Kondensator, Genauigkeit

Hallo!

Ich möchte einen Kondensator so genau wie möglich aufladen, diese Spannung so lange wie möglich halten und die Spannung dann wieder so genau wie möglich messen. Die Frage ist nur noch, wie groß dieses „genau wie möglich“ ist.

Die erste Schwachstelle ist die Spannungsquelle, mit der der Kondensator aufgeladen wird. Was für Genauigkeiten gibt es so bei Spannungsquellen? Wäre eine Spannungseinstellung von z.B. 2,67839 V möglich?
Wenn es sowas nicht zu kaufen geben sollte: Könnte man sowas nicht selber bauen? Bei einem Potentiometer ist bestimmt die Größe für die Genauigkeit verantwortlich. Wenn ich eine riesige Scheibe hätte, auf dem der Schleifkontakt schleift, könnte ich den Kontakt sehr genau an eine Stelle bringen. Gibt es sowas vielleicht schon?

Das zweite Problem ist dann der Kondensator an sich.
Wenn man eine Spannungsquelle mit einer Genauigkeit von sagen wir einem zehntausendstel Volt hätte, würde jeder Kondensator diese Spannung auch so genau aufnehmen können? Oder gibt es dafür Spezialkondensatoren?
Das größere Problem wird aber denke ich die Entladung sein.
Bei Wikipedia habe ich gefunden, dass die besten Kondensatoren nach etwa einer Stunde schon 67 % ihrer Kapazität verloren haben. Eine sehr genaue Spannung wäre also schon nach Sekundenbruchteilen weg. Kann man diese Entladung irgendwie vermeiden? Vielleicht mit einem anderen Bauteil, z.B. einer Batterie?

Die letzte Schwachstelle ist dann die Spannungsmessung.
Wie genau kann man Spannungen mit existierenden Messgeräten messen?
Das Problem hierbei wird der Innenwiderstand des Messgerätes sein. Aber kann man den nicht herausrechnen?

Danke schonmal für eure Antworten!,
Gruß
Paul

Ladung?
Würde es einen Unterschied machen, wenn man statt der Spannung die Ladung betrachtet?

Moin, Paul,

ich schlage vor, Du liest Dir erstmal die Antwort
/t/kondensator-zustaende/4626088/2
durch und versuchst, sie zu verstehen, also nachzuarbeiten.

Ich habe mir alle Links durchgelesen und habe auch versucht die gewonnenen Ergebnisse hier mit einfließen zu lassen. Was habe ich denn deiner Meinung nach nicht beachtet?

Wie genau kann man Spannungen mit existierenden Messgeräten
messen?

das hängt nur davon ab, wie viel Aufwand Du treiben möchtest.

Theoretisch spielen Kosten etc. erstmal keine Rolle. Ich möchte wissen, was technisch möglich ist.

Klar, das ist aber nicht das Problem. Wo der Hund begraben
liegt, steht ebenfalls in Lodrunners Beitrag.

Das habe ich dann nicht erkann.
Kannst du mich vielleicht direkt darauf hinweisen, was ich genau lesen muss?

Hallo!

Ich möchte einen Kondensator so genau wie möglich aufladen,
diese Spannung so lange wie möglich halten und die Spannung
dann wieder so genau wie möglich messen. Die Frage ist nur
noch, wie groß dieses „genau wie möglich“ ist.

  1. Wozu eigentlich???
  2. Der Kondensator hält ohne Belastung die Spannung halbwegs. Aber nicht beliebig lange.
  3. Spätestens das Messgerät wird die Spannung sofort sindken lassen. Wer misst, misst Mist.

Die erste Schwachstelle ist die Spannungsquelle, mit der der
Kondensator aufgeladen wird. Was für Genauigkeiten gibt es so
bei Spannungsquellen? Wäre eine Spannungseinstellung von z.B.
2,67839 V möglich?

Du kannst stufenlos einstellen. Die Frage ist: Sind die heute bei einer gewissen Potistellung gemessenen 12,34V morgen auch 12,34V? Eher nein. Und digital einstellbare Netzteile halten die Spannung auch nur ganz grob auf den angezeigten Wert. Es gibt aber Referenzspannungsregler, die mit weniger als 1% Toleranz arbeiten.

Wenn es sowas nicht zu kaufen geben sollte: Könnte man sowas
nicht selber bauen? Bei einem Potentiometer ist bestimmt die
Größe für die Genauigkeit verantwortlich. Wenn ich eine
riesige Scheibe hätte, auf dem der Schleifkontakt schleift,
könnte ich den Kontakt sehr genau an eine Stelle bringen. Gibt
es sowas vielleicht schon?

