Höhendifferenz mit Barometer

Hallo,

Vielen Dank für deine Antwort.

Ich hätte wohl noch mehr zu den Anforderungen schreiben sollen.

Das ganze muss digital sein und so kompakt wie Möglich. Die Übertragung 
der Daten soll über einen Mikrocontroller per Funk erfolgen, sodass das 
Gerät, dass die Anfangs- und Endhöhe misst ganz eigenständig, kompakt, 
leicht und kabellos funktioniert.

Herman Kokoschka schrieb:
> Marc A. schrieb:
>> Ich hätte wohl noch mehr zu den Anforderungen schreiben sollen.
>
> Allerdings!
> Es fehlen immer noch so um die 100 Informationshäppchen.
> Welcher Messbereich?
> Auf wieviel 1/100 Grad ist die Temperatur konstant?
> Um was geht es eigentlich?
> usw, usw, usw, usw, usw....
>
> Bei barometrischer Messung spielen etliche Nebeneffekte eine Rolle,
> und praktisch alle dürften erheblich grosser sein, als Deine gewünschte
> Auflösung.

So ohne Infos hätte ich ans Quecksilberbarometer gedacht.
Die Hg-Säule kann wohl im Bereich 1cm schwanken, dann haste Deine 
Höhendifferenz...

Hallo,

entschuldigt, dass ich mit den Infos so sparsam war.

dann beschreibe ich hier mal mein ganzes Projekt.

Es geht darum Daten für Wettkampfsport zu messen.

Angefügt ist ein Bild, unten ist eine Langhantel, die der Sportler, der 
mit dem Bauch auf der Bank liegt, hoch und runterbewegen soll. Ziel ist 
es ein kleines Gerät anzubringen, dass die Höhendifferenz misst.

Es sollte wie gesagt auf mindestens 1 cm genau arbeiten, klein sein und 
ohne Verkabelung funktionieren.

Minimalist schrieb:

> Ohne weitere Informationen vom TO ist daher erstmal davon auszugehen,
> dass er ein deltaZ will, ohne Kenntnis von x und y zu haben.

Ja, es geht mir nur um deltaZ.

Jacko schrieb:
> Komischer Wettbewerb!
>
> "Unten" ist die Ablagefläche plus Gewicht-Durchmesser.

Nein, die Stange befindet sich anfangs in der Hand des Sportlers. Je 
nach Armlänge ist die Anfangshöhe als variabel.

> "Oben" ist unter der Bank - was gibt es da zu messen?

Die Hantel muss auch nicht ganz bis zur Bank gezogen werden.

Wolfgang schrieb:
> Marc A. schrieb:
>> Ziel ist es ein kleines Gerät anzubringen, dass die Höhendifferenz misst.
>
> Reicht es nicht, laufend den Bodenabstand zu messen (z.B. mit
> Ultraschall) und die Differenz zu berechnen?

Kriege ich damit auch den kleinsten Abstand zum Boden oder brauche ich 
damit wie bei einem Infrarot Sensor einen festen Bezugspunkt? Es kann ja 
vorkommen, dass die Hantel gedreht wird beim Hochziehen.

Also wir haben ja in der Meteorologie so Faustformeln/Größen: Auf 
Meereshöhe bei 0 Grad Celsius etwa 8 m pro 100 Pa. Die Auflösung guter 
Barometer beträgt 1 Pa. 1 cm wird wohl nichts.

Dann mal was zur Unsicherheit: Die liegt bei unserer DAkkS-Kalibrierung 
so im Bereich 4 Pa. Das Normal ist ein Kolbenmanometer.

Ok, dann werde ich das so machen. Danke!

Marc A. schrieb:
> Angefügt ist ein Bild, unten ist eine Langhantel, die der Sportler, der
> mit dem Bauch auf der Bank liegt, hoch und runterbewegen soll. Ziel ist
> es ein kleines Gerät anzubringen, dass die Höhendifferenz misst.
>
> Es sollte wie gesagt auf mindestens 1 cm genau arbeiten, klein sein und
> ohne Verkabelung funktionieren.

Da es sich hier um eine Bewegung in einem vordefinierten Bereich und 
immer in der gleichen Bewegungsrichtung befindet könnte ein "Optischer 
LED Lichtschrankenvorhang" eine einfache Lösung sein.

