Hallo Leute, was sind die Grenzen eines analogen Beschleunigungsmessers a'la adxl103 hinsichtlich Schwingungen im 0.5 Hz Bereich. Es gilt nachzuweisen, dass Schwingungen im 0.5 Hz Bereich eine Amplitude von 20µm nicht überschreiten. O.g. Sensor weisst ja eine Empfindlichkeit von ~ 1000mV/g auf. Für genannte Schwingung bedeutet es, eine Beschleunigungsobergrenze von ~2*10e-4 g nachzuweisen. Das analoge Signal (unverstärkte Amplitude für o.g. Schwingung: 2mV) auf ein nachweisbares Level zu verstärken ist ja ohne Probleme möglich, aber sind die Signale, die der Chip in dem Bereich ausgibt noch hinreichend verlässlich? Viele Grüße Simon PS: Interferometrische Vermessung mittels singlemode Laser ist nicht möglich, da keine ruhende Referenzplattform verfügbar.
Ich kann es nicht beweisen aber aus dem Bauch heraus gebe ich der Sache keine Chance.
was ich noch hinzufügen sollte: der Sensor wäre auf einem rund 3m langen Pendel mit einer nicht zu vernachlässigenden Masse befestigt - stationär aufgehängt. Hochfrequente Störungen gibt es nicht. Es geht wirklich nur darum, die Obergrenze der Amplitude nachzuweisen. In gewissem Maße liesse sich das analoge Ausgangssignal somit (aus Kausalitätsgründen filtern). Eine entsprechend ruhige Spannungsversorgung auf der Zeitskala sollte auch nicht das Problem sein. Es bleibt die Frage: Was kann der Sensor himself (oder ein entsprechend ähnliches Modell. Er darf auch ein bisschen mehr kosten - nur bitte keine 50K€ - tipps) Viele Grüße
Kann mir jmd helfen? Wenn ich es recht verstehe ist die Größe, die für meine Anwendung der limitierende Faktor ist die: X AXIS NOISE DENSITY (μg/√Hz) (Seite7) - zu erwaten: 100(μg/√Hz) http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADXL103_203.pdf bei 0,5 Hz ergeben sich damit rund 140µg, was gerade die Hälfte des nachzuweisenden Wertes ist. Gibt es einen besseren Sensor? Bzw. weiss jmd, wie der noise spektral verteilt ist - durch filterung in den Griff zu bekommen? Gruss Simon
Pendelt das im 3D Raum oder wie eine Uhr nur 2D ? Also mit Fotodiode geht nix ?
Hallo Simon, meinst Du nicht, dass die Nichtlinearität von typ. 0.2% zum Problem werden könnte? Oder hast Du die Möglichkeit das Ganze per Laser-Interferometer zu kalibrieren? Zu Deiner Frage nach der Rauschverteilung siehe hier: http://www.analog.com/en/sensors/inertial-sensors/adxl103/products/faqs/CU_faq_MEMs/resources/fca.html dort die Punkte: 'What are the major error sources for inertial sensors?' 'What is the limit of resolution of an inertial sensor?' 'I need finer resolution. What do I do?' Gruß, Nils
Wenn du nach besseren Beschleunigungssensoren suchst, schau mal nach Colibrys. http://www.colibrys.com/ Ist bisjetz das Beste was ich gefunden habe, was mit der derzeitigen MEMS Technologie in Grosserie hergestellt wird.
@edgar & @Nils: es pendelt 3d. es sind eigentlich zwei Pendel, die sehr steif miteinander gekoppelt sind. Streckschwingungen der beiden relativ zueinander sind unterdrückt, verkippungsschwingungen dagegen nicht. Wie dem auch sei, eine Eichung des Sensors über ein Laserinterferometer ist absolut kein Problem. Nur kann ich es nicht an dem Aufbau direkt machen, aber das ist ja nicht relevant. Ich hatte Eigenfrequenz des Systems mittels eines Lasers und einer Quadrantenphotodiode gemessen. Jedoch konnte ich daraus keine genaue Amplitude bestimmen. @Marco das sieht sehr vielversprechend aus, werde die Firma gleich morgen kontaktieren. Die Sensoren scheinen mir dafür geeignet zu sein. Besten Dank. Für manche Chips gibt es sogar eval-boards, also vielleicht habe ich ja Glück und sie bestehen nicht auf einer Abnahme von mehreren Tausend Einheiten. @Nils deine Hinweise werde ich morgen mal abarbeiten. Hatte ich beim schmökern auf der Homepage vorhin wohl übersehen. Das Laserinterferometer kann ich leider nicht direkt nehmen, da eine absolut ruhige referenzplattform fehlt. Viele Grüße und eine angenehme Nachtruhe Simon
@simon So wie ich die Hinweise von Analog lese, scheinen Deine Überlegungen zur Auflösung von der Abhängigkeit f(Noise, Bandbreite) schon richtig zu sein. Im Datenblatt werden ja Hinweise zur Bandbreiten-abhängigen Dimensionierung gegeben. Dein Verhältnis von zu detektierender Signalschwelle zu Rauschen ist mit dem Faktor 2 natürlich nicht toll. Der Tipp aus den Applikation-Notes, mehrere Sensoren zu verwenden ist nicht schlecht: 4 Sensoren bringen Dir nochmals einen Faktor 2. Da das Rauschen Gauß-verteilt ist, musst Du Dir auch keinen Kopf machen, wie Du den Mittelwert bildest. > eine Eichung des Sensors über ein Laserinterferometer ist absolut kein Problem ... in Anbetracht der Temperaturabhängigkeit ist eine T-abhängige Kalibrierung vermutlich ein Muss. > das sieht sehr vielversprechend aus... Ich denke auch, Du brauchst einen besseren Sensor. Mit den Analog-Sensoren bist Du an der Grenze Deines Vorhabens. Die Verbesserungsvorschläge von Analog gelten ja sinngemäß auch für die flinken Vögel. Nur ein kurzer Hinweis, bitte ignorieren, wenn blödsinnig: > ~2*10e-4 g Stimmt Deine Schwelle? Mit einer 'Dreisatz-mäßigen' Überschlagsrechnung komme ich mit Deinen Daten auf das Doppelte, also ca. 4*10e-4 g. Gute Nacht.
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