Medir la capacitancia utilizando dos umbrales

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Quiero medir la capacitancia usando un microcontrolador. Como hay varios inconvenientes en la medición del voltaje del capacitor de 0 V, este recurso lo hace correcto al contar el El condensador de tiempo se carga de un voltaje a otro.

Lo que me desconcierta es una selección de umbral inferior: miden las cargas de los condensadores desde 0.17 Vcc a 0.5 Vcc. Dicen, es hora de 0.5RC.

No puedo obtener este valor de 0,17.

Según tengo entendido, para obtener 0.5RC, debe cargar el condensador en rangos de voltaje que son equivalentes a los puntos de tiempo 0.2RC a 0.7RC.

$$ t / RC = -ln (1-Vt / Vcc) $$

si intento calcular el valor t / RC a 0.17 Vcc que usan, obtengo:

$$ -ln (1-0.17) = 0.186329578 $$

Eso está lejos de 0.2.

si intento calcular la relación Vt / Vcc en t / RC = 0.2, obtengo:

$$ Vt / Vcc = 1-e ^ {- t / RC} $$

$$ 1-e ^ {- 0.2} = 0.181269247 $$

Por lo tanto, el umbral inferior debe ser 0.18Vcc, no 0.17Vcc. ¿Estoy en lo correcto o me estoy perdiendo algo?

    
pregunta miceuz

1 respuesta

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Primero encuentra a qué hora llegamos a 0.5 Vcc:

\ $ 1 - e ^ {- t / R C} = 0.5 \ $

Eso es para \ $ t \ $ = 0.693147 \ $ R C \ $. Si restamos 0.5 \ $ R C \ $ de lo que obtenemos

\ $ V = 1 - e ^ {- (0.693147 - 0.5) / R C} = 0.175639 \ text {V} _ {CC} \ $

Por lo tanto, la tensión varía de 0.1756 \ $ V_ {CC} \ $ a 0.5 \ $ V_ {CC} \ $ en 1/2 \ $ R C \ $.

(Normalmente no trabajo con 6 dígitos significativos, pero aquí la discusión está entre 0.17 y 0.18, y luego es relevante)

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Tenga en cuenta que puede usar una fuente de corriente en lugar de una fuente de voltaje + resistencia para cargar el capacitor.

La línea azul muestra la carga sobre una resistencia, la línea púrpura a una corriente constante. Cuanto más superficial sea la línea, mayor será la diferencia de tiempo para la misma diferencia de voltaje y, por lo tanto, mayor será el error. Es por eso que con la curva exponencial es mejor que no mida más del 80% de \ $ V_ {CC} \ $. A una corriente constante, tiene una precisión constante en todo el rango de medición.

    
respondido por el stevenvh

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