wie messe...

[lomay]

wie messe ich eigentlich die Kapazität eines Elkos und/oder eines Kondensators? Auf welche Stellung muß ich mein Meßgerät da einstellen? Für die Profis hier eine garantiert lächerliche Frage, aber für einen Elektroniklaien existentiell wichtig.

Für jede Anmerkung wäre ich dankbar,

Gruß an alle hier, Lothar

[luemmel]

Die normalen Multimeter der unteren Preisklasse haben in der Regel keinen Meßbereich für Kondensatoren.
Da brauchst du entweder eines aus der höheren Preisklasse (> 100 Euro) oder gleich eins das nur für Kapazitäts-/Induktivitätsmessung gedacht ist, also rein nur Meßbereiche für Kondensatoren und/oder Spulen.



Grüße
Thilo

[capstan]

Lothar,

früher in der Schule, als wir noch keine Kapazitätsmessbrücke besaßen, haben wir das im Physikunterricht (Grundlagen der Elektrotechnik) mit einem normalen Multimeter ganz einfach so gemacht:

Xc = 1 / (2*Pi*f*C)

Xc=Kapazitiver Blindwiderstand
Pi=3,14...
f=frequenz
C=Capazität

Kondensator an eine Wechselspannung anschließen, Spannung und Strom messen, dann den kap. Blindwiderstand (R = U/I) ausrechenen, dann Formel oben nach C umstellen, die Werte einsetzen, fertig.
Nach diesem Prinzip arbeitet auch ein Kapazitätsmessgerät.

Bernd

[lomay]

jau Bernd,
das ist mir alles voll geläufig >IRONIE< , ich bin elektronischer LAIE quasi VOLLDEPP was das elektrisch zu messende angeht.

[kaiman_215]

Wenn dein Messgerät Kapazität messen kann einfach den Bereich einstellen und den Kondensator einstecken. Da du aber so fragst nehme ich an dein Messgerät kann es nicht. Dann musst du rechnen.
Spannung und Frequenz sind meist vorgegeben also musst du den Strom messen der durch den Kondensator fliesst, dann wie oben Capstan schreibt den Blindwiderstand ausrechnen und daraus die Kapazität.
Du musst beachten dass dein Messgerät Effektivwerte anzeigt, um Spitzenwerte zu erhalten musst du deine Ergebnisse mit dem Faktor 1,41(Wurzel 2) multiplizieren.

[GXNet]

lomay postete
jau Bernd,
das ist mir alles voll geläufig >IRONIE< , ich bin elektronischer LAIE quasi VOLLDEPP was das elektrisch zu messende angeht.

Hmmm, das macht die Sache nicht gerade einfach.

Du musst auf jeden Fall mit dem Ohmschen Gesetz und Zeitmessung umgehen können. Dann wäre die Frage nach deinem zur Verfügung stehenden Equipment und welchen Typ von Kondensator du prüfen willst. Wenn du dir die Mühe machen möchtest, dann kann ich dir 3-4 Seiten aus einem Büchlein schicken (PM) , welches genau solche Tests beschreibt. Aber sei gewarnt: Ganz ohne Grundlagen wirds nicht gehen.

Also am einfachsten wäre sicher, du kaufst dir einfach den passenden Typ, den du brauchst im neu Elektronikladen. ;-)

VG
Michael


Tipp: Franzis-Verlag RPB 102, Elektronische Bauelemente - einfach geprüft im Hobby Labor, Dieter Nührmann ISBN 3-7723-1021-4, wird gelegentlich bei 1,2,3 angeboten.

[hanns-d.pizonka]

Hallo Lothar,

hier bei uns in Essen gäbe es für Dich die Möglichkeit, bei Conrad um Beispiel dieses

Artikel-Nr.: 101393 - 62
(dieses Bild ist nur ein Ausschnitt, bitte selber laden und anschaun)
zu kaufen.

Das wäre meine Empfehlung, wenn Dein "Mess-Geräte-PARK" bis jetzt noch im Aufbau ist. Eine "vollautomatische" Eieruhr (übliche Bezeichnung für ein Vielfachmessgerät) ist immer und für fast Alles brauchbar.

