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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ausgangssignal eines Sensors


Autor: Fabian (Gast)
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Hallo zusammen,
ich möchte mit einem Oszi die Ausgangsspannung eines Sensor messen

Technische Daten:
Versorgungsspannung: 5V  +/-0,5 (Ub)
Ausgangsspannung: ratiometrisch zu Ub
                  0,25.......4,75
                  0,5V.......4,5
                  Lastwiederstand >= 1K-Ohm

Der Sensor ist ein Winkelsensor und benutzt die Lage eines Magnetes zur 
Bestimmung der Messwinckel.
Der Sensor hat drei Anschlüsse(Masse, Versorgung und Ausgangsspannung)
Ich habe den Sensor mit einer Gleichspannung(5V) versorgt und den 
Ausgangsspanung-Anschluß mit Oszilloscop angeschlossen.
Das Ausgangssignal ist ein analoges Signal. Am Oszi bekomme ich kein 
sauberes Signal das heisst ich habe nur vertikale Linien dargestellt.
Einstellungen am Oszi: 5V/Div, Periedendauer: 10ms

wie kann ich eine sauberes Signal bekommen? was habe ich hier denn 
falsches gemacht

Danke für eure Hilfe

Gruß
F

Autor: Michael (Gast)
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Fabian schrieb:

> ... ich habe nur vertikale Linien dargestellt.

Einfach das Oszi um 90° drehen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> Am Oszi bekomme ich kein
> sauberes Signal das heisst ich habe nur vertikale Linien dargestellt.
Das Oszi ist (für dein Signal) falsch eingestellt.

> wie kann ich eine sauberes Signal bekommen?
Mach mal ein Foto vom Oszisignal, aber so, dass nicht nur die vertikalen 
Linien zu sehen sind, sondern geschlossene Signalzüge...

> was habe ich hier denn falsches gemacht
Der Möglichkeiten gibt es viele:
Masseschleife mit Netzteil und Oszi, Brummeinkopplungen, 
HF-Einkopplungen...

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Fabian schrieb:

> Ich habe den Sensor mit einer Gleichspannung(5V) versorgt und den
> Ausgangsspanung-Anschluß mit Oszilloscop angeschlossen.

Unwahrscheinlich aber man hat ja schon Pferde kotzen gesehen:
GND/Masse-Verbindung zwischen Sensor und Oszilloskop vergessen?

Autor: Fabian (Gast)
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Hallo Lothar Miller,
danke erstmal für deine Antwort.
ich kann leider im Moment kein Photo machen werde ich denn später eins 
hier anhägen.
Hier die Einstellungen der Kanal 1 wo ich dann messe:

Kopplung: DC
Invertier.: aus
Bandbreite: voll
Tastkopfeinstellung: Tastkopftyp: Spannung
                     Dämpfung: 20X


wenn ich ein Autoset mache kommt ja auch kein sauberes Signal

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> Das Ausgangssignal ist ein analoges Signal.
Was sagt denn ein Multimeter im DC-Bereich?

Stefan B. schrieb:
> GND/Masse-Verbindung zwischen Sensor und Oszilloskop vergessen?
Das wäre natürlich böse...

Autor: Fabian (Gast)
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Stefan B. schrieb:
> Unwahrscheinlich aber man hat ja schon Pferde kotzen gesehen:
> GND/Masse-Verbindung zwischen Sensor und Oszilloskop vergessen?

ne das habe ich net vergessen

Autor: Michael (Gast)
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Ich glaube immer noch, dass du beim Messen einen Fehler machst. 
Vertikale Linien bedeuten mehr als 10div Amplitude. Bei 5V/div und einem 
1:20-Tastkopf würdest du also >1000Vpp messen. Das glaub' ich dir 
einfach nicht.

Du sagst es gibt einen Autoset-Knopf. Ist das ein DSO? Dann speichere 
einfach die Daten (Screenshot oder csv) und lade sie hier hoch.

Autor: Fabian (Gast)
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Hey Michael,
ja ich weiss dass ich einen Fehler beim Messen gemacht habe und weiss 
ich net wie ich den fehler finden kann.
egal was ich einstelle habe ich nur vetikale Linien auch bei 2V/Div.

