достаточно красиво схема разрисована.

 

to bravissimo

Для вторичной накачки там много, наверное, не надо - у них сам датчик высокодобротный должен быть - он сам как фильтр отрежет все "высокие" частоты.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть две идеи. 1. Если общая емкость большая. Измерять точно временной интервал между 0,5 от напряжения начала заряда до этого уровня при достижении заряда. 2) Если общая емкость малая. Использовать емкость как запоминающую в УВХ и сравнивать при некотором маленьком интервале времени когда она не успевает до конца зарядиться.

Share this post


Link to post
Share on other sites

to bravissimo, Степ_дубль

 

Возбуждаю и компенсирую я синусоидальным напряжением (амплитуда возбуждения - 100В, амп. компенсации может регулироваться от 0 до 100В)

 

Снимаю сигнал с емкостного диф. датчика вот так:

post-36555-1518795520_thumb.jpg

 

Слева заходит 250 кГц, к ХТ2, ХТ8 цепляются емкостные датчики, чья емкость изменяется в противофазе. На выходе ИУ получаю переменный сигнал, соответствующий изменению емкости.

 

Как сделать прецизионный синхронный детектор на сотни килогерц, я не знаю... Вернее, я почти уверен, что мне не удастся сделать его на спецстойкой отечественной ЭКБ

Edited by Konrad

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this