Immer richtig messen, das geht nur dann, wenn man den richtigen Durchblick hat und die elektrische und elektronische Messtechnik ein Teil der Ausbildung gewesen ist. Denn, was nutzt Dir meine Werkstatt, wenn Du mit der Messtechnik nicht auf vertrautem Fuss stehst und immer nur fragen müsstst: Was ist denn das, habe ich ja noch nie gesehen.

Wenn Dir der Weg in die Stadt (ich entsinne mich schwach, Du bist aus Kray) mit zuviel Aufwand verbunden ist, dann bestelle Dir einfach dieses Gerät

http://cgi.ebay.de/Digitales-Kapazitaets...240%3A1318

(auch dieses Bild ist nur ein Ausschnitt!)
Den Anbieter kenne ich nicht, mal eben aus dem "Netz" in mein "Netz" gefischt. Dieses Teil erscheint mir brauchbar; für gerade mal zwanzig Euro bis in die Haustür da kann man eigentlich nichts falsch machen.
Hier ist der Link zum Anbieter
http://www.komerci.de/shop/product_info.php?pmod=1055
Eine Abhandlung über die "Kondensator-Messtechnik" findest Du im Netz mit der passenden Suchmaschine, und die heisst nicht KUCKLE.

Das soll es für das erste sein.

Viele liebe Grüsse
H A N N S -D.

P.S.
Hier ein kleiner Ausblick auf die "MESSGERÄTE"-Ansammlung; gerade nach der Reparatur und Justage enes älteren Akai-Cassetten-Recorders.

[hanns-d.pizonka]

Hallo an alle Messgläubigen,

die da den Messwerten vertrauen und Glauben schenken und ein bisschen VOODOO in den Bereich der Wunder schieben sollten. Aber das ist mal wieder ein anderes und umfangreiches Thema.

Hier noch aus meiner (zum Leidwesen meiner Frau - der besten aller Frauen) umfangreichen Sammlung an älteren Mess- und Prüfgeräten für die Elektronik ein Kasten der 20-Kilogramm-Klasse, natürlich rein passiv und von ROHDE & SCHWARZ (München) genannt LCB - zu dem suche ich noch die mit Sicherheit sehr umfangreiche "ORIGINAL"-Bedienungsanleitung.

@ Lothar: das wäre eine Prüfungsaufgabe (wenn Du in einigen Jahren den notwendigen Durchblick gesammelt hast), dieses Teil erfolgreich in Betrieb zu nehmen.



Übrigens sind auf meinen Opera-Seiten andere interessante Messgeräte zu finden
http://my.opera.com/hanns-d.pizonka/albu...re=8728113

Ein Batterie-Betriebenes Oszilloskop, natürlich voll funktionsfähig, leider auch ohne Bedienungsanleitung oder Schaltbild.

Aber, wie immer: Kommt Zeit, kommt Papier.

Viel, viel Spass am Wochenende
H A N N S -D.

NACHTRAG:
Der Blick über den (ganz niedrigen) Zaun lohnt sich immer, hier in das
SABA-Forum (ganz oben zweite Zeilt anklicken)
http://forum3.magnetofon.de/showtopic.ph...1d83be23a5

[lomay]

Wenn ich mir das ganze Equipment so anschaue, dann scheint es mir in meinem Fall sinnvoller, entweder alle in Betracht kommenden Bauteile zu lokalisieren und direkt auszutauschen oder die Maschine zu jemanden zu bringen, der sich damit auskennt und reparieren zu lassen.

Über das hier zu bestaunende Equipment kann ich nur sagen: wau, Klasse


schönes Weekend, Lothar

[lomay]

Hallo Hans-D.

der Tipp mit Essen ist gut, ich wohne in Steele, doch ich habe wirklich keine Lust, mir derart viel Messgerätschaften zuzulegen, da ich eher der Nutzer meiner Maschine bin. Na ja, nutzen würde es so nebenbei auch nicht viel, wenn ich all die Messgeräte hätte, da ich damit nicht umgehen kann. Aber ich denke, es ist sicherer das so zuzugeben, als wenn auf einmal Essen und Umgebung ohne Strom sind, nur weil ein Late seine Bandmaschine testen wollte.