Michael schrieb:
> Du sagst es gibt einen Autoset-Knopf. Ist das ein DSO? Dann speichere

Das ist ein MSO

Michael schrieb:
> Ich glaube immer noch, dass du beim Messen einen Fehler machst.
> Vertikale Linien bedeuten mehr als 10div Amplitude. Bei 5V/div und einem
> 1:20-Tastkopf würdest du also >1000Vpp messen. Das glaub' ich dir
> einfach nicht.
>
> Du sagst es gibt einen Autoset-Knopf. Ist das ein DSO? Dann speichere
> einfach die Daten (Screenshot oder csv) und lade sie hier hoch.

Ich muss mal gucken wie ich Daten als csv Datei speichern kann

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> egal was ich einstelle habe ich nur vetikale Linien auch bei 2V/Div.
Da ist irgendwo ein grundlegendes Problem...
Was hast du denn, wenn du am Tastkopf die Masseklemme und die Messspitze 
verbindest?

> Das ist ein MSO
Hersteller? Typ?
Kannst du da nicht einen Screenshot z.B. auf einen USB-Stick machen?

Autor: Fabian (Gast)
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Das ist ein Tektronik MSO 2014. Man kann ein Testsignal darstellen.Das 
ist ein Rechecksignal (1KHz und 5V) selbst bei diesem Signal kriege ich 
es nur bei 40V/div sauber dargestellt, wenn ich zum Beispiel 2V/div dann 
werden nur vertikale Linien gezeigt.
Ich glaube die Einstellungen der analogen Eingang passen nicht zu meinem 
Signal

Autor: Moritz (Gast)
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Tastkopf kaputt???

Autor: Fabian (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Was hast du denn, wenn du am Tastkopf die Masseklemme und die Messspitze
> verbindest?

wenn ich die Masseklemme und die Messspitze verbinde kriege das bild im 
anhang

Autor: gk (Gast)
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Passt denn der Tastkopf auch zum Oszi ?
gk

Autor: gk (Gast)
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und geh mal mit Deiner Messspitze an die Versorgungsspannung.
gk

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> Das ist ein Rechecksignal (1KHz und 5V) selbst bei diesem Signal kriege
> ich es nur bei 40V/div sauber dargestellt
Das ist offenbar ein 1:1 Tastkopf...
Stell mal beim Vorteiler das ein, was auf dem Tastkopf steht.
>> Tastkopfeinstellung:   Tastkopftyp: Spannung  -->  Dämpfung: 20X  <--


Welchen Tastkopf verwendest du? Nicht den originalen von TEK?

Autor: Fabian (Gast)
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ich habe jetzt das Testsignal am oszi gemessen. das ist ein 
Rechecksignal(5V und 1Khz). Am Tastkopf habe ich jetzt 10.X vorher war 
auf 1X
jetzt bekomme ich ein sauberes Rechecksignal am oszi dargestellt(Bild1). 
Sobald ich die Messspitze an der Ausgangsanschluß des Sensor dann 
bekomme wieder vertikale Linien(Bild2)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> Sobald ich die Messspitze an der Ausgangsanschluß des Sensor dann
> bekomme wieder vertikale Linien(Bild2)
Dreh jetzt mal einfach den Y-Scale Knopf vom gelben Kanal solange, bis 
du den Netz-Sinus siehst...

Du hast da irgendein Problem mit deiner Masseführung.

Autor: Fabian (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Dreh jetzt mal einfach den Y-Scale Knopf solange, bis du den Netz-Sinus
> siehst...

oh ja endlich mal was! jetzt habe ich ne sinus-Signal.
In der Einstellung habe ich jetzt 50V/Div irgendwas stimmt noch net
außerdem der sensor soll ja reagieren wenn ich das Magnet ändere das 
passiert leider net

Autor: Fabian (Gast)
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wenn ich die Masseklemme von der Masse am Oszi wegnehme und auf Autoset 
drücke dann kriege ich das gleiche Signal wie aufm Bild "Sinus.png"
hm also mit oder ohne Masse kriege ich das gleiche Signal
jetzt bin ich total verwirrt

Autor: Fabian (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Welchen Tastkopf verwendest du? Nicht den originalen von TEK?

