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Misurazione capacità tramite oscilloscopio

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] Misurazione capacità tramite oscilloscopio

Messaggioda Foto Utentelostsheep » 5 nov 2014, 13:39

Buongiorno a tutti O_/
In rete ho trovato diversi articoli che trattano l'argomento del titolo, cioé misurare il valore di un condensatore tramite un oscilloscopio, sfruttando la carica/scarica in un RC.

Come le leggi matematico/fisiche insegnano, il tempo (tau) da considerare, dato dal prodotto R x C, deve essere quello che intercorre tra l'inizio del fronte di salita della carica del condensatore e il raggiungimento della tensione ai capi dello stesso pari al 63.2% del valore di tensione asintotico.

Mi son costruito un generatore di onda quadra con un NE555 e, al pin 3, gli ho collegato l'RC.


Cx sarebbe la capacità da esaminare e il seguente è lo screenshot dell'oscilloscopio dove il valore di Cx è di 47nF.

20141105_720734.png
20141105_720734.png (7.83 KiB) Osservato 2436 volte


La formula per calcolare la costante di tempo è

\tau=R \cdot C \Rightarrow C=\frac{\tau}{R}

quindi

C=\frac{\tau}{R}=\frac{54\cdot10^{-6}s}{10^{3}\Omega}=54\cdot10^{-6}\cdot10^{-3}F=54\cdot10^{-9}F=54nF

Come contro prova metto il condensatore nel capacimetro cinese e leggo 48.4nF.
Ora, il condensatore ha una tolleranza del ±20% quindi il suo valore può rientrare nel range 37.6 ÷ 56.4 nF ed entrambe le misure ci rientrano. A questo punto la mia domanda è: il capacimetro è così cinese da non riportarmi una lettura abbastanza fedele a quella determinata con l'oscilloscopio, ho sbagliato qualche passaggio nella mia analisi o la misura fatta è falsata a causa di un'onda quadra spuria?

20141105_723244.png
Schifezza rilevata alla base del fronte di salita
20141105_723244.png (4.51 KiB) Osservato 2436 volte


Grazie mille a chi avrà la pazienza e la voglia di illuminarmi :ok:
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[2] Re: Misurazione capacità tramite oscilloscopio

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 5 nov 2014, 14:07

:-) Oltre a quanto ti diranno gli esperti che interverranno ritengo che in un gruppo RC reale (non ideale) vadano considerate la tolleranza del resistore (lo hai misurato o ti basi sul valore nominale ?) e la ESR del condensatore :roll: O_/
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[3] Re: Misurazione capacità tramite oscilloscopio

Messaggioda Foto UtenteRussell » 5 nov 2014, 15:00

mi hai fatto venire in mente anche la possibilità di mettere Cx in posizione C1
riconducendo la stima del valore Cx alla misura della frequenza di oscillazione del 555
cosa che puoi fare con un oscilloscopio... ma anche con un semplice buzzer e il microfono del PC
sarebbe a provare...
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[4] Re: Misurazione capacità tramite oscilloscopio

Messaggioda Foto Utentelostsheep » 5 nov 2014, 15:02

Ecco il mio primo errore :oops: non ho tenuto conto della tolleranza del resistore. Tramite il metodo voltamperometrico è venuto fuori che il resistore è da 1027ohm e non da 1000ohm. Il valore adesso è sceso a 52.6nF.

Non ho tenuto conto nemmeno dell'ESR #-o Giustamente, dato che sto operando ad una frequenza di 1KHz, il condensatore si comporta come un RLC e introduce una certa resistenza che si va ad aggiungere a quella del circuito aumentando la Req. Dato che C è inversamente proporzionale a R otterrei un valore di C ancora più basso che si avvicinerebbe ancora di più al valore misurato dal capacimentro :ok:

Ci sarebbe un metodo per calcolare la Req totale?
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