Liebe Grüsse, Lothar

[kaiman_215]

Das obere Messgerät ist durchaus interessant aber du hast natürlich Recht es ist sehr zeitaufwendig die Kondensatoren auszulöten und durchzumessen bis man den kaputten erwischt.
Da es hier meist um ältere Geräte geht ist es sinnvoller gleich alle C´s auf der Platine zu wechseln.
Eine einfache Messmethode für die Kondensatoren ist die Widerstandsmessung, du siehst dann wie die Anzeige deines MG langsam nach oben geht wie sich der C auflädt. Es zeigt dir keine Kapazität aber man kann so einen tauben C finden der nicht mehr lädt. Wenn du die Messspitzen wechselst siehst du dann beim voll geladenen C wie die Anzeige langsam nach unten geht.

[uk64]

Wie schon geschrieben muss man sich schon ein wenig mit der Elektrotechnik beschäftigen um Messmethoden zur Kapazitätsmessung zu verstehen.

Ich möchte hier mal eine Möglichkeit mit einem normalen Digitalmultimeter (und Stoppuhr) mit Hilfe des Widerstandsmessbereich zeigen. Seht es als Spielerei an.

Als erste sollte man verstehen wie ein gewöhnliches Digital- Multimeter Widerstände misst.
Ein Multimeter kann eigentlich nur Spannung messen. Eine Widerstandsmessung geschieht über einen Umweg.
Dazu liefert das Messgerät an seiner Messbuchse (Messkabel) einen Konstantstrom. Dieser Strom lässt an dem zu Messenden Widerstand eine Spannung abfallen den das Messgerät entsprechen anzeigt.
Wenn der Konstantstrom und der Spannungsmessbereich entsprechen gewählt wird kann der Widerstandswert direkt von der Anzeige abgelesen werden.

Hierzu ein Bild,



der hier gewählte Konstantstrom von 1mA bewirkt einen Spannungsabfall an dem 1kOhm Widerstand von 1Volt.
R=1V/1mA=1kOhm
Wenn ich jetzt die Anzeige auf den Kilo- Ohmbereich setze kann ich direkt den Widerstandswert ablesen.

Das Ganze kann man auch indirekt zur Kapazitätsmessung nutzen.
Hierzu sollte man wissen, wenn ein Kondensator mit einem konstanten Strom geladen wird steigt die Spannung linear an.
Daraus folgt das man aus der Aufladezeit “t” einfach die Kapazität ermitteln kann.
Hier gilt:

C=(txI)/U

C = Kapazität
t = ermittelte Zeit (Stoppuhr)
I = Konstantstrom mit der der Kondensator geladen wird
U = Spannungswert über dem Kondensator nach der Zeit t

Hierzu zwei Bilder
1. Messprinzip



2. Ladekurve, wird mit Hilfe des Multimeters und einer Stoppuhr ermittelt.



Aus der Kurve kann man ablesen das bei einem Ladestrom von 1mA nach 2ms eine Spannung von 2Volt anliegen.
Nach der oberen Formel
C=(1mA x 2ms)/2V=1µF
Edit: Bei der praktischen Messung sollte man natürlich aufpassen Werte im brauchbaren Bereich zu erhalten. Das kann durch die Wahl des Messbereiches erfolgen, je höher der Messbereich desto kleiner der vom Messgerät gelieferte Konstantstrom, je kleiner der Strom desto größer der Zeitbereich (flache Ladekurve). Je kleiner die zu messende Kapazität desto größer muss der Messbereich sein. Der Zeitbereich sollte schon ein paar Sekunden betragen.


Hier muss man natürlich aufpassen, wenn der Kondensator einen Leckstrom besitzt (gerade bei Elkos) gelten die so ermittelten Werte nicht mehr.
Das kann ich aber vorher durch eine Widerstandsmessung überprüfen.
Eine andere Möglichkeit ist nach der Aufladung mit einem Konstantstrom den Kondensator wieder mit dem gleichen Konstantstrom (durch Umpolung der Messspitzen) Entlade.
Hier sollten Auf- und Entladezeit übereinstimmen. Theoretisch kann man aus dieser evtl. Zeitdifferenz den ESR ermitteln.