Dazu nimmt man 10-Gang Potis oder Spindeltrimmer.

Das zweite Problem ist dann der Kondensator an sich.
Wenn man eine Spannungsquelle mit einer Genauigkeit von sagen
wir einem zehntausendstel Volt hätte, würde jeder Kondensator
diese Spannung auch so genau aufnehmen können?

Diese Spannungsquelle ist unrealistisch bzw. würde Dein Budget sprengen. Ich denke, dass sowas im Bereich eines Mittelklassewagens liegt.
Der Kondensator lädt sich immer genau auf die angelegte Spannung auf.

Das größere Problem wird aber denke ich die Entladung sein.
Bei Wikipedia habe ich gefunden, dass die besten Kondensatoren
nach etwa einer Stunde schon 67 % ihrer Kapazität verloren
haben.

Ihrer Ladung, nicht Kapazität.

Eine sehr genaue Spannung wäre also schon nach
Sekundenbruchteilen weg. Kann man diese Entladung irgendwie
vermeiden? Vielleicht mit einem anderen Bauteil, z.B. einer
Batterie?

Auf gar keinen Fall.

Die letzte Schwachstelle ist dann die Spannungsmessung.
Wie genau kann man Spannungen mit existierenden Messgeräten
messen?

Wiviel darf es kosten? Wir reden hier über ein Forschungsvorhaben, welches mit EU Mitteln in Millionenhöhe gesponsort wird? Dann kein Problem!

Das Problem hierbei wird der Innenwiderstand des Messgerätes
sein. Aber kann man den nicht herausrechnen?

Im Prinzip ja. Über den Ri entlädt sich der Kondensator. Man kann - wenn man den Ri genauestens kennt und dieser auch exakt konstant ist (beides halbwegs unrealistische Annahmen!) die Spannung zum Zeitpunkt T1 ablesen und daraus die Spannung zum Zeitpunkt T0 berechnen. Dazu ist die Zeit und die Kapazität des Kondensators in der selben Ganauigkeit zu wissen wie die restlichen Angaben.

Hallo,
ich möchte nochmal bemerken, daß es zweckmäßig wäre, wenn du mal
genauer schreibst, was du vorhast.
Die Aufgabenstellung scheint so völlig unausgewogen zu sein.
Einerseits zeigt dein Posting, daß du Laie auf dem Gebiet der
Elektronik bist, andererseits hast du höchste professionele Ansprüche.
Ob dein Ansatz überhaupt plausibel und sinvoll ist, kann niemand sagen.

Die Erfahrung lehrt uns, daß oft ewiges Hin und Her mit einigen
Ratestunden viel später dann dazu führt, daß die ganze Diskussion
völlig an der Praxis vorbeigegangen ist, weil die Fragestellung von
unrealen Randbedingungen ausgegangen ist.

Ich möchte einen Kondensator so genau wie möglich aufladen,

Für das Aufladen an sich gibt es keine Genauigkeitsschranke.
Allerdings gibt es immer Toleranzen bei der Messung bzw. Spannungsregelung.
Genauigkeiten von 1Promile kann man heute auch mit Amateurmitteln
realisier. Was du willst liegt aber gut Faktor 100 darunter,
das ist nicht trivial. Hast du überhaupt Messtechnik dafür zur
Verfügung, die auch auf 0,001% genau ist?

diese Spannung so lange wie möglich halten und die Spannung
dann wieder so genau wie möglich messen. Die Frage ist nur
noch, wie groß dieses „genau wie möglich“ ist.

Was heißt solange wie möglich und wie genau soll es sein?
Das sind keine vernüftigen Angaben, die du da machst.

Die erste Schwachstelle ist die Spannungsquelle, mit der der
Kondensator aufgeladen wird. Was für Genauigkeiten gibt es so
bei Spannungsquellen? Wäre eine Spannungseinstellung von z.B.
2,67839 V möglich?

Ja, ist möglich, aber nur mit sehr erheblichen Aufwand und mit
ausreichend Erfahrung. Beachte, daß die Genauigkeit z.B. auch von
der Temp. bestimmt wird (wegen Temperaturdrift).
Welche Einsatztemp. brauchst du?
Evtl. muß das ganze thermostatiert werden?

Wenn es sowas nicht zu kaufen geben sollte: Könnte man sowas
nicht selber bauen? Bei einem Potentiometer ist bestimmt die
Größe für die Genauigkeit verantwortlich.

Blödsinn! Genauigkeit hat nicht wirklich mit Größe zu tun.