Bis eine Barometrische Lösung in Betracht gezogen werden kann, werden in 
dieser geforderten Genauigkeitsklasse noch mindestens 10 Jahre vergehen 
müssen.

Gruss Chris

Da es hier nur um ein Auf und Ab geht, kommt es überhaupt nicht auf 
Langzeitstabilität an, oder es sind keine zwei Sensoren nötig, die 
absolut gleich sein müssten.
Also sollte jeder Sensor-Chip funktionieren, der die nötige Auflösung 
bringt.
DPS368 kommt zumindest mit +/-2cm den Anforderungen schon nahe, und es 
gibt sicherlich noch bessere.
Allerdings muß hier sicherlich noch viel Rauschen und Bandbreite 
weggefiltert und gemittelt werden, wobei das Rauschen sogar hilft, die 
Auflösung zu erhöhen, wenn man eine gewisse Zeit mittelt (vielleicht 
macht das der Chip aber auch schon selbst - dazu muß man genauer das DB 
studieren, was so geht oder auch nicht).
Ansonsten könnte man dies auch noch über Beschleunuigungssensoren 
realisieren, indem man von a über v zu s integriert, und das kombiniert 
über alle 3 Richtungen - viel Spaß ;-)

Marc A. schrieb:
> ... ich möchte mithilfe eines Barometers die Höhendifferenz zwischen zwei 
Punkten bestimmen ...

Deine Barometer-Frage erlaubt noch einige weitere Löungswege:
https://de.wikipedia.org/wiki/Barometer-Frage#Lösungswege

Gleich eine klitzekleine Rüge vorneweg:
Wenn gleich die relevanten Informationen gekommen wären, hättest Du auch 
ein paar vernünftige Lösungswege als Antwort erhalten.

Die Industrie löst solcherart "Bewegungsverfolgung" mit Positionsangaben 
per Kamera und Markierunen am Objekt.
In Deinem Falle Markierungen an beiden Enden der Hantelstange und eine 
fest installierte Kamera im Raum. Der Rest ist Software.
Vielleicht, um die Software nicht zu umfangreich werden zu lassen, noch 
links und recht daneben Stangen mit Referenzmarkierungen.

Ganz einfach wäre es natürlich wenn diese (senkrechten) Referenzstangen 
gleich noch einen Maßstab haben. Da braucht dann nur noch Max.-Höhe 
minus Min.-Höhe ermittelt werden (für jede Seite).

Blackbird

aa schrieb im Beitrag #6367921:
> Drone? Flugzeug?

Hantel!

Einfach die Buchstaben in den Beiträgen dekodieren und zu Worten 
zusammensetzen. Diese dann zu sinnvollen Sätzen zusammenfassen und dabei 
Schreibfehler ignorieren.

Nennt sich "lesen"

:-P

Joanna Russ: a short and happy life - der Barometer-Test
In Heyne TB 3219

Ich habe mal vor Jahren einen Luftdrucksensor so empfindlich 
ausgewertet, dass eine Höhenänderung von 10 cm noch reversibel sichtbar 
war. Also anheben und wieder absenken ergab wieder den selben Zahlenwert 
auf einer digitalen Spannungsanzeige. Dazu muss man aber die 
Temperaturabhängigkeit des Sensors präzise ausbügeln und langzeitstabil 
ist das schon garnicht.

Beschleunigungssensor mit Kalmanfilter und Doppeltintegration. 
Bierdeckelrechnung.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Ich habe mal vor Jahren einen Luftdrucksensor so empfindlich
> ausgewertet, dass eine Höhenänderung von 10 cm noch reversibel sichtbar
> war. Also anheben und wieder absenken ergab wieder den selben Zahlenwert
> auf einer digitalen Spannungsanzeige. Dazu muss man aber die
> Temperaturabhängigkeit des Sensors präzise ausbügeln und langzeitstabil
> ist das schon garnicht.

und wie windanfällig ist sowas?

Herman Kokoschka schrieb:

> Bei barometrischer Messung spielen etliche Nebeneffekte eine Rolle,
> und praktisch alle dürften erheblich grosser sein, als Deine gewünschte
> Auflösung.

"Auf Arbeit" hatten wir ein Barometer, welches Zehntel Pascal auflöste.
Aber es gibt nun mal einen Riesenunterschied zwischen Auflösung und
Genauigkeit.