Gruß Ulrich

[kaiman_215]

uk64 postete


Ich möchte hier mal eine Möglichkeit mit einem normalen Digitalmultimeter (und Stoppuhr) mit Hilfe des Widerstandsmessbereich zeigen. Seht es als Spielerei an.

Ob das so klappt mit der Stoppuhr da musst verdammt schnell sein. Nimm als Beispiel ein Widerstand von 1k und Kapazität 1µF dann kommst auf ein Tau von 1 Mili Sekunde. Nach 5 Tau ist der Kondensator voll und 5ms kann niemand drücken auf der Stoppuhr, das geht nur am Oszi abzulesen.
Aber der Vollständigkeit halber, ok.

[uk64]

Mit Zeitkonstanten nach R mal C hat das Ganze allerdings gar nichts zu tun.

Ein Kondensator wird mit einem !!!konstanten!!! Strom geladen.
Die Kondensatorspannung steigt dadurch linear an.
Lade ich einen 1000µF Kondensator mit einem Strom von 1mA steigt die Kondensatorspannung
um 1Volt pro Sekunde, lade ich diesen Kondensator mit einem Strom von 0,1mA steigt die Spannung um 1 Volt nach 10 Sekunden (das schafft man mit einer Stoppuhr).
Die allgemeine Definition: 1 Farad geladen mit einem 1Ampere ergibt nach 1 Sekunde ein Spannung von 1Volt am Kondensator.

Da die Spannung linear steigt reicht ein Delta t und ein Delta U.
Der Spannungsanstieg ist natürlich durch das Messgerät nach oben begrenzt.
Die Konstantstromquelle ist ein Multimeter im Ohmbereich.
Die Höhe des konstanten Stromes schalte ich mit dem Widerstandsmessbereich um.
Die Spannung zeigt das gleiche Messgerät an.

Je größer die Kapazität desto genauer die oben gezeigte Methode.
Die Genauigkeit der Methode ist natürlich trotzdem begrenzt.

Edit: Wer sich die Mühe macht die Bedienungsanleitung seines Multimeters mal durchzulesen, das steht da häufig genauso drin, incl. den benötigten Umrechnungswerten und Formeln.

Gruß Ulrich

[lomay]

Danke Ulrich,

Du hast mich restlos überzeugt, ich werde mich nach jemandem umsehen, der mir meine Maschine reparieren kann, ohne dass ich Elektrotechnik studieren muß.

schönen Sonntag, Lothar

[kaiman_215]

uk64 postete
Mit Zeitkonstanten nach R mal C hat das Ganze allerdings gar nichts zu tun.

Gruß Ulrich

Ja gut mit einem kleinen Ladestrom kann man das messen aber irgendwann ist doch der Kondensator voll dann is vorbei mit der Linearität diesen Punkt hast du nicht berücksichtigt. Deshalb hab ich die Zeitkonstante angesprochen.
Das ist eben nur ein Schulversuch der nur mit grossen C´s funktioniert. Die Lehrer hatten damals grosse Plattenkondensatoren und eine grosse Stoppuhr damit man das anschaulich darstellen kann aber es ist praxisfremd.

[uk64]

Ich hatte nicht erwartet das es so schwer zu verstehen ist.
Es wurde die Frage gestellt wie man mit einem normalen (Digitalen) Multimeter (anscheinend ohne die Möglichkeit der direkten Kapazitätsmessung) eine Kapazität messen kann.
Eine Möglichkeit dazu habe ich versucht zu aufzuzeigen.
Das es mehr eine Spielerei ist habe ich oben geschrieben, ebenso Selbstverständlich ist die bescheidene Genauigkeit der Methode.
Diese Methode bezeichnet man nicht ohne Grund als überschlägige Kapazitätsmessung.

kaiman_215 postete
Ja gut mit einem kleinen Ladestrom kann man das messen aber irgendwann ist doch der Kondensator voll dann is vorbei mit der Linearität diesen Punkt hast du nicht berücksichtigt. Deshalb hab ich die Zeitkonstante angesprochen.

Das der Elko irgendwann “voll” ist bestreite ich nicht, nur tritt dieser Fall nicht in Erscheinung.