Ich verwende den Original Tastkopf von Tek P2221.
Ich stecke die Masseklemme am Tek, da wo die Massezeichen ist

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Jo, schau mal auf die Frequenz: 49,9553 Hz.
Dein Testaufbau arbeitet als Empfänger für die Netzfrequenz.

>> wenn ich die Masseklemme von der Masse am Oszi wegnehme

Das kann ich mir nicht bildlich vorstellen.

Die Tastköpfe, die ich kenne (*), haben auf der Oszi-Seite einen Stecker 
oder Buchse. Masse/Signal kann auf der Oszi-Seite nicht getrennt 
angeschlossen werden.

Auf der Seite zum Messobjekt (Sensorschaltung) gibt es eine Spitze um an 
das Messobjekt zu pieken und eine Litze mit Klemme (Kroko o.ä.) um an 
den Massebezug des Messobjekts zu gehen. Beide müssen für die Messung 
Kontakt haben. Ich hatte schon den Fall, dass die Litze mit Klemme 
fehlerhaft war.

(*)
http://www2.tek.com/cmswpt/psdetails.lotr?ct=PS&ci...

> Ich stecke die Masseklemme am Tek, da wo die Massezeichen ist

Das ist nur korrekt, wenn du mit der Tastspitze das Signal des internen 
Signalausgangs des Oszis misst so wie hier:

>>> ich habe jetzt das Testsignal am oszi gemessen. das ist ein
>>> Rechecksignal(5V und 1Khz) => Bild1.png

Autor: Fabian (Gast)
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Hallo Stefan
der Sensor hat drei Anschlüsse(Masse, Versorgung und Ausgangsignal).
Mit einem Netzeil habe ich den Sensor mit einer ca 5V Spannung versorgt.
Mit dem Messspitze vom Tastkopf(Original vom Tek P2221 für analoge Kanal 
1)messe ich die Ausgangsspannung des Sensors. Die Masseklemme stecke am 
Tek da wo die Masse ist
wenn ich dich jetzt richtig verstanden habe dann muss ich diese Masse 
vom Tek nur benutzen wenn ich as interne Testsignal darstelen will. Das 
ist ja meinen Fehler. Ich habe jetzt die Masseklemme vom Tastkopf an der 
Masse vom Sensor und sieht jetzt das Signal gut aus
Wenn ich das Magnet drehe dann reagiert der Sensor auch und ich kann am 
Oszi die Spannung auslesen so habe ich die erste Schritt erreicht super
ich danke euch alle

Autor: Fabian (Gast)
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hallo

ich versuche jetzt mal die Linearität des Sensors zu zeigen und zwar 
möchte ich die Ausgangsspannung des Sensor über Zeit zeigen das sollte 
eine Rampe sein. Leider weiss ich net wie das hinkriegen soll

Autor: Besserwisser (Gast)
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Hi,
was für einen Sensor hast Du denn (Hersteller, Typ) ?
Wenn der Magnet nicht richtig platziert ist, dann könnte
am Ausgang Mist gemessen werden.

Autor: Fabian (Gast)
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das ist ein Winkelsensor(Baureihe FRA4000) das Magnet ist richtig 
platziert.
wenn ich das Magnet drehe dann reagiert der Sensor und ändert er seine 
Ausgangsspannung. Nun möchte ich jetzt gerne am Oszi die Linearität des 
Sensors zeigen

Autor: Chris (Gast)
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Um Linearität zu zeigen musst du einen Bezug zwischen Eingangs- und 
Ausgangsgröße herstellen. Mit dem Scope allein geht das nicht 
(vorausgesetzt ich habe dich richtig verstanden)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Nur mal als Zusammenfassung des gestrigen Tags:
>> Fabian schrieb:
>>> Stefan B. schrieb:
>>> Unwahrscheinlich aber man hat ja schon Pferde kotzen gesehen:
>>> GND/Masse-Verbindung zwischen Sensor und Oszilloskop vergessen?
>> ne das habe ich net vergessen
Fabian schrieb:
> Ich habe jetzt die Masseklemme vom Tastkopf an der
> Masse vom Sensor und sieht jetzt das Signal gut aus
ohne weiteren Kommentar... :-/

Fabian schrieb:
> Nun möchte ich jetzt gerne am Oszi die Linearität des Sensors zeigen
Nimm eine Akkuschrauber und spann den Magnet so ein, dass der sich vor 
dem Sensor dreht. Dann solltest du einen schönen Sinus erhalten. Jede 
Abweichung von der Sinusfunktion ist eine Linearitätsabweichung.


