Vochtmeting door middel van spanningsdeler: redeneringsfout?

Op 27 juli 2021 11:29:24 schreef rew:

Ik snap nog steeds niet wat er in de grafieken staat en/of wat voor Rsensor je hebt gemeten.

Wat bedoel je met Rsensor? De meting wordt gewoon gedaan door twee nageltjes.

Op de X-as de tijd, op de Y-as een vochtigheidsgraad in procent. Deze vochtigheidsgraad is slechts indicatief, omdat hij afhangt van R1 die proefsgewijs is bekomen.

De blauwe grafiek zijn de feitelijke metingen, de rode lijn is de "trend" die daaruit getrokken wordt.

benleentje

Golden Member

Wat je hier over het hoofd ziet is dat jouw condensator geen resistieve component had. Vanaf het moment dat je je multimeter aansluit loopt hij direct vol en is je meting stabiel. Bij het ytong blok is er een naast een capacitieve ook een resistieve en misschien zelfs een inductieve component. Hierdoor zal je zien dat de meting een tijdje nodig zal hebben om stabiel te worden.

Een condensator zonder weerstand of inductieve component bestaat niet eens. Dat je muur sterker resistief is dan een condensator zou het voor je multimeter juist makkelijker moeten maken. Maar wat jij dus over het hoofd ziet is dat je multimeter autoranging is + stroombron en je adc meting 1 enkele range heeft en een spanningsbron. Ook staat je spanningbron altijd aan en heeft dus alle tijd om zich in te stellen.

Autoranging gaan heel vaak de mist in met als er inderdaad iets teveel capaciteit is. En voor de meeste meting is het ook vrij normaal dat het een tijd duurt voordat het stabiel is en dat duurt bij metingen met als basis een stroombron ook altijd wat langer. Als wij over lange kabel de isolatieweerstand moeten meten duurt een meting ook minimaal 30S voordat je een zinnig resultaat kan afleiden uit de meting. Zeker als we op 2500V gaan meten duurt het erg lang. Maar een kabel van ca 100m heeft ook even tijd nodig voordat de capaciteit van de kabel helemaal is opgeladen. Deze meters zijn ook bewust niet autoranging. Het bereik word eigenlijk gekozen met de testspanning.

Gebruik je 100k als R1, dan krijg je nu 9/109 = 8.25% en 9.91% op de 10 bit adc krijg je dan waardes tussen de 84 en de 101, je hebt maar vier bits aan meet-resolutie!

Ja dat is wel erg weinig wat je overhoud van je totalte bereik. Dan kan je beter naar een ads1115 gaan kijken. Die kan ook differentiaal meten. En zou je met 2 weerstand op 1 kanaal je een andere referetie spanning kunnen maken voor ipv het nulpunt. Want bij 9/109 van 3.3V zit je minimaal aan 0,27V en dan stel je dat op kanaal 1 in. het andere kanaal van de differentiaal meting meet dan over R2 wat dan op max 11/111 * 3.3V = 0,33V. Het verschil is dan 0,055. De ads115 heeft een instelbare gain en heeft meetbereiken van 0,256V 0,512V 1,024V, 2,048V, 4,096 V en 6,144V. Met 0,055V kan je dan voor het meetbereik van 0,256V kiezen en heb je ca 1/5 van de range wat je kan benutten

[Bericht gewijzigd door benleentje op dinsdag 27 juli 2021 18:02:58 (25%)

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Op 27 juli 2021 17:38:47 schreef benleentje:
[...]Een condensator zonder weerstand of inductieve component bestaat niet eens. Dat je muur sterker resistief is dan een condensator zou het voor je multimeter juist makkelijker moeten maken. Maar wat jij dus over het hoofd ziet is dat je multimeter autoranging is + stroombron en je adc meting 1 enkele range heeft en een spanningsbron. Ook staat je spanningbron altijd aan en heeft dus alle tijd om zich in te stellen.

Autoranging gaan heel vaak de mist in met als er inderdaad iets teveel capaciteit is. En voor de meeste meting is het ook vrij normaal dat het een tijd duurt voordat het stabiel is en dat duurt bij metingen met als basis een stroombron ook altijd wat langer. Als wij over lange kabel de isolatieweerstand moeten meten duurt een meting ook minimaal 30S voordat je een zinnig resultaat kan afleiden uit de meting. Zeker als we op 2500V gaan meten duurt het erg lang. Maar een kabel van ca 100m heeft ook even tijd nodig voordat de capaciteit van de kabel helemaal is opgeladen. Deze meters zijn ook bewust niet autoranging. Het bereik word eigenlijk gekozen met de testspanning.

