www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 0,1µm mit Beschleunigungssensor messen


Autor: Felix Reimer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallöle,

hab den Auftrag bekommen, mit einem Beschleunigungssensor einen Weg zu
messen. Das geht ja noch durch 2fache integration der Beschleunigung
komme ich ja auf den Weg. Nur wie soll ich den so genau machen, das er
auf 0,1µm genau mißt.

Suche also einen Sensor, der zum einen eine Beschleunigung von 6G
standält und diese auch mißt und zum andern eine Genauigkeit von 10^-7
hat. Zusätzlich brauche ich dann noch einen AD-Wandler der so genau ist
das er auf 7 Stellen genau ist. heißt für mich das ich eine 30-Bit
AD-Wandler brauche. Hat jemand sowas schonmal gesehen?

Für jede Hilfe Dankbar

Autor: Norbert (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kurz gesagt, ich glaube nicht, dass deine Vorgaben realistisch sind.
Eigentlich bin ich ja kein Pessimist, aber...nein. Es gibt mit
Sicherheit andere Methoden, dass zu messen.

Autor: schlumpf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also ganz ehrlich: Das halte ich für schlichtweg utopisch.
30 Bit AD-Wandler unter der Annhame, dass der Sensor einen Range von
0-3,3 V hat, würde ja eine Auflösung von 3nV ergeben....(da ist das
Rauschen auf den Leitungen schon um Zehnerpotenzen höher!)
Bist du sicher, dass du alles richtig berechnet hast?
Und die Mechanik, an der der Sensor hängt, bewegt sich auf 0,1 um
genau?

Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mal abgesehen davon das niemand der hier solche Fragen stellt eine
Schaltung bauen kann die auch nur 16Bit echte Aufloesung erreicht, mich
wuerde ja mal interessieren wie er das wegwandern von der
Referenzposition unterdruecken will....

Olaf

Autor: Felix Reimer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja so meine Meinung auch aber chef sagt muß gehen. Lieg ich den
überhaupt richtig mit meinen Annahmen oder ist da schon ein Denkfehler
drin. der 30-Bit AD Wandler kommt mir trotzdem etwas arg vor.

Autor: schlumpf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Angenommen, das Objekt, dessen Position ermittelt soll, bewegt sich mit
1 m/s, dann legt es die gefordertet Präzision von 100nm in 100ns
zurück!
Da musste erstmal mit deiner Wandlung und berechnugn hinterherkommen
(Du willst ja schliesslich zweimal integrieren)

Warum kannst du kein klassisches Wegmessverfahren anwenden?
Optische Geber z.B.

Autor: schlumpf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry, sag deinem Chef, dass die ganze Idee völlig bescheuert ist... Die
Grenzen der Physik hebelt auch den Chef nicht aus!

Autor: Norbert (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mal ne ganz einfache Frage, gibt es überhaupt 30bit AD Wandler? Also mir
ist bisher noch keiner untergekommen. Das höchste was ich kenne, sind
24Bit. Und da hat man schon viele Schwierigkeiten mit Rauschen usw..

Und dann bezweifle ich sehr stark, dass ein Beschleunigungssensor
überhaupt diese Auflösung bietet. Also, auf diesem Weg, vergiss es.

Ich würde mir Gedanken machen, wie man den Weg direkt messen kann: Nur
so als Vorschlag: kapazitiv und differenziell.

Autor: Felix Reimer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Weil Chef es so will, ehrlich gesagt glaub ich im Traum daran das sowas
funktionieren kann, allein schon die Tatsache wie ein Messsystem
aussieht was wirklich 100nm mißt. Welche komplexität da drin steckt und
ich soll das mal einfach mit einem Beschleunigungssensor nachbauen.

Aber gute nachricht, Chef war grad da 1µm langt au

Autor: TheMason (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@felix

ich will dich da ja nicht entmutigen ...
aber selbst 1um dürfte sehr schwierig werden.
das problem liegt in der integration. dadurch das du das 2 mal machst
hast du auch einen doppelten (bzw. vierfachen) fehler.
und dann wie angesprochen noch das rauschen auf der leitung ...
also ich glaube die genauigkeit wird selbst im mm-bereich (vor allem
über die ZEIT hinweg) das problem.
wenn sich die umgebungstemperatur ändert ändert sich das rauschen, und
dieses veränderte rauschen erzeugt auch einen veränderten drift.
d.h. je nach umgebungstemperatur wird dein ergebnis unterschiedlich
"wandern" ...
selbst wenn die signale differentiell gemessen und gewandelt werden
glaube ich das man bestenfalls im mm-bereich genau ist ..

gruß
rene

ps. aber da ich mit bschleunigungssensoren noch nicht viel gemacht habe
sag ich besser auch nicht allzuviel :-)

Autor: Unbekannter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hatte mal vor meinem Studium ein Praktikum bei einer Firma, die
Koordinatenmessgeräte produziert, absolviert. Die Maschinen konnten
Auflösungen im µm erzielen. Das ging aber nur im Reinraum, bei
definierter Umgebungstemperatur. Die Geräte kosten dann auch bis zu
50k€.
Selbst 1µ halte ich für utopisch. Ist der Chef Betriebswirt?