Fabian schrieb:
> das ist ein Winkelsensor(Baureihe FRA4000)
Immer diese blöde Salamitaktik. Google sagt:
Es wurden keine mit Ihrer Suchanfrage - FRA4000 winkelsensor - 
übereinstimmenden Dokumente gefunden

Sag: welcher Hersteller, welcher Typ (genaue Nummer), welche Bauform...
Und: Am besten gleich ein Link aufs Datenblatt.

Autor: Fabian (Gast)
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ja stimmt das zeite Signale muss ich noch holen(Winkeländerung)
Der Sensor hat eine Ausgangsspannung von 0,25v bis 4,75 und eine 
Versorgungsspannung von 5V.
Kann ich die zwei werte(min:0,25v und max:4,75) festlegen? Im Moment 
wenn das Magnet drehe bekomme für links und rechtsanschlag die zwei 
Spannungen(links 0,25V, rechts:4,92V)

Wenn die Mitte-Stellung(also 0°-Stellung) ausrechnen wollte das ergibt 
eine Spannung von 2,25V (4,75-025)/2
Das heisst bei einer Spannung von ca 2,25V habe ich einen 0°-Winkel 
stimmt?

Ich habe folgendes überleget:

Das Magnet liegt auf einer welle. Ich möchte mit einem digitalen 
Servodie Welle ganz langsam drehen. Für die Steuerung des Servos kann 
ich einen Servotester kaufen. Mit dem Tester kann ich PWM-Signale zum 
Servo schiken und so kann der Servo die Welle in einem bestimmten 
Winkelbereich drehen(zum Beispiel: 0° bis 90°)
So kann ich die Versuche so oft durchführen(unter gleichen Bedingungen) 
wie ich will.
Ich möchte gerne wissen ob meine Überlegungen ok sind? und worauf muss 
ich noch aufpassen

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> Wenn die Mitte-Stellung(also 0°-Stellung) ausrechnen wollte das ergibt
> eine Spannung von 2,25V (4,75-025)/2
> Das heisst bei einer Spannung von ca 2,25V habe ich einen 0°-Winkel
> stimmt?
Nein, denn du wirst deinen Offest von 0,25V noch dazuaddieren müssen...
Zeichne dir das einfach mal auf und nimm ein Lineal, um die Mitte zu 
bestimmen.
  links             Mitte             rechts
  ..:.................:.................:  
  0 | . . 1 . . . 2 . | . 3 . . . 4 . . | 5  Volt
    0,25V            2,5V               4,75V  

Autor: Fabian (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Sag: welcher Hersteller, welcher Typ (genaue Nummer), welche Bauform...
> Und: Am besten gleich ein Link aufs Datenblatt.

Typ: Winkelsensor
Hersteller: novotechnik
Baureihe: RFA4000
Datenblatt: 
http://www.novotechnik.de/fileadmin/user_upload/no...

Autor: Dilettant (Gast)
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die Linearitätsabweichung misst man aber nicht mit einem Akkuschrauber!

Idealer Weise nimmt man einen Drehgeber der eine (reelle) Auflösung um 
den Faktor 10 größer hat als Dein Testsensor! - dann beide Signale 
gleichzeitig einlesen und gegenüberstellen!
Alles andere ist ungenau!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> und worauf muss ich noch aufpassen
Ein Oszilloskop ist nicht unbedingt das richtige Messgerät für deine 
Aufgabe.
Du brauchst ein Multimeter, einen Winkelmesser und ein Blatt kariertes 
Papier. Dann drehst du den Sensor auf verschiedene Positionen und liest 
die Sapnnung ab. Mit den Zahlen kannst du dann eine Kennlinie malen.

Dilettant schrieb:
> die Linearitätsabweichung misst man aber nicht mit einem Akkuschrauber!
Das weißt du jetzt. Aber hattest du den Wunsch davor gelesen:
>>> möchte ich jetzt gerne am Oszi die Linearität des Sensors zeigen

> Idealer Weise nimmt man einen Drehgeber der eine (reelle) Auflösung
> um den Faktor 10 größer hat als Dein Testsensor!
Er muß nicht nur um den Faktor 10 höher auflösen, sondern auch um den 
Faktor 10 genauer sein.