Vergeef het me Benleentje, ik kom misschien koppig over, maar ik ben bang dat ik je redenering nog steeds niet helemaal volg. Maar, even los van je uitleg over autoranging: is hetgeen je beschrijft niet ook wat mijn initiele bericht zei? Dat was het volgende:
"Als hetgeen je probeert te meten een capacitieve eigenschap heeft (zoals een condensator), dan zal je zien dat je initieel een zeer lage weerstand meet, die geleidelijk aan zal stijgen."

[...]Ja dat is wel erg weinig wat je overhoud van je totalte bereik. Dan kan je beter naar een ads1115 gaan kijken. Die kan ook differentiaal meten. En zou je met 2 weerstand op 1 kanaal je een andere referetie spanning kunnen maken voor ipv het nulpunt. Want bij 9/109 van 3.3V zit je minimaal aan 0,27V en dan stel je dat op kanaal 1 in. het andere kanaal van de differentiaal meting meet dan over R2 wat dan op max 11/111 * 3.3V = 0,33V. Het verschil is dan 0,055. De ads115 heeft een instelbare gain en heeft meetbereiken van 0,256V 0,512V 1,024V, 2,048V, 4,096 V en 6,144V. Met 0,055V kan je dan voor het meetbereik van 0,256V kiezen en heb je ca 1/5 van de range wat je kan benutten

De wiskunde klopt. In theorie zou er inderdaad nog maar een zeer kleine fractie van het bereik overblijven.
De praktijk toont echter aan dat dit niet het geval is. Dat kunnen we afleiden uit het vervolg van de eerder geposte grafiek:

Ik heb hem eerst significant laten stijgen, en nu ben ik hem al enkele dagen aan het laten dalen. Lijkt zelfs verrassend lineair te zijn?

benleentje

Golden Member

Vergeef het me Benleentje, ik kom misschien koppig over, maar ik ben bang dat ik je redenering nog steeds niet helemaal volg. Maar, even los van je uitleg over autoranging: is hetgeen je beschrijft niet ook wat mijn initiele bericht zei? Dat was het volgende:
"Als hetgeen je probeert te meten een capacitieve eigenschap heeft (zoals een condensator), dan zal je zien dat je initieel een zeer lage weerstand meet, die geleidelijk aan zal stijgen."

Ja je hebt gelijk ben juist degene die een denkfout maakte en mijn berichten zijn ook tegenstrijdig.

even opnieuw

Dat je meting met de multimeter instabiel is komt denk ik omdat je meteen stroombron een condensator als weerstand probeert te meten. De meter verwacht geen condensator en raakt dan even de weg kwijt, wat dan wel verergert word als de meter tussen bereiken gaat schakelen. Als het de meter eenmaal lukt om een stabiel constante stroom door de weerstand (condensator te krijgen zal het dan ook niet meer gaan omschakelen tussen de bereiken en moet de meting eerst een stijgende weerstandswaarde laten zien en dan stabiliseren.

Als je met een megger isolatiewaarde gaat meten dan is de meter erop ingesteld dat het eerst een capaciteit moet opladen en ook hebben de meter vaste bereiken en gaan niet schakelen tussen de bereiken.

De wiskunde klopt. In theorie zou er inderdaad nog maar een zeer kleine fractie van het bereik overblijven.
De praktijk toont echter aan dat dit niet het geval is

Dat betekend dus eigenlijk dat je weerstand verhoudingen goed gekozen zijn en en je dus een veel groter deel van je bereik kan gebruiken.

Dat je daling lineair lijkt te zijn wilt niet zeggen dat je weerstand van je steen dat ook is. Kan best dat de muur juist natter of droger is. Het enige wat je weet is dat het droger aan het worden is.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Op 29 juli 2021 01:09:22 schreef benleentje:
[...]Ja je hebt gelijk ben juist degene die een denkfout maakte en mijn berichten zijn ook tegenstrijdig.

even opnieuw

Dat je meting met de multimeter instabiel is komt denk ik omdat je meteen stroombron een condensator als weerstand probeert te meten. De meter verwacht geen condensator en raakt dan even de weg kwijt, wat dan wel verergert word als de meter tussen bereiken gaat schakelen. Als het de meter eenmaal lukt om een stabiel constante stroom door de weerstand (condensator te krijgen zal het dan ook niet meer gaan omschakelen tussen de bereiken en moet de meting eerst een stijgende weerstandswaarde laten zien en dan stabiliseren.