Autor: schlumpf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
100nm Optisch geht mit ner passenden Mechanik...
Daran liegt es nicht

Zieh es doch mal andersrum auf:
überlge dir, wie schnell du eine komplette Berechnung (zweimal
integrieren) durchführen kannst.
Diese Zeit kannst du dann zugrunde legen und über a und v ausrechenen,
ob du die Präzision überhautp erreichen kannst (also ob du in dieser
Zeit nicht schon mehr als den einen µm zurückgelgt hast)

Autor: someone (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich habe schon einiges mit Sensoren gemacht, aber dei Projekt halte ich
für unmöglich zu realisieren. Erstmal müsstest du einen geeigneten
Sensor finden, ich denke nicht das ein Sensor von z.B. Freescale dafür
geeignet ist.
Hast du dir schon mal so einen Sensor angesehen?
Allein der Drift macht das ganze unmöglich...
Trotzdem viel Glück!

Autor: AxelR. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sowas geht, aber anders:
Nimm zB. ein ZLM500, der kann das!
http://www-e.uni-magdeburg.de/swengler/lmt/lmt_zlm.html
hat eine Auflösung von 1.25nm ;-))
http://www.jenaer-mt.com/de/produkte.php

Ist aber nicht so einfach zu bauen, der Abgleich ist jedesmal ziemlich
kompliziert.

Autor: ... (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
... also dieser Thread wird ein Eigentor wie der gelöschte
Verschleissensorthread (wo es um die Kurzschlussmessung) ging...


Wie ist denn das Zeitverlauf der Beschleunigung .. warum nicht optisch
den  µm bringt schon eine Temperaturänderung...

Autor: neuer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja so meine Meinung auch aber chef sagt muß gehen.


sag diesen klugscheisser , daß er sich zum teufel scheren soll.
kein geld inverstieren und solche saublöden sprüche klopfen.
sag ihn dieses und schau ihn dabei in den augen.
oder gib hier die mailadrsse bekannt und ich mach es.

mfg neuer

Autor: Ludwig Wagner (lordludwig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
sag deinem chef er is krank wenn er das ernsthaft verlangt...

Autor: Michael von Gersdorff (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Olaf

Wenn es nur darum geht sehr hochfrequente Bewegungen (Vibrationen) zu
messen dann ist das nicht unmöglich. Allerdings müßte man das analog
bzw Teilanalog machen. Beschleunigungsmesser messen vibrationen und
wenn man beispielsweise 1 g Amplitude bei 500 Hz annimmt dann sind das
zwar kleine Wege aber imerhin 1g an Amplitude. Beschleunigungsmesser
mit 1g Meßbereich und 500Hz gibt es ganz normal zu kaufen. Du müstest
einen Integrator mit größerer Verstärkung (100-Fach)  bauen und ein
Hochpaßfilter (gegen Gleichspannungssignale) vorschalten. Dann hast Du
ein Geschwindigkeitssignal. Danach wieder ein Hochpaß und nochmals
einen Integrator mit gleicher Verstärkung.

Geht man von 1 Volt/g aus dann hättest Du ein Signal von 1/9859600 Volt
bei 500 Hz welches durch die Verstärkung von 10000 imerhin dann bei ca 1
mV liegt.

Um beispielsweise festzustellen ob sich eine Maschiene geringfügig
bewegt könnte das durchaus geeignet sein.

Michael

Autor: Dieter Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das liest sich als ob da mal wieder jemand versucht die Physik zu
überlisten.

Keithley gibt z.B. für sein 2001 Multimeter mit 7 1/2 Stellen Anzeige
an, dass der A/D Wandler 28 Bit hätte. Aber bei der vollen Auflösung
macht die Kiste keine 10 Messungen pro Sekunde.

Dürfte vergebliche Mühe sein, diesen Ansatz weiter zu verfolgen.

Je nach Weglänge, maximaler Verfahrgeschwindigkeit und Beschleunigung
gibt es sicher einige andere Methoden um zum Ziel zu kommen.

Autor: Thomas S. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die doppelte Integration ist eines der nicht gut lösbaren Probleme in
diesem Bereich. Wir bauen Meßsysteme für wenige Nanometer, aber mit
Beschleunigungssensoren wird das nix und auch nur dynamisch. Ansonsten
Laserinterferometer nehmen, bzw. bei 1um wäre noch die Frage wie groß
der maximal Weg werden soll. Einige um bis ca. 8mm Weg sind preiswert +
gut zu realisieren.

Gruß Thomas

Autor: Felix Reimer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So danke mal, hab meinen Chef überzeugt, das es Blödsinn ist. Bzw. bin
ich mir gar nicht mehr so sicher ob er das so ernst gemeint hat oder
michnur testen wollte. Bin neu in der Firma, kann ja auch sein. Also
ich ihm gesagt hat es geht net meinte er nur, dass er sich das gedacht
hatte, aber man hätte ja mal drübernachdenken können. Das ganze mit
einem grinsen wie damals als mich mein Azubileiter den Siemens
Lufthacken holen hat lassen und ich erst beim loslaufen bemerkt habe
was er meint.

Trotzdem mal danke an alle.

@ Moderatoren: Da sich das ganze ja als nicht ganz ernst gemeint heraus
gestellt hat, wäre es wohl am besten den ganzen Thread zu löschen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.