wie messe...

[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