Dag allen!
Door een aanhoudend vochtprobleem heb ik in een muur al een tijdje een geautomatiseerde vochtmeting geïnstalleerd. Deze vochtmeting werkt op het principe van een spanningsdeler met sensor. De "sensor" is in mijn geval gewoon twee nageltjes op twee cm van elkaar in een muur geklopt.
(Plaatje vanop Google ter illustratie)
De theorie is dat als de muur kurkdroog is, de R2 zeer hoog zal worden (want steen is over het algemeen een goede isolator) waardoor de spanning over R1 zeer laag wordt (want alles staat over R2). Als de muur kletsnat is zal R2 zeer laag zijn, en is de gemeten spanning over R1 ook zeer laag.
Als mijn wiskundige redenering klopt wil dit ook zeggen dat je van slechts twee punten een volledig correcte meting kan hebben. Namelijk bij R2 = 0 en bij R2 = oneindig. Alle andere metingen zullen afhangen van de gekozen R1. R1=R2 wil zeggen dat we exact op 50% zitten. Dus als we onze R1 verlagen wil dat zeggen dat we ons middelpunt verlagen. Minder vocht=meer weerstand op R2 = minder weerstand op R1 = meer spanning op R1. Met andere woorden, als we R1 verlagen zal het 50% punt veel sneller bereikt worden. Dat wil zeggen dat de resolutie minder is in een droge situatie, maar accurater is als het vochtig is. In de grafiek zal dit zich uiten in een zeer steile initiële stijging als we vocht toevoegen aan een droog blok, maar een zeer trage stijging als we aan een reeds vochtig blok nog meer water toevoegen.
In mijn geval heb ik deze R1 proefondervindelijk bepaald door de nageltjes in een testblokje te kloppen, de meting te laten lopen, en geleidelijk aan vocht bij te voegen. Als de grafiek er "aanvaardbaar" uitziet (dus als de grafiek altijd even snel stijgt. (Maw. een balans in de resolutie van het hogere segment als in het lagere segment), neem ik die waarde als R1.
Dit systeem loopt nu al een paar maanden, en lijkt vrij goed te werken:
Afgelopen week wou ik exact hetzelfde systeem echter gebruiken in een totaal andere context. Dit keer wou ik het vocht meten in een blokje Ytong (een losstaand blok, niet in een muur). Ook dit keer maakte ik een prototype. Wat me meteen opviel was dat ik R1 al een stuk lager moest nemen dan het bij de bestaande meting het geval was. Ik heb wat rondgevraagd naar verklaringen, en de meest aannemelijke was dat er bij het maken van Ytong aluminium gebruikt wordt waardoor de weerstand an sich al lager wordt dan klassieke steen. Bovendien kunnen er zouten aanwezig zijn die de meting ook beinvloeden.
Maar goed, ook dit leek vrij goed te werken. Dit keer met een R1 van 100k:
(Negeer op deze grafiek even de verticale blauwe lijnen. De bedoeling was dat die telkens (door het drukken op een knop) aangaven wanneer er 20ml water werd toegevoegd. Maar door storing werden blijkbaar nog een paar andere knopdrukken geregistreerd).
We zien wel een zeer snelle stijging in het begin, maar dat is waarschijnlijk omdat ik op het prototype het vocht wat te dicht tegen de nageltjes goot, waardoor de meting wat beïnvloed werd. Bij het opdrogen zien we dat de daling heel geleidelijk aan gaat.
Prototype werd, tijd voor het echte werk! Ik neem een ander blok Ytong, dat afgezaagd is van hetzelfde blok als het prototype. We kunnen er dus vanuitgaan dat de samenstelling van het materiaal exact hetzelfde is. Maar wat blijkt nu...? Bij een KURKdroog blok, meet mijn ADC meteen al 1024?! Hoe kan dat? Het blok is droog en we zitten meteen al aan 100% vochtigheid? (voor de duidelijkheid: loskoppelen geeft een meting van 0. Dus een slecht contact kunnen we uitsluiten)
Ik heb de weerstand dan verlaagd naar 1k (dat is 100 keer minder!!), en nu lijkt de grafiek wel min of meer correct te zijn:
Ofja... "correct"... alleszins de vorm lijkt al oké. Want kurkdroog is hier al 65%? Dat zou willen zeggen dat ik de weerstand NOG zou moeten verlagen?
Ik kan hier geen logische verklaring meer in vinden... Ik begin ergens te denken dat ik een redeneringsfout maak. Dat heel dit systeem niet werkt zoals ik denk dat het werkt.
Eén ding waar ik m'n hoofd bijvoorbeeld niet rondgewikkeld krijg, is dat ik volgens bovenstaand schema de spanning meet over R2, en niet over R1. Dat zou willen zeggen dat de grafiek omgekeerd moet zijn (dalend wanneer vocht wordt toegevoegd, stijgend wanneer het opdroogt). Maar dat is duidelijk niet het geval? Proefondervindelijk lijkt dus al wel in orde te zijn (ondanks dat ik het niet kan verklaren). Maar volgens mij schort er nog iets aan mijn wiskundige redenering.
Is er iemand die een verklaring kan vinden voor mijn bemerkingen? Welke denkfout maak ik?
Alvast bedankt!
Groeten,
Opifex