Wenn ich eine riesige Scheibe hätte, auf dem der Schleifkontakt
schleift, :könnte ich den Kontakt sehr genau an eine Stelle bringen.
Gibt es sowas vielleicht schon?

Das sind eher laienhafte Vorstellungen über die Umsetzbarkeit.

Das zweite Problem ist dann der Kondensator an sich.
Wenn man eine Spannungsquelle mit einer Genauigkeit von sagen
wir einem zehntausendstel Volt hätte, würde jeder Kondensator
diese Spannung auch so genau aufnehmen können? Oder gibt es
dafür Spezialkondensatoren?

Natürlich geht nicht jeder Kondensator.
Spezielle Foliekondesatoren mit einem sehr hohen Isolationswiderstand
und nicht zu geringer Kapazität sind nötig.

Das größere Problem wird aber denke ich die Entladung sein.

Da wirkt dann nicht nur der Isolationswiderstand in den Kondensatoren,
sondern auch die über die äußeren Kriechstrecken.

Rechne es aus, bei welcher Kapazität und gegebener Zeit, die
Isolationswiderstände liegen müssen. Dann vergleiche diese mit
den Datenblättern des Kondensators und der beteiligten Schaltungen.

Bei Wikipedia habe ich gefunden, dass die besten Kondensatoren
nach etwa einer Stunde schon 67 % ihrer Kapazität verloren haben.

Wenn du sowas schreibst, dann gebe den Link zur Quelle und die
Stelle im Text an, damit wir nicht raten müssen, auf was du dich
da beziehst.
Wie schon im anderen Brett geschrieben, ist das eh Unsinn.
Hier werden für PP Halbwertszeiten von 100.000s angegeben.
http://de.wikipedia.org/wiki/Kunststoff-Folienkonden…

Eine sehr genaue Spannung wäre also schon nach
Sekundenbruchteilen weg. Kann man diese Entladung irgendwie
vermeiden? Vielleicht mit einem anderen Bauteil, z.B. einer Batterie?

Nochmal, was willst du damit machen???

Die letzte Schwachstelle ist dann die Spannungsmessung.
Wie genau kann man Spannungen mit existierenden Messgeräten messen?

Die Messgenauigkeit eines Messgerätes wird den techn. Daten genannt.
Hier haben wir noch zusätzlich das Problem, daß der Innenwiderstand
des Messgerätes sehr hoch sein muss.
Dazu benutzt man sogenannte Ladungsverstärker in der Schaltungsart
„Spannungsfolger“
Als IC bieten sich da z.B. OPA128 mit Biasströmen im Bereich 30fA an.
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa128.pdf

Das Problem hierbei wird der Innenwiderstand des Messgerätes
sein. Aber kann man den nicht herausrechnen?

Bei den von dir gewünschten Genauigkeiten und Auflösungen gibt
es noch viele andere Probleme (z.B. Temperaturdrift, parasitäre
Kapazitäten, Störspannungen, Rauschen usw.).

Gruß Uwi

Hi Paul,

Kannst du mich vielleicht direkt darauf hinweisen, was ich
genau lesen muss?

das ist zwecklos, die Fragen des zweiten Postings zeigen klipp und klar, dass Du die Beiträge von Loderunner nicht durchgearbeitet hast.

Gruß Ralf

das ist zwecklos, die Fragen des zweiten Postings zeigen klipp
und klar, dass Du die Beiträge von Loderunner nicht
durchgearbeitet hast.

Mit der Zielsetzung, anderen zu zeigen, dass du womöglich Recht hast, ist diese Ausage vielleicht vereinbar.
Jedoch mit dier Zielsetzung, mir weiterzuhelfen, leider nicht.

Hallo Fragewurm,

Eine Zielsetzung ist in deiner Frage nicht zuerkennen.

Du gibst z.B. eine Spannung von 2,678’39 V an, also auf 10µV genau.
Das wäre eine absolute Geneuigkeit von einigen ppm.
Desweiteren ist jede Spannung immer mit Störsignalen überlagert. Schon auf Grund der Quantenmechanic ist immer auch Rauschen dabei. Die Rauschspannung müsste also weit unter 10µV liegen …

Jede Verbindung zwischen 2 Metallen erzeugt en Thermoelement, dessen Spannungen sich aber schnell mal im Bereich von mV/K bewegen…

MfG Peter(TOO)

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Bitte sag uns doch, was Du überhaupt vor hast. Der von Dir gedachte Weg ist holprig und steil, vielleicht gibts nebenan eine Autobahn, die Du nehmen könntest!