Nun, zum Fliegen muss das Barometer nicht genau, sondern nur 
hochaufloesend sein. Dann muss man eben hin und wieder kalibrieren.

Schon vor ueber 20 Jahren, als ich noch Gleitschirm flog hatten wir 
Hoehenmesser, welche 10cm aufloesen konnten, und daher Sink- und 
Steigraten in diesem Bereich ausgeben konnten.
Ein normaler Absolutdrucksensor mit 5V Speisung und 16bit Wandler dran 
kann das.

Christoph db1uq K. schrieb:
> dass eine Höhenänderung von 10 cm noch reversibel sichtbar war.

Je nach Trägheit des Systems haste da
aber auch ein Microfon, oder?

;-)

● J-A V. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector)

>Christoph db1uq K. schrieb:
>> dass eine Höhenänderung von 10 cm noch reversibel sichtbar war.

>Je nach Trägheit des Systems haste da
>aber auch ein Microfon, oder?

Naja, je nach Filterung wirste nur Infraschall damit aufnehmen können. 
Für höhere Bandbreiten wird schon das Rauschen die Empfindlichkeit stark 
herabsetzen.
Aber die Bugwelle vorbeifahrender Autos kann man damit schon sehen.

Es soll auch Alarmanlagen geben, die so das Öffnen/Schließen einer Tür 
im ganzen Haus mitbekommt.
Das darf man natürlich nicht als einziges Kriterium verwenden, aber 
zusammen mit anderen Indizien, dass sich ein Unbefugter im Haus 
befindet, kann das nützlich sein.
Ich habe das "Barometer" auch mal im Zug beobachtet, die Ein/Ausfahrt in 
einen Tunnel ergab eine "Höhenänderung" von 10 oder 20m.

Als Instrument für Segel/Drachenflieger gab es mal vor vielen Jahren 
eine Bauanleitung in der Funkschau. Einem Glühlämpchen wurde das Glas 
zerbrochen und dann als Heizwicklung benutzt. Durch eine Düse strömte 
die Luft je nach Höhenänderung auf das Lämpchen und kühlte die 
Heizwicklung, was ausgewertet wurde.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Ich habe das "Barometer" auch mal im Zug beobachtet, die Ein/Ausfahrt in
> einen Tunnel ergab eine "Höhenänderung" von 10 oder 20m.

das dürfte im Tunnel gemessen mehr sein.
So wie auch jede U-Bahn im Tunnel Luft vor sich her schiebt

● J-A V. schrieb:
> das dürfte im Tunnel gemessen mehr sein.
> So wie auch jede U-Bahn im Tunnel Luft vor sich her schiebt

Interessante Frage. Die U-Bahn wird umströmt wie die Tragflächen eines 
Flugzeuges. Eigentlich sollte hier ein Bernoulli-Effekt auftreten, auch 
wenn die Intuition etwas anderes verlangt.

Edit: hast Du schon einmal versucht, im Pkw bei 100 km/h ein Fenster zu 
schließen?

Percy N. schrieb:
> ● J-A V. schrieb:
>> das dürfte im Tunnel gemessen mehr sein.
>> So wie auch jede U-Bahn im Tunnel Luft vor sich her schiebt
>
> Interessante Frage. Die U-Bahn wird umströmt wie die Tragflächen eines
> Flugzeuges. Eigentlich sollte hier ein Bernoulli-Effekt auftreten, auch
> wenn die Intuition etwas anderes verlangt.
>
> Edit: hast Du schon einmal versucht, im Pkw bei 100 km/h ein Fenster zu
> schließen?

so'n Fenster schliesse ich gewöhnlich vorher ;-)

Die Tunnelein und -ausfahrten für Schnellzüge sind wegen dieser 
Druckverhältnisse ja auch angeschrägt.
Sonst soll es wohl auch recht gut Knallen können.

Der Funkschauartikel war laut Inhaltsverzeichnis des Radiomuseums:
"Variometer für Drachenflieger 78/1/31" also in Heft 1/1978
https://www.radiomuseum.org/forumdata/upload/Funkschau%5FInhalt%5F1970%2D1979%2Epdf 
(Seite 76)

Realisator schrieb:
> Messlatte dahinter und ein Trainer der abliest (...)

achwas, heute macht man sowas mit VR.
also Kamera(s) aufstellen und schon kann jeder sich selbst beurteilen.