Autor: Dilettant (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
>Er muß nicht nur um den Faktor 10 höher auflösen, sondern auch um den
>Faktor 10 genauer sein.

ja da hast Du natürlich Recht! Das meinte ich auch mit der "reellen" 
Auflösung, ich habe mich wohl falsch ausgedrückt!

Autor: Fabian (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Dann drehst du den Sensor auf verschiedene Positionen und liest
> die Sapnnung ab. Mit den Zahlen kannst du dann eine Kennlinie malen.

der Sensor ist festgeschraubt. Ich kann das Magnet drehen und die 
Ausgangsspannug des Sensors messen.
Ich möchte das Oszi benutzen, weil ich die Linearität(winkel zu 
Spannung) des Sensors testen möchte.Das sollte eine Rampe sein
Mit dem Servtester kann ich den Servo so steuern bzw fahren lassen zum 
Beispiel von 0° bis 90°. So habe ich mir das vorgestellt

Autor: Fabian (Gast)
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im Anhang ist die wo das magnet liegt. Mit der Schraube kann ich die 
Position des Magnetes ändern.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Fabian schrieb:

> der Sensor ist festgeschraubt. Ich kann das Magnet drehen und die
> Ausgangsspannug des Sensors messen.
> Ich möchte das Oszi benutzen, weil ich die Linearität(winkel zu
> Spannung) des Sensors testen möchte.Das sollte eine Rampe sein
> Mit dem Servtester kann ich den Servo so steuern bzw fahren lassen zum
> Beispiel von 0° bis 90°. So habe ich mir das vorgestellt

Das setzt aber voraus, dass der Servo linear arbeitet!

Es ist verständlich, dass du das schöne Oszi benutzen willst.

Aber du brauchst ja zwei Signale für eine 2D Darstellung.

Eins für die Ablenkung in X Richtung und eins für die Ablenkung in Y 
Richtung. Die Y Ablenkung soll die Spannung aus deinem Sensor sein.

Aber was nimmst du für die X Richtung?

Eine einfache X Ablenkung ist mit der eingebauten Zeitablenkung des 
Oszis im Sekunden bis Mikrosekundenbereich möglich. Aber dabei musst du 
den Magneten auch innerhalb der eingestellten Zeit bewegen! Und die 
Bewegung sollte möglichst linear sein, wenn du die Linearität des 
Sensors beurteilen willst.

Eine solche zeitlich dynamische Messung ist IMHO wesentlich aufwändiger 
als der Vorschlag von Lothar.

Bei Lothars Verfahren (Prinzip Goniometer 
http://de.wikipedia.org/wiki/Goniometer) hast du alle Zeit der Welt, um 
die Position des Magneten so genau wie möglich einzustellen und dann die 
Messung zu machen.

Das Multimeter ist eventuell einfacher ablesbar als das Oszilloskop, 
aber du kannst auch den Signalpegel aus dem Oszilloskop auslesen.

Die Linearität der Winkelvorgabe dürfte besser als mit dem Servo sein, 
so dass du den Ergebnissen eher trauen kannst.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Nota Bene

Jedesmal wenn du 'das Magnet' schreibst, läuft es mir kalt den Rücken 
runter.
'der Servo' ist nicht ganz so schlimm, da ist es nur ein kühler 
Lufthauch.

der Magnet, das Servo

Autor: Fabian (Gast)
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so jetzt eine kleine Zusammenfassung:

ich werde mal ein Servo finden, bei dem man anhand der Pulsbreite den 
winkel ableiten kann. Das heisst zum Beispiel wenn ich eine Plusbreite 
von 1,5 ms entspricht 0°. Eine Pulsbreite von 1.6ms entspricht 5° zum 
Beispiel usw
Die Plusbreite werde ich dann mit dem Servotester einstellen.
Somit kann ich für jeden Winkel die enstprechende Spannungswert auslesen 
und am ende eine Kennlinie zeichnen. So muss ich keinen Winkelbereich 
mit dem hand zeichnen.Ich kann alle werte(winkel, Spannung in einer 
Tabelle aufnehmen und graphisch darstellen)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Fabian schrieb:
> Die Plusbreite werde ich dann mit dem Servotester einstellen.
> Somit kann ich für jeden Winkel die enstprechende Spannungswert auslesen
> und am ende eine Kennlinie zeichnen. So muss ich keinen Winkelbereich
> mit dem hand zeichnen.
Und hoffen, dass das Poti im Servo linearer ist als dein Sensor. Bei so 
einem Servo kommt es üblicherweise nicht aufs Grad an...

