¿Es práctico medir una capacitancia desconocida midiendo su impedancia?

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Recientemente he visto algunos proyectos de ingeniería de cuarto año en mi escuela (Universidad de Waterloo) y uno que me pareció interesante fue este novedoso sensor de presión que usa nano plata separada por un gel di-eléctrico. Es muy flexible y la presión provoca un cambio en la capacitancia. No son ingenieros eléctricos y para su demostración, utilizaron un Arduino para medir la constante de tiempo del circuito RC. Tomó 1 segundo producir una lectura.

Podría ser mucho más agradable y presentable si la lectura fuera instantánea y me preguntara por qué no intentaron medir la capacitancia midiendo su impedancia.

Así que busqué en línea para encontrar información sobre cómo encontrar capacidades desconocidas con un Arduino y no encontré nada con respecto a la medición de la impedancia.

Aunque, este utilizó un temporizador 555 , que es ¡muy inteligente!

Mi enfoque

El diseño de mi circuito sería el siguiente:

Primero utilizaría un valor de resistencia conocido en serie con el condensador y utilizaría una onda de CA conocida y constante para transmitir, luego intentar medir la caída de voltaje debida al condensador. De acuerdo con el cálculo de impedancia para los condensadores $$ Z = \ frac {-j} {\ omega C} $$ donde se conoce \ $ \ omega \ $ y Z se mide para que pueda determinar C.

Medir la impedancia

Para medir la impedancia pasaría por un rectificador de media onda, luego un circuito detector de picos y leería el voltaje de CC en el detector de picos con un Arduino, luego descargo el condensador a través del transistor.

No sé si esto funcionaría o sería práctico; No puedo probarlo en este momento ya que no tengo ningún equipo eléctrico y me estoy preparando para los exámenes.

¡Gracias por la información!

    
pregunta Klik

1 respuesta

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También habrá una resistencia en serie efectiva y una inductancia en serie efectiva que se sumarán a la impedancia medida. Si estos son pequeños en comparación con la capacitancia, puede obtener algunas mediciones precisas.

Suponiendo que C es grande en comparación con ESR y ESL, el componente inductivo seguirá dominando la impedancia en las frecuencias más altas. Entonces, desde ese punto de vista, probablemente sea mejor utilizar una señal de prueba de frecuencia más baja. OTOH si la frecuencia es demasiado baja para la capacitancia dada, se verá como un circuito abierto. Por lo tanto, tendrá que encontrar el punto óptimo para la frecuencia de prueba según sus valores de ESR, C y ESL.

    
respondido por el Chad Kennedy

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