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Sheridan
07.05.2007, 09:37
Hallo Experten!
Warum sind Drucksensoren nicht für Gewichtsmessung geeignet?
Wenn ich zB diesen Drucksensor http://www.conrad.at/goto.php?artikel=182519 hernehme, reagiert der doch auf den Druck, zB eines Fingers, etc.
Oder es wird zB dieser Drucksensor http://shop.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=11183 in der Autoindustrie zur Personenerkennung verwendet?
Ich brauch für meine nächste Projektidee keine Präzissionswaage, sondern mir genügt beispielsweise eine Gewichtsmessung mit einer Genauigkeit von hausnummer +/- 50 g für eine max. Masse von 2 kg!
Ich habe natürlich schon in diesem Forum gesucht und bin auf die Sensorart Wegezellen gestoßen (die ja zb bei rs-components schweineteuer sind) auch auf die Idee eine Küchenwaage auszuschlachten.
Hat inzwischen schon jemand mit Gewichtsmessung Erfahrung sammeln können? Perfekt wäre natürlich ein fertiger Schaltplan, den ich an eine ausgeschlachtete Küchenwaage anwenden kann!
Vielen Dank und
LG
Georg!
Warum sind Drucksensoren nicht für Gewichtsmessung geeignet?
Ich brauch für meine nächste Projektidee keine Präzissionswaage, sondern mir genügt beispielsweise eine Gewichtsmessung mit einer Genauigkeit von hausnummer +/- 50 g für eine max. Masse von 2 kg!
Das entspricht einer Anforderung an die Genauigkeit von 2,5%
Der Hersteller des von C vertreibenen Produkts schreibt auf Seite 4 des Datenblatts:
"Die Genauigkeit der Sensoren liegt üblicherweise zweistelligen Prozentbereich,..."
Damit dürfte das eigentlich klar sein.
Hi!
Zunächst mal ist der Begriff Drucksensor etwas irreführend. Ein "richtiger" Drucksensor misst in aller Regel die Differenz eines Drucks relativ zu einem Referenzdruck, wobei Druck (physikallisch) meist derjenige eines Gases oder einer Flüssigkeit ist. Das, was Du da hat ist mehr oder weniger ein Kraftsensor mit einer sehr großen Sensorfläche und da Druck Kraft/Fläche ist sprechen manche von einem Drucksensor. Dummerweise reagieren solche Sensoren meist sehr allergisch auf unterschiedliche Belastungen innerhalb ihrer Sensorfläche und somit mit großen Fehlern. Daher sollte man sie nicht zum "Messen" sondern eher zum "Erkennen" nutzen.
Was Du eigentlich brauchst ist ein Kraftsensor. Der besteht letztendlich immer aus einem Verfomungskörper und einem Wegsensor. Wenn Du eine Küchenwaage und ein leichtgängiges Poti hast kannst Du versuchen den Zeigerausschlag mit dem Poti zu koppeln und erhälst einen gewichtsabhängigen Widerstand.
2,5% Fehler ist übrigens für einen selbstgebauten Kraftsensor garnichtmal so wenig.
Gruß Gock
squelver
07.05.2007, 11:43
Hi!
Zunächst mal ist der Begriff Drucksensor etwas irreführend. Ein "richtiger" Drucksensor misst in aller Regel die Differenz eines Drucks relativ zu einem Referenzdruck, wobei Druck (physikallisch) meist derjenige eines Gases oder einer Flüssigkeit ist. Das, was Du da hat ist mehr oder weniger ein Kraftsensor mit einer sehr großen Sensorfläche und da Druck Kraft/Fläche ist sprechen manche von einem Drucksensor. Dummerweise reagieren solche Sensoren meist sehr allergisch auf unterschiedliche Belastungen innerhalb ihrer Sensorfläche und somit mit großen Fehlern. Daher sollte man sie nicht zum "Messen" sondern eher zum "Erkennen" nutzen.
Was Du eigentlich brauchst ist ein Kraftsensor. Der besteht letztendlich immer aus einem Verfomungskörper und einem Wegsensor. Wenn Du eine Küchenwaage und ein leichtgängiges Poti hast kannst Du versuchen den Zeigerausschlag mit dem Poti zu koppeln und erhälst einen gewichtsabhängigen Widerstand.
2,5% Fehler ist übrigens für einen selbstgebauten Kraftsensor garnichtmal so wenig.
Gruß Gock
Du meinst, dass man den Sensor dann via Poti auf null kallibriert?
Dachte auch schon daran Drucksensoren fürs aufsetzende Scorpionbein zu verwenden :-k
Ich orientiere mich da nach den Nervenzellen in meiner Haut. Es liegt ein ständiger Luft- und Körpergewebedruck an den Zellen, der Mensch wertet es als null aus, demnach werden Berührungen oder Empfindungen erst bei Veränderungen der Druckeigenschaften wahrgenommen.
Um das nachzuahmen wäre son Briefwaagensensor doch optimal und läßt sich genauer kallibrieren O:)
Die Idee, eine Küchen- oder Paketwaage zu schlachten ist sicher die preiswerteste Lösung, aber achte darauf, was für eine Wägezelle Du bekommst. Es gibt kapazitive (Platten werden gegen eine Feder durch die wirkende Kraft gegeneinander verschoben), piezoelektrische und DMS-Wägezellen. Von der Auswertung her am einfachsten sind wohl die typischen Biegebalken mit DMS (Dehnungsmessstreifen); in meiner 30kg-Paketwaage war zB ein 20kg (China halt...) Biegebalken mit 2mV/V Vollausschlag. Dieser mit 5V Erregung gefüttert produziert also eine Differenzspannung, die zwischen keine Last und voller Last um 10mV schwankt. Nun wäre es ein Irrglaube anzunehmen, dass sie unbelastet wohlkalibrierte 0mV produziert - nein, den Offset muss man selbst wegkalibrieren. Mein derzeitiger Ansatz besteht immer noch aus der Wägezelle, einem AD7705 als Instrumentenverstärker und A/D-Umsetzer und einem ATmega8, der dann per RS485 die Werte an die Steuerung übermittelt und noch so ein, zwei Steuerfunktionen übernehmen soll.
Wie jedes Mal, wenn das Thema Gewicht messen aufkommt füge ich auch diesmal hinzu, dass ich von meiner Lösung noch nicht sonderlich begeistert bin und noch einen Chopper-Verstärker einbauen möchte, aber davor liegen noch zwei, drei wichtigere Projekte. Da die Waagengeschichte Teil eines großen Projektes ist, für das die Mechanik sowieso noch am Entstehen ist, drängt es auch nicht so sehr.
Sheridan
07.05.2007, 12:55
Hi,
vielen Dank für eure Antworten.
@ranke: Ich muß gestehen, so genau las ich das Datenblatt nicht. Aber die +/50 g waren ja auch nur eine x-beliebige Nummer (wie im Ausgangsposting geschrieben), um klar zu machen, dass ich keine Präzision brauche.
@Gock: Genauso eine Erklärung habe ich gesucht. Danke!
@shaun: DMS scheint mir wohl auch das vernünftigste zu sein und ja, ich habe deine anderen Beiträge gelesen. Nur da auf den anderen Beiträgen keine konkreten Schaltungen gepostet wurden, habe ich unter anderen dieses Posting geschrieben.
@Wägezellen/Kraftsensoren: Ja ich weiß, dass es diese gibt, wie ich geschrieben habe, aber die sind leider sehr, sehr teuer. Daher wollte ich Alternativen bzw. eure Erfahrungen hören, da ich praktisch wenig Erfahrung mit der Elektronik habe.
Vielen Dank und
LG
Georg!
Du meinst, dass man den Sensor dann via Poti auf null kallibriert?
Nein! Ich meinte, dass man zb an den Drehzeiger einer Waage ein Drehpoti montiert. Dreht sich dann der Zeiger, dreht sich auch das Poti. Zum Kalibrieren müsste man schon bei Gewicht =0 das Messergebnis nullen. Das machen digitale Personenwagen meist nach dem Einschalten.
Gruß
squelver
07.05.2007, 13:30
Du meinst, dass man den Sensor dann via Poti auf null kallibriert?
Nein! Ich meinte, dass man zb an den Drehzeiger einer Waage ein Drehpoti montiert. Dreht sich dann der Zeiger, dreht sich auch das Poti. Zum Kalibrieren müsste man schon bei Gewicht =0 das Messergebnis nullen. Das machen digitale Personenwagen meist nach dem Einschalten.
Gruß
Ahso, wäre ja sonst doppelt gemoppelt \:D/
Klingon77
08.05.2007, 00:16
hi,
könnte man nicht auch ein verformbares Element (z.B: ein Stück Federstahl oder ähliches) verwenden und einen "hundsgewöhnlichen" Dehnungssensor aufkleben?
Den könnte man möglicherweise direkt am AD-Port auswerten und man müsste nicht den Wiegezeiger mit einem Poti koppeln.
Eine Aussage über die Genauigkeit eines solchen Systems kann ich allerdings nicht machen.
Die Last dürfte auch nicht so groß werden, daß sich das dehnente Element bleibend verformt.
Die Kalibrierung wäre dagegen einfach. Mikro einschalten, Wiederstand am AD messen. Wert auf "0" stellen.
Ich habe einen solchen Sensor schon mal an einem Roboterbein gesehen. Dort wurde dann die Beinkraf gemessen (oder einfach nur festgestellt, ob das Bein den Boden berührt).
Leider habe ich das Bild nicht mehr und kann auch nicht sagen, wo ich es gesehen habe.
mit laienhaftem Gruß,
Klingon77
Hab jetzt hier nicht alles intensiv gelesen :-b , aber trotzdem:
Also wenn wir mal von der alten balkenwaage mit zwei gewichten weggehen, die ja mit einem DMS funktionieren dürfte..
oder mit nem linearen schiebpoti mit zugfeder z.B.
federzugkraft und hebelarm zu (poti)weg als referenz..
wie wärs mit was kreativem:
Eckige kiste, unten drin ein fahrradschlauch komplett mit wasser gefüllt,
am ventil ein fluid drucksensor angeschlossen.
auf dem schlauch liegt eine platte, die an den rändern nahezu reibungsfrei gelagert ist, aber kippelsicher ..
Der drucksensor kommt an nen µC, anschließend eichst du deine software, soll heißen,
du stellst nach und nach gewichte auf die platte, zb nen eimer mit wasser, den du in 100ml schritten füllst..
damit zeichnest du die messerte von min bis max auf, legst sie in einer tabelle ab.
Dadurch macht auch die gummidehnung im schlauch selbst nichts aus
evtl reichts sogar in excel für ne formelfunktion ??
anschließend kannst du rückwärts, wenn die platte belastet wird, also druck auf den sensor kommt anhand der tabelle den wert aus den eichwerten mitteln..
achja, alle waagen müssen erst geeicht werden, dafür gibts die normen ;-)
Viel Erfolg!
Sheridan
08.05.2007, 08:04
vielen Dank für eure interessanten Beiträge.
Mir gefällt die Idee mit dem Dehnungsstreifen ganz gut ( könnte mir jemand bitte Typen und eventuell Bezugsquellen nennen).
Ich nehme mal an, da der DMS nur eine Wiederstandsänderung macht, müßte ich alias CNY Liniensensor eínen Spannungsteiler machen, und dann diese geteilte Spannung mit einem handelsüblichen OP verstärken?
Bezüglich elektronische Waage ausschlachten:
Wäre es nicht einfacher man würde in der Waage einen Punkt finden, wo die Elektronik eine verstärkte Spannung liefert?
Wenn Platz nicht so sehr die Rolle spielt, denke ich das die Elektronik in den Waagen eh schon Briefmarkengroß sind und dann erspart man sich das Eichen, außer man verwendet nicht die Mechanik des Gehäuses!
du kannst auch einfach die komplette fertigwaage benutzen, am besten mit rs232 interface, gibts schon, dann brauchste das projekt "selbstbau-waage" gar nicht erst anfangen.. :-#
Waage ausschlachten: wenn ich unbekannte Elektronik weiterverwende, reudziere ich das Ausmaß des Unbekannten gerne auf ein Minimum. Mit einem Klecks Epoxyd auf Pertinax bin ich nicht glücklich, zumal das wieder so eine Lösung wird wie Display mit Webcam ablichten und dann OCRen, weil nun mal leider kein fertiges mundgerechtes Signal nach Bastlerwunsch an einem sorgfältig beschrifteten Lötpunkt anliegt.
DMS kann man bei verschiedenen Messtechnikfirmen kaufen, der nur kurz haltbare Spezialkleber und die notwendigen Temperaturprofile bei der Verarbeitung schreien aber gerade zu nach fertig kaufen. Und da Industrie-Biegebalken schweineteuer sind, musste halt eine Paketwaage dran glauben.
Fertige Schaltungen: meine Schaltung besteht nicht aus viel mehr als einer Messbrücke, einem AD7705 samt Quarz, einem ATmega und einem 7805. Was soll man da groß zeichnen?
Sheridan
08.05.2007, 19:25
Hi shaun und PsiQ!
danke für eure Antworten.
Interessant, dass eine, im ersten Moment, so einfache Messgröße doch so komplex ist und vorallem teuer, wenn man bedenkt das Ultrschallmessung ja direkt zum Schleuderpreis zu haben ist..
LG
Georg!
Moin,im Prinzip eignet sich der Sensor für Deine Anwendung,Du musst nur
empirisch ermitteln,was für einen Widerstand,bei welchem Gewicht er hergibt,
ein nicht kleiner Aufwand,aber es könnte funktionieren,mfg F.H.
aber es muss ja sowas geben wo man wirklich mit einem Drucksensor den Druck erfassen kann und dann das Niveau erfassen kann.
es gibt einen Aquarium Steuer Computer der das Aquarium-Niveau erfasst hier ein Bild und Link dazu.
http://www.aquacontrol.biz/html/niveausensor.html
http://www.emptec.de/Niveausensor.gif
nur welchen Sensor verwenden die dort?
LG Eddie
nunja, 10meter wassersäule ergeben einen druck von ca 1bar,
wenn ichs grad richtig im kopf habe..
Wenn du also ein aquarium hast, was 1meter hoch wasser stehen hat, haste 0,1bar , wenns nur halb voll ist 0,05bar druck auf dem boden des aquariums.
Da drin wird wiedermal ein "einfacher" dms stecken.
##
Äh, halt, hab grad mal das dingens durchgelesen. :-b
das wird eine art ultraschallsensor oder ähnliches sein, da wird ja davon gesprochen "sobald das wasser den sensor berührt"
Wasser hat ne andere Dichte als luft, die Frequenz oder Dämpfung ändert sich, wird erkannt und geschaltet.
Im "neuen" Conrad Katalog sind Füllstandsmesser drin, die optisch mittels reflektion/prisma funktionieren..
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=155161
der preis ist ja heftig!!! 40,01 teuros
habe ich es richtig verstanden?
der sensor ist kein drucksensor sondern nur ein füllstandsensor ist. sprich kommt er in berührung mit flüssigkeit. löst er aus.
das was ich bräuchte ist aber je tiefer der sensor ist desto mehr verändert er sein widerstand. Gibt es sowas auch?
und wenn ich diesen obengenannten sensor
http://www.conrad.at/goto.php?artikel=182519
einfach am boden des behälters legen würde dann müßte sich doch der widerstand ändern um so mehr wasser im behälter ist oder?
LG Eddie
das ding von dir ist kein "sensor", das ist ein eher ein schalter.
von 10g bis 10kg wird der immer ca 3k-ohm, ohne direkte druckabhängigkeit.
Wenn du den variablen Füllstand willst, mach unten ´knapp über dem boden des gefäß ein loch hin, da schließte einen drucksensor an, der wasser oder das passende medium abkann.
entlüfte damit keine luftblase drin steckt, iund du hast ne variablen sensor.. cih würde da dann aber einen kleinen messbereich wählen, da du wohl keine 10meter wassersäule haben wirst ;-)
sowas in der richtung:
reichelt (http://www.reichelt.de/?SID=27ZZrOdKwQARsAAAHKgzI93d8aed5f5de19d6358aacb4 b9e78355;ACTION=3;LA=4;GROUP=B6;GROUPID=3190;ARTIC LE=42061;START=0;SORT=preis;OFFSET=16)
damit kannste bis 1m wassersäule über dem sensor messen..
aber achtung:
im datenblatt:
Figure 3 illustrates the differential/gauge die in the basic
chip carrier (Case 344). A silicone gel isolates the die surface
and wire bonds from the environment, while allowing the pressure
signal to be transmitted to the silicon diaphragm.
The MPX2010/MPXV2010G series pressure sensor operating
characteristics and internal reliability and qualification
tests are based on use of dry air as the pressure media. Media
other than dry air may have adverse effects on sensor
performance and long term reliability. Contact the factory for
information regarding media compatibility in your application.
also isses mit silikon geschützt vor dem messmedium, aber es gibt keine "garantie" drauf..
ist schlecht im aquarium an der seite ein loch zu machen.
aber noch mal auf den sensor den ich oben gepostet habe zurück zu kommen (siehe bild). das ding wird für automatischen wasserwechsel im aquarium verwendet, dasheißt das ding macht nicht nur high oder low sondern das miacht wirklich eine wasserstandsmessung. denn sonst könnte es nicht 30 % wasser ablassen wie den auch.
ein wasserwechsel läßt ja zuerst einteil des wassers ab diesen teil muss ich ja messen und danach füllt es das aquariúm wieder und den maximalpegel mißt es ja auch. also muss es ein drucksensor sein.
da steht aber nur:
Sobald das Wasser die Markierung auf dem Sensor berührt, wird ein Signal an den AquaControl-Computer (Basicline oder Profiline) gegeben, wodurch eine vollautomatische Niveauregelung ermöglicht wird.
also dran oder nicht dran, sin immerhin 2 messpunkte, wenn du mehrere sensoren nimmst haste mehrere niveaus..
Was mich bisschen wundert ist, dass es innerhalb oder ausserhalb montiert werden kann, also mit oder ohne glas dazwischen,
Es aber gaaaanz wichtig ist zwischen salz und süßwasser zu unterscheiden...
Wie wärs fürs Aquarium mit nem selbstbau:
bastelst dir nen magneten der schwimmt.. mit bisschen styropor oder ähnlichem, denn lässte in ner röhre schwimmen, die unten und oben ein löcher hat,und seitlich an die röhre(oder hinters glas) klebste reedschalter..
ja das ist eine günstige möglichkeit aber oprisch wäre so ein sensor doch viel schöner.
aber wenn es den niveau regelt dann muss er doch richtig messen und nicht nur wasser da und wasser nicht da - oder verstehe ich da was falsch.
wie soll er sonst wissen wo das wasser ist
machste 5 sensoren die sagen ob wasser da oder nicht, und du kannst die wasserhöhe in 5 schritten regeln.
Ich hab mir da kein datenblatt durchgelesen, aber normalerweise hat man im teich oder ähnlichem ein bestimmtes wasserlevel was man nicht überschreiten will (überlaufen)
aber auch nicht unterschreiten (trockenfisch)..
Auf ca diesem level klebste das Ding hin, und du hast ne Toleranz von sagen wer mal 2 cm während dem der sensor wasser meldet.
Wenns drunter fällt lässte wasser nachlaufen,
wenns wieder wasser meldet schaltest den Zulauf kurz darauf wieder ab.
Fertig ist die "niveauregulierung", und mehr braucht man da eigentlich nicht, deswegen tuts da auch der optische oder der schwimmschalter als regulierung..
Nur der ultraschalldinger oder was auch immer das ist muß halt nicht so sauber gehalten werden und kann mechanisch nicht blockieren.
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