DMS auswerten... aber wie?

[Gr5]

Hallo,

auf der Suche nach einer Lösung eines aktuellen Problems bin ich auf euer Forum getroffen und dachte mir hier bin ich sicher richtig mit meiner Frage.

Ich möchte 8 Kraftsensoren (/Wägezellen) auslesen. Es hat sich schon herauskristallisiert, dass es ein Metall-DMS basierter Kraftsensor sein soll. Nun frage ich mich natürlich, wie lese ich das Signal am besten aus ohne es zu verfälschen. Ich brauche einen recht genauen Wert. Der Messbereich soll etwas bis 500mN gehen und ich würde gerne mind. 0,5mN auflösen. Als Sensor habe ich an folgenden gedacht: Zelo 1004 (Datenblatt im Anhang). Laut Datenblatt kann man eine Genauigkeit von 0,2mN erreichen.

Mehrere Optionen stehen jetzt zur Verfügung um das Signal zu messen:
1. Selber einen Signalverstärker löten und mit einem Arduino Uno(R2)[2 wären nötig] oder einer NI 6733 auslesen
2. Fertige Lösung (Plug&Play) kaufen

Wenn ihr noch Werte brauchen solltet, die wichtig für die Auslegung sind reiche ich diese natürlich gerne nach.

Gruß,
Gr5

[Hubert.G]

Ein Meßverstärker mit z.B. einem AD623 ist recht einfach aufgebaut.
Mit dem 10bit ADC des Uno sind die 0,5nM aber schon die Grenze des erreichbaren.

[Gr5]

Ja man sagte mir auch den Messverstärker zu löten wäre nicht das Problem. Wie kann ich das mit den 10 Bit verstehen?

[Hubert.G]

Wie kann ich das mit den 10 Bit verstehen?

10 Bit ergeben 1024 Abstufungen. Wenn du 500mN mit 0,5mN Auflösung willst, dann wären das schon 1000 Stufen. Also geht nicht viel mehr. Ich hoffe es ist verständlich ausgedrückt.

[Gr5]

Achso, ich hatte das Komma falsch verschoben. Ja richtig. Das bedeutet ich könnte mit einem selbstgelöteten Messverstärker und 2 Arduino Unos meine 8 Kraftsensoren ausmessen und das mit 0,5mN Genauigkeit?

Wo sind mögliche Fehlerquellen?

[Peter(TOO)]

Hallo,

Wo sind mögliche Fehlerquellen?

Die Empfindlichkeit liegt bei 0.9mV/V

Wenn du die Brücke mit 10V speist, sind das 9mV bei 300g.

500mN sind 51g
Du bekommst also (9mV*51g)/300g = 1.53mV bei 51g = 500mN
0.5mN entsprechen dann 1.53µV

Das ist dann so etwa die Empfindlichkeit eines UKW-Radios.

EMV ist dein grösstes Problem!

MfG Peter(TOO)

[Klebwax]

Ja man sagte mir auch den Messverstärker zu löten wäre nicht das Problem. Wie kann ich das mit den 10 Bit verstehen?

Das Löten ist auch nicht das Problem, das Entwickeln der Schaltung und ein funtionierender Aufbau ist das Problem. Eine Schaltung, die analoge und digitale Teile enthält, und die die von Peter genannten 1,5µV vernünftig verarbeitet, erfordert schon einen gestandenen Elektroniker mit dem passenden Equipment. Das anschließende Löten ist dann eine Entspannungsübung.

MfG Klebwax

[Peter(TOO)]

Hallo Klebwax,

Das Löten ist auch nicht das Problem, das Entwickeln der Schaltung und ein funtionierender Aufbau ist das Problem. Eine Schaltung, die analoge und digitale Teile enthält, und die die von Peter genannten 1,5µV vernünftig verarbeitet, erfordert schon einen gestandenen Elektroniker mit dem passenden Equipment. Das anschließende Löten ist dann eine Entspannungsübung.

Equipment braucht es gar nicht so viel, nur Brain.exe.
Zumindest für den "gestandenen Elektroniker" ist die Schaltung selbst auch nicht das Problem, da steht eigentlich schon fast alles im Datenblatt, bzw. in einer Application Note.
Etwas kritischer wird es dann mit der Bauteilauswahl aber meistens gibt's dazu auch Anmerkungen im Datenblatt.

Erfahrung und Fachwissen stecken dann im Aufbau! Ohne ein Konzept für die Masseführung (Sternmasse) wird das schon mal nichts.
Auch wird man das Eingangssignal mit rundum einer Massebahn abschirmen usw.

Das Layout ist wohl der kritischste Teil der ganzen Geschichte.

Und auch mit abgeschirmten Leitungen, liest man alles mögliche an Störungen zwischen DMS und Verstärker auf. Diese Verbindung muss man auch so kurz wie möglich halten.

MfG Peter(TOO)

[PICture]

Hallo!

Das Layout ist wohl der kritischste Teil der ganzen Geschichte.

Genau ! Als vollen Erfolg könnte man beim schon fertigen Layout, aber noch ohne Sensoren, ein wirklich sauberes Null am ADC bezeichnen. Erst dann könnte man tatsächlich erreichbare Auflösung definieren.

[GeorgP]

Du kannst auch mal hier schauen: https://www.octogon.org
Habe dort schonmal einen 8-Kanal Messversträker gekauft, wenn mich meine Erinnerung nicht täuscht für um die 350 EUR.