Nu zitten we op dezelfde golflengte! :)

[...]Dat betekend dus eigenlijk dat je weerstand verhoudingen goed gekozen zijn en en je dus een veel groter deel van je bereik kan gebruiken.

Tgohja, de waarde lijkt nu inderdaad goed gekozen (Ik moet nog wel eens helemaal tot 100% gaan voor volledige bevestiging. Dat heb ik nog niet gedaan)
Maar dat is net de opzet van dit topic: ik heb echt enorm veel moeite met aanvaarden dat ik in het ene blok een weerstand heb ik 800 keer groter is dan in het andere blok van een identiek materiaal? Dat lijkt toch heel vreemd?

Zou het materiaal dan echt zooo niet-homogeen zijn? (Zoals al eerder in dit topic werd aangehaald)

Dat je daling lineair lijkt te zijn wilt niet zeggen dat je weerstand van je steen dat ook is. Kan best dat de muur juist natter of droger is. Het enige wat je weet is dat het droger aan het worden is.

Yep, klopt! Door de "fout" bij het kiezen van de weerstand zal de meting een soort S-curve vormen. Er van uitgaande dat de andere weerstand lineair is. Dat is hier natuurlijk niet het geval, maar misschien is zo dat de niet-lineariteit van de weerstand van de vochtmeting toevallig bijna precies tegengesteld is aan de niet-lineariteit van de meetopstelling. Hierdoor heffen ze mekaar op en krijg je (in een bepaald bereik) een schijnbaar lineair verloop.

Ik zie twee mogelijke problemen die nog niet genoemd zijn:

Gasbeton is niet isotroop (in alle richtigen dezelfde struktuur). Dat zou je moeten kunnen meten door 3 spijker in een gelijkzijdige driehoek te plaatsen, en de drie zijden te vergelijken.

Als je verschil ziet (wel gelijke spijkers, even diep, zelfde hamer etc. gebruiken) is gasbeton niet isotroop.

Je bent heel afhankelijk van de contactweerstand tussen spijker en gasbeton. Die weerstand is afhankelijk van de contactdruk, en die heb je niet onder controle. Als een spijker ook maar ietsje losser zit, kan die weetstand fors hoger zijn.
(Vergelijk de weerstand tussen je huid en een multimeterpin. Neem beide pinnen losjes tussen duim en wijsvinger, en meet de weerstand. Knijp en meet opnieuw)

Ook dit kun je inschatten: Sla een (twee) spijkers, meet de weerstand. Maak nu 1 spijker ietsje losser door hem een klein stukje te draaien met een tang. Meet nogmaals.

Blurp: ik denk dat dat inderdaad twee heel goeie punten zijn!

Ik denk zelfs dat het temperatuurverschil tussen de nacht en de ochtend voldoende is om het vocht (of het metaal van de nagels?) te doen uitzetten en zo een meetbaar verschil in weerstand te kunnen veroorzaken. Kijk maar op de geupdatete grafiek:

Merk op dat die 3 piekjes van de laatste 3 dagen telkens in de ochtend zijn (behalve de laatste. die duurt veel langer). Die piekjes zijn spontaan gekomen. Het is niet dat ik water heb toegevoegd, of dat ik de meetopstelling heb aangeraakt op dat moment.

Heb je suggesties hoe ik deze effecten zou kunnen tegengaan?

benleentje

Golden Member

In veel zachte steensoorten lukt het redelijk goed om er een schroef in te draaien, voor gasbeton heb je zelfs speciale schroeven met extra dik draad. Er zijn ook gedraaide spijkers, die tijdens het erin slaan ook draaien zoals een schroef.
https://www.toolstation.nl/gedraaide-vierkantnagel-gegalvaniseerd-12kg…
https://www.google.com/search?q=gedraaide+spijker&client=firefox-b…

Er zijn dus heel veel soorten spijkers elk specifiek voor een bepaald doel.
Ik zit ook te denken aan een soort van lijm of vulmiddel rondom de spijker maar verreweg de meeste isoleren te goed.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
fred101