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Fabian schrieb:
> so jetzt eine kleine Zusammenfassung:
>
> ich werde mal ein Servo finden, bei dem man anhand der Pulsbreite den
> winkel ableiten kann. Das heisst zum Beispiel wenn ich eine Plusbreite
> von 1,5 ms entspricht 0°. Eine Pulsbreite von 1.6ms entspricht 5° zum
> Beispiel usw
> Die Plusbreite werde ich dann mit dem Servotester einstellen.
> Somit kann ich für jeden Winkel die enstprechende Spannungswert auslesen
> und am ende eine Kennlinie zeichnen. So muss ich keinen Winkelbereich
> mit dem hand zeichnen.Ich kann alle werte(winkel, Spannung in einer
> Tabelle aufnehmen und graphisch darstellen)

Kann es sein, dass du ein Freund komplizierter Lösungen bist?
Ich weiß nicht, ob es die noch gibt, aber früher gab es in jedem 
Papierwarengeschäft Winkelmesser aus Papier. Das ist einfach so ein 
Halbkreis mit einer Gradskala drauf. Den schiebst du unter deine 
Schraube auf den Tisch, tackerst ihn mit ein wenig Klebeband an den 
Tisch und schon kannst do von der Schraube ausgehend (vielleicht noch 
eine Nadel auf die Schraube kleben als Zeiger) auf dem Winkelmesser den 
Winkel ablesen. Dort wo die Achse ist muss man mit einer Schere einen 
kleinen Ausschnitt reinmachen, damit man den 0-Punkt des Winkelmessers 
in die Mitte der Drehachse bekommt, aber abgesehen davon dauert das 
keine 2 Minuten in der Vorbereitung, wenn du den Winkelmesser erst mal 
hast. Und selbst wenn es heute noch sein muss, ist es immer noch 
einfacher in einem kleinen Freeware-CAD Programm sich so einen 
Winkelmesser zu zeichnen und auszudrucken, als sich da irgendwelche 
Lösungen mit Servos zu überlegen. Heck, selbst mit einem ordinären 
Geodreieck und Zirkel hast du den Winkelmesser in weniger als einer 
halben Stunde mit der Hand selbst gezeichnet. 5° Auflösung werdens ja 
wohl tun, wenn es nur darum geht festzustellen, wie die Kennlinie 
aussieht.

Ein bischen Arbeitsaufwand ist dabei, aber alles in allem könntest du 
mit deiner Kennlinie schon längst fertig sein. Und das zu praktisch 0€ 
Kosten.

Autor: Fabian (Gast)
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Guten Morgen
Ich habe an Servo gedacht, weil ich die Schraube gleichmäßig drehen 
möchte und das erreiche ich net mit der Hand.
Karl heinz Buchegger schrieb:
> Dort wo die Achse ist muss man mit einer Schere einen
> kleinen Ausschnitt reinmachen, damit man den 0-Punkt des Winkelmessers
> in die Mitte der Drehachse bekommt

ja du hast Recht da komme ich schnell zum Ziel. ich werde mir einen 
Winkelmesser kaufen damit ich die erste Mesungen machen kann.
Kannst du mir bitte noch erklären wie ich die 0° Stellung bestimmen. 
Soll ich mich an das Magnet Stellung orientieren oder an der drehaxe(die 
Schraube)

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Fabian schrieb:

> Winkelmesser kaufen damit ich die erste Mesungen machen kann.
> Kannst du mir bitte noch erklären wie ich die 0° Stellung bestimmen.
> Soll ich mich an das Magnet Stellung orientieren oder an der drehaxe(die
> Schraube)

Ich würde mal sagen, entscheidend ist doch der Verdrehwinkel des 
Magneten zum Sensor.

