Andeen Hagerling stellt hochstabile Kapazitätsstandards bis zu etwa 100 pF, Teilenummer AH11A, her. Sie sind stabil bis 0,001 ppm / C und haben auch eine geringe Drift (0,1 ppm / Jahr), eine hohe Q und eine niedrige Spannungsabhängigkeit. Sie sind jedoch wahrscheinlich zu teuer für Ihre Anwendung. Diese Art von Stabilität erreichen sie mit Quarzglas-Kondensatoren in einem temperaturgesteuerten Ofen.

Wenn Sie eine präzise Abstandsmessung wünschen, die billiger als ein Lasersystem ist, können Sie einen Kapazitätssensor in Betracht ziehen. Aber Sie werden es schwer haben, den Preis und die Leistung des Lasersystems zu übertreffen.

Der übliche Weg, um mit dieser Art von Problem umzugehen, ist die Verwendung eines Differentialmessverfahrens, damit sich die Kapazität (en) in erster Ordnung aufheben.

Alternativ können Sie bei 30 pF möglicherweise Ihren eigenen dielektrischen Luftkondensator mit (sagen wir) Invar herstellen, der relativ stabil wäre, aber die Kosten wären hoch (und Sie könnten zu viel Feuchtigkeitsempfindlichkeit erhalten es sei denn, Sie haben es mit etwas wie trockenem Argon im Inneren versiegelt. 330 pF sind wahrscheinlich zu viel, um es leicht herzustellen, aber vielleicht können Sie einfach die Frequenz erhöhen.

Induktive Messungen bei relativ niedriger Frequenz sind ohnehin ziemlich schwierig, da die Haut Die Tiefe ist für einen herkömmlichen Leiter nicht Null (für einen Supraleiter ist sie auch nicht ganz Null, aber viel näher).

Ich denke, Sie versuchen das Unmögliche zu erreichen. Im Allgemeinen akzeptieren wir in der Elektronik, dass die Komponentenwerte über die Temperatur und das Design dafür variieren. Der Versuch, die Drift über die Temperatur zu minimieren, ist eine gute Idee, aber es wird eine Wand geben, die Sie irgendwann treffen werden.

Um diese Wand zu brechen und die Genauigkeit zu erhöhen, kann ich mir vorstellen, die Temperatur zu kompensieren induzierter Fehler für den gemessenen Wert. Sie messen also auch die Temperatur und korrigieren dann anhand einer Tabelle mit dem Fehler über der Temperatur den gemessenen Wert.

Sie können auch versuchen, den Temperaturkoeffizienten mit einem anderen Kondensatortyp mit umgekehrtem Temperaturkoeffizienten zu kompensieren parallel zu Ihrem ursprünglichen Kondensator. Ich bezweifle jedoch, dass diese existieren und dies möglicherweise auch nicht sehr vorhersehbar ist.

Ich weiß nicht, wie hoch Ihr Temperaturbereich ist, aber im Bereich von -40 ° C bis 85 ° C beträgt Ihre Gesamtdrift ... 330 pF * 30 ppm / C * 65 ° C = 0,64 pF.

0,64 pF sind ziemlich klein, es ist wahrscheinlich, dass Sie aufgrund von nur wenigen Zentimetern Verkabelung oder Leiterplattenspuren mehr Kapazitätsfehler haben als diese. Auch die Änderung der Kapazität in den Wicklungen Ihrer Induktorspule gegenüber der Temperatur ist wahrscheinlich größer. Induktivitäten können leicht mehrere 10 pF Zwischenwicklungskapazität haben.

Um die gewünschte Genauigkeit zu erzielen, müssen Sie also mehr als nur die Kapazität einer Komponente im Verhältnis zur Temperatur kennen Ich kenne das gesamte System (Leiterplattenkabel und alle) im Verhältnis zur Temperatur.

Ich würde einen normalen NP0-Kondensator verwenden und einen Temperatursensor in der Nähe auf Ihrer Leiterplatte anbringen. Dann können Sie das Gerät zum Zeitpunkt der Herstellung einsetzen Messen Sie in einer Temperaturkammer die Gesamtsystemkapazität bei mehreren Temperaturen, indem Sie Ihre Entfernungsberechnung umkehren, und speichern Sie sie in einer Nachschlagetabelle in Ihrem Gerät. Sie müssen wahrscheinlich nicht zu viele Temperaturpunkte messen, da Sie wahrscheinlich mit angemessener Genauigkeit interpolieren können.

Wenn Sie dann in Ihrer Zielumgebung arbeiten, können Sie anhand Ihres Temperatursensors die richtige Kapazität ermitteln .

Ich werde dies als Antwort posten, obwohl es nur eine Möglichkeit ist. Mit 4-lagigem 1 mm FR4 kann ich 340 pF erzielen, indem ich meinen eigenen Plattenkondensator mit einem Radius von 18 mm erstelle.

Ich muss noch Wärmeausdehnungsberechnungen durchführen. Ich vermute, es wird nicht besser als COG / NPO

Wahrscheinlich müssen Sie eine andere Methode erfinden, um diese Messungen durchzuführen. Die von Ihnen angeforderte Genauigkeitsstufe ist nicht realistisch.

Sie können beispielsweise die Modulation der nützlichen Komponente Ihres Signals in Betracht ziehen. Ich schlage vor, eine Beschreibung eines berühmten Experiments zu lesen, um den Einfluss der Gravitation auf die Photonenfrequenz zu messen. Sie verwendeten eine mechanische Modulation des Nutzsignals