Ja en nee, wat jij schrijft bedoel ik maar de formulering van jou is in mijn ogen niet ook helemaal correct. Of ik lees dingen net anders, het blijft redelijk complexe materie, zelfs met een VNA kan je Xc en Xl niet uit elkaar trekken. Tenminste, ik hb nog niet gevonden hoe dat simple te doen. Je ziet alleen het mathematische resultaat.
Als je de comdensator als mechanisch ding ziet verandert hij inderdaad niet, zijn eigenschappen echter wel. sommige veranderen niet maar lijken te veranderen. Dat is wat ik met het DC verhaal bedoelde. Als door de frequentie de impedantie nul wordt lijkt hij geen capaciteit meer te hebben maar die is nog steeds ongewijzigd. De plaatoppervlakte en afstand zijn ongewijzigd. En als het dielectrium lucht zou zijn is de capaciteit nog steeds gelijk. Zijn reactantie is ook nog steeds gelijk, Alleen gooit de ESL roet in het eten, de reactantie daarvan is net zo groot als de reactantie van de ESL en de resulterende impedantie is dus nul.
Sommige eigenschappen veranderen wel echt, bv door temperatuur, andere door frequentie, sommige door DC. En dan bedoel ik niet dat het lijkt zoals Xc en Xl hierboven. Of wat jij schrijft: De ESL lijkt er op 100Hz niet te zijn maar is er inderdaad wel alleen heb je er geen last van.
Maar de dielectrische constante van het dielectium is bv alles behalve constant. Niet alleen tgv temperatuur maar soms ook vocht en vaak ook frequentie. Dat is niet iets wat komt door een andere effect, het pul zelf verandert gewoon. Slecht voorbeeld misschien maar water verandert door temperatuur in ijs , vloeistof of gas maar het blijft water. Toch zijn de eigenschappen anders. In ijs kun je minder makkelijk zwemmen zo kunnen electronen ook last ondervinden van externe omstandigheden. In de ene stof maakt het weinig uit, in de andere veel. Dielectrium wat te heet wordt vergast en dan werkt het niet meer. Door te veel stroom of spanning kan er een chemische reactie ontstaan waardoor het instabiel wordt ( tantalen) en zo zijn er mogelijk nog veel meer effecten.
Ook spanning verandert een elco. De oxidelaag wordt tenslotte gevormd door de spanning. Meer spanning is zover ik weet een dikkere oxide laag.
Ik heb wel een idee om deze dingen uit elkaar te trekken maar dat is complex
- capaciteit meten dmv DC ( coulomb meting) na formering op de juiste spanning. Dan heb je de pure capaciteit ( de formules voor condensators bevatten geen frequentie)
- als je dan de capaciteit meet op diverse frequnties tot de SRF dan kun je dus uitrekenen hoe groot het ESL deel is. Het puur ohmse ESR deel is de impedantie op de SRF.
-ESR kun je meten uit het fase verschil maar die fase is niet frequentie constant omdat de fase van de Xc wordt gecompenseerd door die van de Xl, behalve op de SRF. Nu is de vraag of het interessant is dit te weten muv heel extreme toepassingen en dan ben je beter af dit gewoon op frequentie te meten. De losse eigenschappen zijn minder belangrijk als het gezamelijke uiteindelijke resultaat.
-De DC lekstroom kan je meten. En als je gek wil doen zelfs corrigeren voor ESR. Maar die lekkage is spanningsafhankelijk. Een rotte elco kan op 200V een paar uA lekken en 10V verder ineens doorslaan. Maar met een high Z meter kan je de echte Rp meten. Ik kan met mijn HP op bv 10V in het petaOhm bereik meten. Dan meet je dus de echte Rp zonder doorbraak van de oxide laag. ( bij een elco voor bv 100V en goed geformeerd.
Dit is te doen ,maar dan moet je dus pA en nA gaan meten. Je bent echter meestal alleen geintresseerd in " fouten'" zoals DC lekkage en dat kunnen we wel makkelijk meten
Maar het moeilijke deel is het dielectrium, dit is frequentie afhanklijk. De meting daarvan is niet makkelijk maar wel te doen. Als je ESL, ESR Rp en pure capaciteit hebt is het misschien mogelijk dit te berekenen na correctie voor de andere factoren. Je zal dan op meerdere frequenties moeten meten.
Ik heb een fixture gemaakt om dit te meten maar nog niet gedaan. Twee in afstand verstelbare koperen platen. Deze zet je bv op 1 mm van elkaar, meet op meerdere frequenties de capaciteit. Die moet gelijk blijven en anders gecorrigeerd worden door ESL, ESR ect er uit te halen. Dan plaats je 1 mm van het spul er tussen en meet opnieuw. Zo kan je de dielectrische constante uitrekenen. Alleen gooien dingen als current hugging, fringing efecten enzo weer roet in het eten. Er zijn betere methoden, ik heb daar wat AN 's over gevonden en adviezen gehad van mensen die daar ervaring mee hebben
Je ontkomt hier niet aan guardringen en speciale fixtures. Ook is dit eigenlijk VNA of RF-IV meter werk.
Dit is echter de moeilijkste factor. Neemt de schijnbare capaciteit ( C berekent aan de hand van Xc) af door de ESL
Dan kan dat ook best afnemen doordat de dielectrische constante niet zo constant blijkt. Zoiets als een condensator meten bij 10 graden op 1KHz en daarna bij 40 graden en 10KHz. Verandert nu de dielectrische constante door de temperatuur of door de frequentie, of door veranderde luchtvochtighid ( of de maanstand )
Grootste problem: hoe calibreer je de boel.
Nu praktisch:
-ESR meten, huidige methode is voldoende precies voor praktisch gebruik en simplel te bouwen.
- Capaciteit meten, bij voorkeur op toepassingsfrequentie, dat is wat je nodig hebt tenslotte. Waarom dat meer of minder is maakt in de praktijk niet uit. Je wil weten of hij voldoet. Moet met een uP simpel zijn. DDS wekt frequentie op. En je meet daarna de stroom door de condensator over een weerstand. Je weet dan de impedantie. Dat geeft voor praktisch gebruik een bruikbare capaciteit. Combineer het met een coulombmeting tijdens formeren en je weet zelfs wat over de mate waarbij er onbekende effecten de schijnbare capaciteit beinvloeden. Is dat verschil groot dan is het geen echt ideale condensator. Er is zelfs een complete " vna op een chip" van AD die tot 100 KHz fase en magnitude kan meten.
DC lekkage, simpel, inverter en weerstandsdeler die je dmv bv relais met de uP omzet of je regelt met de uP via terugkoppeling de spanning direct wat het mooiste is.
Meer hoef je eigenlijk niet te weten. En totale kosten een stuk lager dan een peak of parker ESR meter en losse C meter. En een stuk minder gedoe om DC lekkage te meten.
Ik heb hier alles al lang gebouwd, alleen allemaal met analoge meters. Dus we hoeven niks opnieuw uit te vinden.
Pfff, weer een te lang verhal.