Autor: Fabian (Gast)
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Laut Datenblatt ist die Ausgangsspannung des Sensors zwischen 0,25V und 
4,75V
und da wird keine Offset Spannung dazu addiert. Ich habe beim Hersteller 
nachgefragt. Die Ausgangsspannung des Sensors entspricht einen 
Winkelbereich von 0° bis 130° das heisst bei 0,25V entspricht einen 0°
Ich versuche jetzt den Magnet so zu drehen, dass ich beim 
Ausgangsspannung des Sensors eine 0,25V bekomme und so habe ich die 0° 
Gradstellung.
Leider ich messe 0,4V das ist 150mv mehr als die Spannung bei 0°

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Fabian schrieb:
> Laut Datenblatt ist die Ausgangsspannung des Sensors zwischen 0,25V und
> 4,75V

Und laut einem früheren Posting von dir hast du die ja auch erreicht

> Im Moment wenn das Magnet drehe bekomme für links und rechtsanschlag
> die zwei Spannungen(links 0,25V, rechts:4,92V)


> und da wird keine Offset Spannung dazu addiert.

Doch wird es.
Alternativ kannst du auch deine Berechnung richtig stellen. Läuft aufs 
gleiche hinaus.

Was ist die Mitte zwischen 50 und 100?
Ohne gross zu rechnen, weiß jeder, dass genau in der MItte zwischen 50 
und 100 die 75 liegen.

Mal sehen, ob das bei dir auch rauskommt

> Wenn die Mitte-Stellung(also 0°-Stellung) ausrechnen wollte das
> ergibt eine Spannung von 2,25V (4,75-025)/2

Dein Rechengang auf das Trivialbeispiel übertragen
     ( 100 - 50 ) / 2      ==>
     50 / 2                ==>
     25
25 ist aber nicht die Mitte zwischen 50 und 100.

Wenn du allerdings den unteren Wert, die 50 noch addierst, dann kommt es 
hin.

Alternativ hättest du auch rechnen können
   (Minimalwert + Maximalwert) / 2

oder im Beispiel:  50 + 100  macht 150, und die Hälfte davon macht 75


Zurück zum Offset. Die Formel lautet dann
      Mitte = Minimalwert + ( Maximalwert - Minimalwert) / 2
die Klammer auflösen
      Mitte = Min + Max/2 - Min/2
etwas umstellen
      Mitte = Min - Min/2 + Max/2
nun ist aber a - a/2 nichts anderes als a/2. Also lässt sich das 
vereinfachen zu
      Mitte = Min/2 + Max/2
Das Halbe herausheben
      Mitte = ( Min + Max ) / 2
und du landest wieder bei der eingangs erwähnten korrekten Formel.

> Ausgangsspannung des Sensors eine 0,25V bekomme und so habe ich die 0°
> Gradstellung.
> Leider ich messe 0,4V das ist 150mv mehr als die Spannung bei 0°

Du zäumst das Pferd falsch rum auf. Die 0 Stellung ist dadurch 
definiert, dass du 0.25V misst (ratiometrisch, d.h. die 
Versorgunsspannung muss 5V sein). Nicht anders rum: du suchst dir etwas 
aus, was du als 0 ansehen willst und versuchst dann 0.25V zu messen.
Dreh den Magneten durch. An der Stelle an der du 0.25V misst, ist 0. Per 
Definition!

Autor: Fabian (Gast)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> An der Stelle an der du 0.25V misst, ist 0. Per
> Definition!

das habe ich ja gemacht ich habe den Magnet um die Kreis gedreht und das 
Pegel am Oszi abgelesen. Der kleinste Spannungswert den ich auslesen 
konnte war die 400mV mit Schwankungen auf 200mV
Aber das ist mir ungenau.

