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Thema: Taupunktmessung über Resonanzfrequenz

  1. #1
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Taupunktmessung über Resonanzfrequenz

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    Wenn sonst keiner Fragen hat, ich versuchs noch mal:

    Auf einer leitenden Oberfläche befindet sich ein etwa 3cm langer Kupferzylinder. Dieser Zylinder kann als Antenne mit ¼ Wellenlänge angeregt werden, um seine Resonanzfrequenz zu bestimmen. Sie liegt etwa bei 2,5GHz.
    (Da die Resonanzfrequenz gemessen werden soll, kann man für praktische Zwecke den Zylinder auch teilweise abschirmen, um die Abstrahlung zu verringern.)
    Der Zylinder ist auf einem Peltier Element angebracht mit dem man seine Temperatur steuern kann. Ändert sich die Temperatur des Zylinders dann ändert sich beispielsweise auch seine Größe und seine Leitfähigkeit, und die Änderung der Resonanzfrequenz kann sehr genau bestimmt werden.
    Welcher Effekt wird beim Ändern der Temperatur die größte Frequenzänderung hervorrufen?
    Manfred
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken resonator.jpg  

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Da sich die Größe und die Leitfähigkeit glaub ich ja nur sehr geringfüging ändern bei höherer Temperatur tippe ich mal auf die Temperatur selber.
    Duch eine höhere Temperatur werden die Atome doch "aktiver" meine ich noch zu wissen.
    mfg churchi

  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Die meisten Effekte beeinflussen die Resonanzfrequenz dieses Gebildes von 2,5GHz nur geringfügig.
    Einer ist deutlich stärker als die anderen und kann deshalb zur Realisierung eines Sensors für die Größe genommen werden.
    So ganz unmittelbar wirkt die Temperatur aber nicht auf die Frequenz, da kommt noch ein Effekt dazu.
    Manfred

  4. #4
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    Na, warum soll ich mich nicht blamieren.
    Wenn sich durch die Temperatur die Geometrie ändert, sollt' sich doch auch der Umfang ändern (?) dann wär mehr skin da für den gleichnamigen Effekt und R müßt sich ganzschön ändern.
    Wieweit diese Änderungen sich auch auf C niederschlagen, weiß halt nur der liebe Gott, oder Manf als Fragesteller.
    was soll's, ich hab' schon mehr Unfug geplappert mfg robert

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Na, warum soll ich mich nicht blamieren.
    Warum soll ich was fragen was eh jeder gleich weiß?
    Die Änderungen des Durchmessers sind gering, die Änderung der Leitfähigkeit des Materials über der Temperatur sind auch gering. Gäbe es sonst nichts, dann wären auch die Effekte relativ groß, speziell wenn man die Frequenz auf 9 Stellen genau messen kann.
    Es gibt aber noch einen Effekt der nicht gleich so naheliegend ist, den aber sicher jeder kennt und der die hohe Auflösung gar nicht erfordert.
    Der ist gemeint.

    Manfred

    (Es ist nicht ein Abfallen des Zylinders bei Überhitzung des Klebstoffs.)

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Ist die Feuchtigkeit auf der Zylinderoberfläche (Verdunstung VS kondensierende Luftfeuchte) gemeint?
    it works best if you plug it (aus leidvoller Erfahrung)

  7. #7
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Genau, tja, da die Aufgabe perfekt gelöst wurde bedarf es kaum einer weiteren Erklärung.

    Genau beim Taupunkt beginnt sich mehr und mehr Kondenswasser auf dem Zylinder zu sammeln und mit seiner hohen Diekektrizitätszahl senkt es die Frequenz (integrierender Effekt).
    Der Taupunkt kann so über die Frequenz sicher in der Temperatur angefahren und gehalten werden.

    Manfred

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