Wie funktioniert die kapazitive Kopplung bei Messungen?

Der Kontext ist die Messung der Motordrehzahl an einem Oldtimer, der eine klassische Kettering-Zündanlage verwendet. Im Wesentlichen wird ein Spannungsimpuls von Zehntel kV auf einer Hochspannungsleitung (HT) erzeugt. Die Frequenz der Impulse kann zur Berechnung der Motordrehzahl verwendet werden.

Ich habe zwei Methoden gesehen, diese Impulse mit Instrumenten zu messen:

  1. Ein Oszilloskop mit einer 1000:1-Dämpfungssonde. Die Sondenspitze ist eine Klemme , die ein Segment der HT-Leitung für die Messung umschließt

Kapazitive Sonde für Kraftfahrzeuge

  1. Ein Drehzahlmesser mit einem umwickelten Draht ca. 10 dreht sich zur Messung um ein Segment der HT-Leitung.

Kapazitive Wire-Wrap-Kopplung

Insbesondere die zweite Art der Messung scheint induktiv zu sein, da wir durch eine Spule messen, aber mir wird trotzdem gesagt, dass es sich um eine kapazitive Kopplung handelt.

Könnte jemand erläutern, wie die kapazitive Kopplung in diesen beiden Messaufbauten funktioniert?

Antworten (1)

Nur weil ein Draht um einen anderen Draht gewickelt ist, heißt das nicht, dass er die magnetische Kopplung als Prinzip zum Extrahieren eines Signals verwendet. Um die magnetische Kopplung effektiv zu nutzen, müssen Sie: -

  • Greifen Sie elektrisch auf beide Enden des Spiraldrahts zu. Ich sehe keinen Beweis dafür in Ihrem unteren Diagramm
  • Eine Spule, die sich um den Umfang eines Leiters wickelt, erhält aufgrund der magnetischen Kopplung keine induzierte EMK, da sie sich in der falschen Ausrichtung befindet.

Mit ziemlicher Sicherheit ist der Draht um den Leiter gewickelt, nur um den "Kontakt" der Oberfläche durch den Isolator zu vergrößern.

Zur Ausarbeitung: -

Wie funktioniert die kapazitive Kopplung in diesen beiden Messaufbauten?

Sie sollten Ihre Fähigkeiten und Ihr Verständnis der Funktionsweise von Kondensatoren erklären, bevor ich Sie mit Dingen langweile, die Sie bereits kennen, und meine und Ihre Zeit verschwende. Wenn Sie ein absoluter Anfänger sind, bedeutet dies, dass Sie etwas recherchieren sollten, da diese Seite nicht für ein solches Training ausgelegt ist.

Danke für deine Antwort. Um Ihre Fragen zu beantworten: Im zweiten Diagramm bleibt der umwickelte Draht tatsächlich mit einem offenen Ende. Schwierigkeitsgrad: kein absoluter Anfänger, mit einem Verständnis für die Funktionsweise von Kondensatoren, mit Elektronik eine Weile nicht in Berührung gekommen und noch nie auf eine solche Schaltung gestoßen.
Es ist schwierig zu wissen, wo man mit der Ausarbeitung beginnen soll. Eine kapazitive Verbindung zum HT-Draht bewirkt, dass bei einer Spannungsänderung ein Strom durch diesen "Kondensator" fließt. Dies liegt an i = C. dv/dt. Wenn Sie also ein Ende der Kappe an Ihre Opto-LED angeschlossen haben und die Kapazität 10 pF beträgt und die Spannungsänderungsrate 1 kV in 10 us beträgt, beträgt der Strom in Ihrem LED-Koppler 1 mA.
Ok, soweit verstanden, danke. Ich denke, eines meiner Probleme besteht vielleicht darin, zu visualisieren, wie der Kondensator physisch angeschlossen ist. Wäre es richtig, sich die Anordnung von a) HT-Leitung und b) koaxialer Hülle aus Metall (Klemme) oder Draht (Drahtwicklung) als zylindrischen Kondensator vorzustellen ? In Anlehnung an einen Kondensator mit zwei Anschlüssen würde ein Anschluss mit der Zündleitung und der andere mit dem Instrument verbunden. Macht das Sinn?
Ja, Sie können es als zylindrischen Kondensator betrachten. Sie können es auch als kurzes Koaxialkabel betrachten, bei dem das "Innere" Ihr HT-Leiter und das "Äußere" die Abschirmung des Kabels ist. Die Kapazität von außen nach innen hängt von sehr gut dokumentierten Formeln für die Kapazität ab.
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