Подскажите! Измерение емкости с в доли пикафарад

Мне просто любопытно, ГДЕ будет меряться уровень жидкости?
Случайно не в новых картриджах Эпсона?

Чего молчим?

> ЮХа, нет, не в эпсоне а в химических реакторах. Я об этом писал в ветке http://pro-radio.ru/start/3328/ (пардон, со ссылкой ошибся указывая ее раньше) См. сообщения от 5 января.

Кстати, удалось запустить схему, которую предложил Спец. Результаты приемлимые но не те, какие ожидалось получить. Хочется послушать мысли на этот счет.

На картинке:
А) так генератор работает при вообще отключенной или подсоединенной конденсаторной ячейке. Т.е. он не срывается, но и форма сигнала отлична от стабильной работы. Частотомер пляшет между 2 и 1.8 кГц. Пиков там, конечно побольше, но суть та же. Развертка 5 микросекунд. Видно влияние помех в 50 Гц. Питание от батареек.
В) Это стабильная работа генератора с 1 Нф. Работает на частоте примерно в 100 Гц
Б) При нахождении воды между обкладками серединка сигнала на экране "проваливается" При этом частотомер начинает плясать между 1.2 кГц и 1.5 кГц

Сейчас вот купил кварцевый генератор (не кварц!) на 2 МГц. Хочу опробовать его просто поставив на выход ячейку и осцилограф. Как я уже писал ранее в другой ветке, это давал отличные результаты. Как я понял, вода в датчике дает не только изменение емкости, но и добротности. В сумме это давало отличный результат в виде изменения напряжения и повышение частоты увеличивало чувствительность.

Еще я хочу сделать в "консультации" отдельную ветку по вопросу: изменение напряжения превратить в частоту и подать на дискретный вход компьютера Эта идея вызвала интерес на кафедре из-за дешевезны реалиизации Предлагаю ее обсудить отдельно и хочу использовать в этом датчике.

Может лучше и проще мерять длительность пауз ?(Б)
С Вашего кв. генератора через логический ключ на счетчик.
Очень хорошо "обмикроконтроллеруется": счетчик- таймер МК и далее на комп.

Alexey> то, что меняется сквожность мне как раз не нравится, хотя и не сильно влияет на суть дела. Наверное, устранив помеху 50 Гц, я избавлюсь от этого эффекта, т.к. амплитуда будет всегда одинаковой. Хотелось бы понять картинку Б. Почему появляется провал? И вообще, всетаки хотелось бы иметь сигнал вида В и просто наблюдать изменения его частоты. Почему при маленьких частотах он так искажается?

Alexey> А что за логический ключ такой?

mrengineer: А что за логический ключ такой?
И-НЕ, ИЛИ-НЕ и типа того, что подвернется под руку.
mrengineer: Почему появляется провал?
А каков период этих провалов -не 20мС?
Может это наводка 50Гц по воде - вода тоже проводник.
mrengineer: И вообще, всетаки хотелось бы иметь сигнал вида В и просто наблюдать изменения его частоты.
Увеличте начальнуу емкость , и дельту - и наблюдайте частоту и улыбайтесь, а при таких емкостях как у Вас , Вам обеспечены проблемы с чем угодно, включая вспышки на Солнце и сглаз.
Почему нельзя поставить несколько датчиков параллельно?
Вообще то я скептически отношусь к решению подобных задач "с помощью лома и какой-то матери"
Кстати:
mrengineer: Мы сделали пока что увеличенный макет капилляра - трубка из стекла диаметром 5 мм внутри и толщиной стенки 1 мм.
Капиляр НЕ МОЖЕТ быть диаметром 5 мм .Делайте в натуральную величину.И подумайте о лазере.

Я тут порылся у себя в архивах.
Как-то была похожая задача измерения емкости в ячейке.
Использовался обычный RC-генератор на основе триггера Шмитта.
Ячейка моделировалась конденсатором 8,2 пф.

Имеем:
R=100 к, С=8,2пф+примерно 10 пф емкости монтажа и вх.емкость микросхемы.
Ширина гистерезиса была k= 0,25 от напряжения питания.

Частота находится по известной формуле 1/F=2*C*R*ln((1+k)/(1-k))

Результаты.
По факту частота составила около 700 кГц.
Период измерения был 1/20 с.
При этих условиях снято много данных (исследовались два генератора -- опорный и измерительный -- на предмет того, как взаимно "уплывают" частоты от температуры).

Так вот, ОСКО (относительное среднеквадр. отклонение) частоты в "состоянии покоя" составило 0,02%.
В принципе, этим все сказано.

За порог обнаружения обычно принимается утроенное значение СКО.
Физический смысл этого заключается в том, что вы не можете достоверно сказать, произошло ли в действительности малое изменение измеряемой величины, или же это была случайная флюктуация. Если же вы зафиксировали отклонение величиной в три СКО, то с вероятностью 0,9973 можете утверждать "да, изменение произошло".

Еще можно сказать, что с такой же вероятностью погрешность измерения составит (3*0,02%)*18пф =0,01 пФ.
Следовательно, изменение емкости в 0,1 пф реально измерять с погрешностью 10%.

Вопрос с капилляром сведется к другому: несколько короткими должны быть измерения частоты, чтобы отслеживать "бульки" в трубе. Ведь уменьшение времени измерения неблагоприятно скажется на погрешности (по теории зависимость обратнокорневая).

Может быть вам имеет смысл собирать среднюю информацию о потоке, на основе множества "бульков", тогда время измерения как раз наоборот, нужно увеличивать. Но поскольку "бульки" идут случайно, то в этом случае появится дополнительная погрешность.

Повысить достоверность обнаружения можно известным способом, применяемым для устранения дребезга в контактных датчиках - многократным повтором. Допустим, если 3 раза подряд зарегистрировано срабатывание, то это - точно "оно". Правда, это чревато ещё большей затяжкой в получении результата. А что если сначала прикинуть, за какое время надо получить срабатывание? Зная размер (длину в капилляре) пузыря и скорость потока, можно прикинуть время его прохождения мимо датчика. Лучше не имитатора, а реального. Если примем получать 3...5-кратное подтверждение, то делим это время на 3...5. Столько времени будет отпущено на одно измерение, и под это время городим схему детектора.
Похоже, вырисовывается простенький частотомер на ПИКе (куча опубликованных вариантов) с добавкой функции ввода порога и многократного подтверждения срабатывания.