Als kleiner Exkurs zum Thema:

Marc A. schrieb:
> Barometer zur Höhenbestimmung relativ ungenau sind

Leider sind die Barometer heutzutage doch genauer als früher. In den 
letzten 15 Jahren gab es schon zwei Zusammenstöße von Flugzeugen auf 
Grund eines Fehlers bei der Flughöhenzuweisung durch die Fluglotsen. 
Wenn die Abweichung nur 10m gewesen wäre, wären diese nicht genau 
zusammengestoßen.

Es gibt auch sehr niederfrquente Druckschwankungen bei Fön in den Alpen 
(nicht nur dieses Gebirge). Damit dadurch nicht wieder ein Düsenjetpilot 
am Berg hängen bleibt, müssen hier die knappen Überflüge mehr Reserve 
beim Abstand halten.

Zur Messung bei der Hantelbewegung um die Genauigkeiten zu erhöhen, 
würden solche Druckänderungen eine Nachjustierung des Nullpunktes 
erfordern. In der Praxis würde eine solche Messung mit einem 
Beschleunigungssmesser (3D) ergänzt und kombiniert werden. Ein 5G 
Ortungssystem mit 1cm Auflösung zu installieren dürfte sicherlich zu 
aufwendig sein.

Wolfgang schrieb:
> Dieter D. schrieb:
>> Leider sind die Barometer heutzutage doch genauer als früher. In den
>> letzten 15 Jahren gab es schon zwei Zusammenstöße von Flugzeugen auf
>> Grund eines Fehlers bei der Flughöhenzuweisung durch die Fluglotsen.
>
> Es geht hier um 1cm und nicht um 10m.
> Aber abgesehen davon:
> Die genaue Einhaltung der Flightlevel dürfte wohl eher auf saubere
> Höhenregelung durch Autopiloten zurück zu führen sein.

Das ist doch Kokolores. Wie soll die Regelung genauer sein, wie die 
Messwerterfassung?!

Wolfgang schrieb:
> Es geht hier um 1cm und nicht um 10m.
> Aber abgesehen davon:
> Die genaue Einhaltung der Flightlevel dürfte wohl eher auf saubere
> Höhenregelung durch Autopiloten zurück zu führen sein.

Der Autopilot kann nicht genauer regeln, als die Genauigkeit des 
Höhensensors. Also ist der Höhensensor das bestimmende Element.

Wenn die Druckschwankungen bereits bei 10m stören, dann wirkt sich das 
auf 1cm sicherlich nicht geringer aus, es sei denn er trainiert im 
dichten Bunker.

Dieter D. schrieb:
> Wenn die Druckschwankungen bereits bei 10m stören, dann wirkt sich das
> auf 1cm sicherlich nicht geringer aus, es sei denn er trainiert im
> dichten Bunker.

Es könnte immer noch darauf ankommen, mit wie viel kn er sich dabei 
durch den Bunker bewegt ...

Pro 100m ändert sich der Luftdruck um 1,3%, rund 13 hPA, bzw. 1300 PA.

Empfindliche Differenzdrucksensoren:
https://www.process.vogel.de/hochgenauer-differenzdrucksensor-fuer-niedrige-druckbereiche-a-846551/

Diese können bis zu 0,5 PA auflösen. Das wären theoretische runde 5cm. 
Die Messwerte wären trotzsdem unbrauchbar, da er wegen des 
Luftwiderstandes die Hantel nicht schneller als als 1m/30s hochheben 
oder bewegen darf. Jeder andere, der einen Luftzug verursachen könnte, 
muss auf deutlich über 5m Abstand gehalten werden.

Nach dem Bild würde ich eine Ultraschall-Abstandssensor vom Boden aus 
ansetzen. Die Gewichtsblöcke bieten genug Reflektionssfläche für den 
Schall.

Als Beispiel ein Produkt (für jede Seite eine Sensor):
https://de.elv.com/ultraschall-abstandssensor-fuer-minicomputer-wie-raspberry-pi-arduino-und-co-122121
https://www.mikrocontroller-elektronik.de/ultraschallsensor-hc-sr04/