Also noch einmal, es wird ein Multimeter im Widerstandsmessbereich verwendet.
Um Widerstände zu messen gibt das Messgerät einen vom Messbereich Abhängigen Konstantstrom aus. Wirklich gemessen wird ja immer der Spannungsabfall über dem zu Messenden Widerstand (Kondensator).
Hier hat das Messgerät natürlich einen begrenzten Arbeitbereich und damit eine Endliche Leerlaufausgangsspannung.
Diese Leerlaufausgangsspannung liegt aber oberhalb des Anzeigebereichs, tritt damit nicht in Erscheinung. Das Ende des Arbeitsbereiches ist ja vorher bekannt, man bleibt im linearen Bereich der
Ladekurve.

Das Multimeter wird als Konstantstromquelle und als Spannungsmesser im Ohmbereich verwendet, nur die Stoppuhr ist extern.

Bei vielen Messgeräten stehen die benötigten Angaben in der Anleitung, wenn nicht lassen sie sich einfach ermitteln.

Dazu zwei Beispiele:

Hameg HM8011



Hier beträgt die Messleerlaufspannung 8Volt, der Messbereich ist aber bei 2Volt über dem Messobjekt schon beendet.

Hameg HM8012



Hier beträgt die Messleerlaufspannung 10 Volt, der Messbereich endet bei 5Volt über dem Messobjekt.

Wenn es anders wäre könnte auch eine Widerstandsmessung nicht funktionieren.

Gruß Ulrich

[uk64]

kaiman_215 postete
Das ist eben nur ein Schulversuch der nur mit grossen C´s funktioniert. Die Lehrer hatten damals grosse Plattenkondensatoren und eine grosse Stoppuhr damit man das anschaulich darstellen kann aber es ist praxisfremd.

Diesen Einwand habe ich nicht übersehen, nur für das folgende etwas länger gebraucht.

Kommen wir also zur (?fremden?) Praxis.

Dieses



Multimeter befindet sich im 4 MOhm Widerstandsmessbereich und liefert dort einen Strom von 1µA.

Das Messobjekt war ein 10µF Elko.

Zur Darstellung im Forum habe ich mir folgenden Schritt etwas einfacher gemacht.
Die Werte des Messgerätes wurden mit Hilfe der Datenschnittstelle festgehalten, geht aber genauso zu ohne.

Aus dieser so entstandenen Messwerttabelle



habe ich einmal nach 6,5s einen Wert von entsprechenden 0,6115 Volt
Entnommen, einen zweiten Wert nach 26,5s von 2,7604 Volt
Wie ich oben geschrieben habe reichen Delta (Differenz) Werte,

26,5s - 6,5s = 20s für t

2,7604V - 0,6115V = 2,1489V für U

Das ergibt

1µA*20s / 2,1489V = 9, 31µF

Das zur erreichbaren Genauigkeit.

Damit hat mein Spieltrieb in dieser Sache ein Ende erreicht.

Gruß Ulrich

[kaiman_215]

Da sind aber einige Ecken in der angeblich linearen Steigung...am Anfang darf man das Delta nicht nehmen...was zeigt denn das MG wenn man den 10µF Kondensator direkt misst? so als Vergleich?

[uk64]

Die “Ecken” in den Daten sind durch die Datenübertragung entstanden, das Messgerät und die Software arbeiten nicht immer Synchron. Daher auch die doppelten Werte in der Tabelle.
Der Anfang der Tabelle ist mit losen Messkabeln, hier kann man die Messbereichsgrenze ablesen. Erst ab dem 11 Sample ist der Elko angeklemmt.

Edit: Messreihe ab 11. Sample grafisch Dargestellt:



Der Elko hat direkt gemessen



Hier noch eine zweite Messreihe (Elko 470µF, direkt gemessen 458µF)

https://tonbandforum.de/bildupload/Cmessdata1.xls

Diese Messreihe grafisch Dargestellt über den kompletten Messbereich:



Sieht doch ziemlich linear aus.

Gruß Ulrich

[kaiman_215]

Gut so kann man das ausmessen, er sucht aber eine Methode um den Wert möglichst schnell und einfach zu abzuschätzen und dann sag ich nochmal
Tau = R x C
Nach 5 Tau ist der Kondensator voll.
Dabei muss man nur den Widerstand wissen und kann bei den grössseren C´s
auf den Sekundenzeiger schauen.