Parece que la mejor estabilidad de temperatura que puedo obtener con los condensadores convencionales en el rango de 330 pF son las cerámicas COG / NPO a 30 ppm.
¿Hay mejores tecnologías o técnicas que pueda usar para compensar la deriva de los condensadores?
Andeen Hagerling crea estándares de capacitancia ultra estables de hasta 100pF, número de pieza AH11A. Son estables a 0.001ppm / C, y también tienen baja deriva (0.1ppm / año), alta Q y baja dependencia de voltaje. Sin embargo, probablemente sean demasiado caros para su aplicación. Logran este tipo de estabilidad con condensadores de sílice fundida en un horno de temperatura controlada.
Si desea una medición de distancia de precisión más barata que un sistema láser, podría considerar un sensor de capacitancia. Pero va a pasar un mal rato superando el precio y el rendimiento del sistema láser.
Creo que estás tratando de lograr lo imposible. En general, en electrónica, aceptamos que los valores de los componentes varían en función de la temperatura y el diseño. Tratar de minimizar la deriva sobre la temperatura es una buena idea, pero habrá un muro que golpeará en algún momento.
Para romper este muro y aumentar la precisión, la solución que puedo pensar es compensar el error inducido por la temperatura del valor medido. Así que también mide la temperatura y luego, utilizando una tabla con el error sobre temperatura, corrija el valor medido.
También puede intentar compensar el coeficiente de temperatura con un tipo diferente de condensador que tenga un coeficiente de temperatura invertido en paralelo con su condensador original. Sin embargo, dudo que existan y esto podría no ser muy predecible.
La forma habitual de lidiar con este tipo de problema es usar un método de medición diferencial para que la (s) capacidad (es) se cancele (s) a primer orden.
Como alternativa, a 30pF puede hacer su propio condensador dieléctrico de aire usando (digamos) Invar que sería relativamente estable, pero el costo sería alto (y podría obtener demasiada sensibilidad a la humedad a menos que lo sellara con algo como argón seco en el interior. 330pF es probablemente demasiado para hacer fácilmente, pero tal vez usted podría simplemente aumentar la frecuencia.
Obtener mediciones inductivas a una frecuencia relativamente baja es bastante difícil porque la profundidad de la piel no es cero para un conductor convencional (tampoco es bastante cero para un superconductor, pero está mucho más cerca).
No sé cuál es su rango de temperatura, pero en el rango de -40 ° C a 85 ° C, su deriva total sería ... 330pF * 30ppm / C * 65C = 0.64pF.
0.64pF es bastante pequeño, es probable que tenga más error de capacitancia que eso debido a unas pocas pulgadas de cableado o rastros de PCB. También es probable que el cambio en la capacitancia en los devanados de la bobina de su inductor frente a la temperatura sea mayor que eso. Los inductores pueden tener fácilmente varios 10s de pF de capacitancia entre devanados.
Entonces, en general, para obtener la precisión que desea, necesita saber algo más que la capacitancia de un componente en función de la temperatura, debe conocer todo el sistema (cables de PCB y todos) frente a la temperatura.
Yo usaría un condensador NP0 normal y pondría un sensor de temperatura cerca de él en su tarjeta de circuito. En el momento de la fabricación, puede colocar el dispositivo en una cámara de temperatura y medir la capacidad total del sistema a varias temperaturas, invirtiendo su cálculo de distancia, y guárdelo en una tabla de consulta en su dispositivo. Probablemente no necesite medir demasiados puntos de temperatura, ya que probablemente pueda interpolar con una precisión razonable.
Luego, cuando está operando en su entorno objetivo, puede buscar la capacitancia correcta en función de su sensor de temperatura.
Pondré esto como respuesta, aunque solo es una posibilidad. Con 4 capas de 1mm FR4 puedo obtener 340pF creando mi propio capacitor de disco de 18 mm de radio.
Todavía necesito hacer cálculos de expansión térmica. Sospecho que no va a ser mejor que COG / NPO
Probablemente tengas que inventar otro método para hacer estas mediciones. El nivel de precisión que solicitas no es realista.
Puede considerar, por ejemplo, la modulación del componente útil de su señal. Sugiero leer una descripción de un experimento famoso para medir el efecto de la gravitación en la frecuencia de fotones. Utilizaron la modulación mecánica de la señal útil.
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