В предыдущей теме посоветовали использовать непроводящие/изолированные электроды для измерения емкости конденсатора с водой.

Получилось значительно лучше, чем с проводящими электродами. Расхождение с формульным значением не 6-7 порядков, а всего раз в 20-50.

Подаем ступеньку (3.3 В=4096 попугаев). Сначала на воздухе



Если изменить масштаб по времени, увидим красивую экспоненту


Если взять логарифм - будет красивая прямая, если сравнивать с моделью - все совпадает



Теперь смотрим, что будет, если конденсатор наполовину с водой (пластины наполовину погружены в воду)



Экспонента фиговая



если брать логарифм, то


прямая получается в первую миллисекунду в лучшем случае


Если для оценки RC использовать только начальные данные - получается расхождение с формульным значением примерно в 20-50 раз (например 2 нФ вместо 80пФ) а если все данные - то всё хуже.

Для сравнения аналогичные графики с разным масштабом по времени с логарифмом и моделями для проводящих электродов





Если для проводящих электродов использовать для оценки только первую миллисекунду, то оценка емкости тоже уменьшается раз в 10, т.е.,
например, 100 мкФ вместо 1000 при "формульных" 5 пФ

Для разъяснения сути происходящего рекомендуется ознакомиться со свойствами воды простой, дистиллированной, дегазированной и деионизированной. Следует учесть, что в течение нескольких секунд проба дегазированной и деионизированной воды теряет свои свойства и превращается в обычную дистиллированную за счёт хлора и других активных газов, которые всегда присутствуют в воздухе помещений.
Ваши опыты свидетельствуют о процессах поляризации или ионизации воды ...

Похоже модель очень сильно упрощена. Только вот вопрос а нужно ли её уточнять или хватит просто калибровки под конкретную почву?

Неизвестна конечная цель проделанной работы. Очень важно для обсуждения электрическую схему эксперимента. Возможны "глюки" из-за неправильной схемы коммутации.

Цель - попытаться измерять содержание воды в почве/торфе/навозе и т.п. простым, дешевым и надёжным способом.

Схема в предыдущем топике https://s32.postimg.org/jy9r4mkmd/Captured015.jpg где R - известное сопротивление (5ком для "воды", 1М для воздуха), за вольтметром - "модель объекта". Насчет глюков - повторить может каждый.


модель указана в предыдущем топике. y= A +B* exp(a+b*t) Других моделей никто не предложил, да и такая модель получается слишком сложной, т.к. достаточно большое неявных параметров (типа на каком уровне по напряжению делать отсечку шумов измерения и т.п.) и три или четыре явных с нелинейной моделью с поиском минимума градиентными методами, которые с трудом могут вписаться в микроконтроллер. На калибровку - да, есть надежда.


как страшно жить...

Мини ТЗ
1. Полевой прибор.
2. Дешёвый и надёжный способ...
3. Простой.
4. Точность измерения количества воды в пробе.
5. Содержание воды от ... Гр/Литр до ... Гр/Литр пробы.
6. Патентный и информационный поиск.
7. Уровень предполагаемой новизны.
?!?...

Сообщение отредактировал VNS - Jul 12 2016, 10:46

4. не в пробе. в месте установки на глубине хх см.
6. Смысл? Есть предложенная тут Jacob Fraden Handbook of Modern Sensors (Springer) и учебники физики
7. Из того, что есть - дешевого и надёжного автономного полевого прибора не наблюдается

Это фантастика. Полпорядка улучшения по любому пункту просто озолотит изобретателя!