Golden Member

De wiskunde klopt. In theorie zou er inderdaad nog maar een zeer kleine fractie van het bereik overblijven.
De praktijk toont echter aan dat dit niet het geval is. Dat kunnen we afleiden uit het vervolg van de eerder geposte grafiek:

Meestal wil dat zeggen dat er iets fout gaat met je meting. Ik heb niet alles gelezen maar als de spijkertjes roesten neemt de weerstand fors toe, daarnaast kan oxide als een diode werken. Een DC stroom door vocht en chemicaliën kan ook allerlei chemische effecten hebben (ben geen chemicus maar ze doen het volgens mij bij dingen als anodiseren, galvaniseren, ontroesten, vernikkelen etc)

AC is beter bij dit soort gingen (pos--0--neg) Dat is iets anders dan DC pulsen zoals pwm. Het gaat om het veranderen van de stroom richting. Nooit geprobeerd maar mogelijk kun je ook 1 uitgang gebruiken op "A" en een andere op "B" Door ze af te wisselen krijg je ook een soort wissselstroom effect

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Ik probeer één van dezer dagen een wisselspanning opstelling te maken. Weet nog niet goed hoe ik het ga aanpakken, maar voor Ytong lijkt het me wel cruciaal. Kijk maar naar de laatste grafiek:

Ondanks dat er geen vocht werd toegevoegd, schoot de meting toch ineens terug de hoogte in. Er spelen dus inderdaad chemische effecten die onverwachte dingen doen.

Op 30 juli 2021 22:28:04 schreef benleentje:
Ik zit ook te denken aan een soort van lijm of vulmiddel rondom de spijker maar verreweg de meeste isoleren te goed.

Vroeger was er voor het repareren van achterruitverwarming een zilverhoudende lijm. De verwarmingsstrips lagen boven op het glas en beschadigden dus gemakkelijk. Ze waren net zo makkelijk weer te herstellen met die lijm.
Als je een rvs schroef met die lijm in de muur zet, dan heb je minder last van die overgangsweerstand. Ik heb geen idee of die lijm nog verkrijgbaar is, eventueel een apart topic aanmaken met een pakkende titel om de juiste lezers aan te trekken.
Wel na iedere meting ompolen of AC gebruiken want ook rvs oxideert als er electrolyse optreedt.

reading can seriously damage your ignorance
fred101

Golden Member

Zet je DMM in DCmV en meet eens of er spanning over de spijkertjes staat.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Op 4 augustus 2021 11:10:27 schreef fred101:
Zet je DMM in DCmV en meet eens of er spanning over de spijkertjes staat.

Bij een lage waarde en om de meetfout van de DMM te elimineren meet eens in beide richtingen en kijk of er een verschil is tussen de twee metingen.

Ik ben wel heel erg benieuwd welk zout samen met ijzer een lading gaat geven. Ik ga er maar even vanuit dat er geen zuur in die steen zit.

reading can seriously damage your ignorance
fred101

Golden Member

Ik weet niet wat er inzit maar testen is zo gedaan. Daarnaast kan het ook een mooie antenne zijn en zit hij nu naar een 50 Hz signaal te kijken. Simpele ADCtjes van een microprocessor zijn niet echt "meters" met filtering, common mode onderdrukking en afscherming. De enige plus is dat ze waarschijnlijk het circuit behoorlijk belasten door de lage ingang impedantie. (niet goed maar hier kan het een voordeel zijn)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
benleentje

Golden Member

De enige plus is dat ze waarschijnlijk het circuit behoorlijk belasten door de lage ingang impedantie. (niet goed maar hier kan het een voordeel zijn)

IK dacht tussen 10 en 100kΩ. Niet goed ben ik niet met je eens, ik denk ook niet dat de ADC zelf in een multimeter veel beter is. Als compleet meetsysteem heeft die lage impedantie wel zijn beperkingen en is zeker iets waarbij je stil moet staan als je dat gaat gebruiken maar je kan er natuurlijk altijd een opamp tussen zetten. Een heel hoge impedantie is ook niet altijd wenselijk want dan moet ook alles inclusief meetsnoeren minimaal beter zijn.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
fred101

Golden Member

Bij een DMM zit de ADC niet direct aan de banaanbussen vast geknoopt. Heel hoge impedantie is prima voor heel gevoelig werk of bv meten aan een standaardcel of hoogohmige meetpunten. Maar verrekte lastig om te meten of je stopcontact spanningsloos is.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs