Warum sind Drucksensoren nicht für Gewichtsmessung geeignet?

**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...&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!

**ranke** · 07.05.2007, 10:50

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.

**Gock** · 07.05.2007, 11:28

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

Zitat von Gock

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

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

**shaun** · 07.05.2007, 12:30

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!

**Gock** · 07.05.2007, 13:23

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

Zitat von Gock

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 \

/

**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

**PsiQ** · 08.05.2007, 00:41

Hab jetzt hier nicht alles intensiv gelesen

, 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!