Autor: Fabian (Gast)
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Hallo zusammen

ich möchte einen Winkelbereich zeichnen damit ich den Winkel vom Magnet 
ablesen kann.
Der sensor hat eine Auflösung von 12Bit(4096) und misst einen maximalen 
Winkel von 120°
Das heisst ich teile meinen Breich(0° bis 120°) durch 4096 und so 
bekomme die Auflösung von meinem Winkelbereich
ich möchte gerne wissen ob meine Gedanken richtig sind

Gruß
F.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Für den Sensor selber grundsätzlich richtig, wenn du das 0-120° Modell 
hast (R F A x x x x x 1 2 x x x x x x)

Bei der Gesamtauflösung eines Systems mit nachgeschalteter 
Analog-Digital-Wandlung (ADC) musst du berücksichtigen, wie du das 
analoge Sensorsignal (Spannung) digitalisierst. Wenn du das mit einem 
z.B. 10-Bit ADC in einem AVR machst, verringern das die Gesamtauflösung!

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Fabian schrieb:
> Hallo zusammen
>
> ich möchte einen Winkelbereich zeichnen damit ich den Winkel vom Magnet
> ablesen kann.
> Der sensor hat eine Auflösung von 12Bit(4096) und misst einen maximalen
> Winkel von 120°
> Das heisst ich teile meinen Breich(0° bis 120°) durch 4096 und so
> bekomme die Auflösung von meinem Winkelbereich
> ich möchte gerne wissen ob meine Gedanken richtig sind

Grundsätzlich ja.
Die Frage ist, ob du das so fein zeichnen kannst. Der 4096-te Teil von 
120° ist schon sehr winzig.

Ich würde mir einfach alle vollen Grad aufmalen, eventuell noch halbe 
Grad. Noch feiner würde ich nicht gehen, denn dann sieht man auf der 
Skala sowieso erst mal vor lauter Strichen nichts mehr. Ganz abgesehen 
davon, dass man ja keinen unendlich dünnen Zeiger bauen kann.
Und wenn ich das richtig im Kopf hab, bist du doch sowieso nur auf die 
Form der Kennlinie aus. Da reichen doch ganze Grad völlig aus. 
Kennlinien mahcen ja normalerweise keine wilden Sprünge auf der kleinen 
Skala.

Und ob die 0 bis 4096 im letzten bzw. vorletzten Bit nicht eher mehr 
Rauschen als tatsächliche Messwerte sind, ist mehr als fraglich. 
Auflösung und Genauigkeit ist nicht dasselbe. Klar kann ich mein 
Gartenthermometer auch auf 1/10000 Grad ablesen. Nur ist der Wert:
a) sinnlos, weil niemand die Nachmittagstemperatur so genau braucht
b) falsch, weil mein Thermometer gegenüber einem geeichten Thermometer
   sowieso schon ungefähr 1.5 Grad Abweichung hat.
Aber ablesen könnte ich so genau.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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> Laut Datenblatt ist die Ausgangsspannung des Sensors zwischen 0,25V
> und 4,75V...
> Leider ich messe 0,4V das ist 150mv mehr als die Spannung bei 0°

Dem Unterschied solltest du nachgehen. Es gibt verschiedene Ansätze 
dafür

1. 0,25V-4,75V ist ratiometrisch bezogen auf die Versorgungsspannung. 
D.h. der Bereich gilt in dieser Form nur bei einer bestimmten 
Versorgungsspannung. Bei niedriger Versorgungsspannung ist der Bereich 
enger und die Untergrenze ist niedriger. Umgekehrt bei höherer 
Versorgungsspannung.

2. Es gibt auch ein Modell mit anderem, ebenfalls ratiometrischem 
Sensorsignal. Dort geht es bei 0.5V los, und das wäre schon näher an 
0.4V... Um sicherzugehen die Modellnummer checken.

3. Haben dein Spannungsmesser (Was?) und der Sensor den gleichen 
Bezugspunkt (Masse, GND)?

4. Wie stabil ist die Versorgungsspannung?
> Der kleinste Spannungswert den ich auslesen konnte war die
> 400mV mit Schwankungen auf 200mV.

Das kommt mir heftig vor.

Autor: Fabian (Gast)
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Stefan B. schrieb:
> 0,25V-4,75V ist ratiometrisch bezogen auf die Versorgungsspannung.
ja so steht im Datenblatt. Die Versorgungspannung soll genau 5V sein

Bei der 0°-Stellung messe ich jetzt eine Spannung von 249,50mv also fast 
0,25V.

Zum Ablesen des Winkels habe ich letztes mal bei der Suche im Internet 
was gefunden und zwar ich kann eine Gray-Scheibe benutzen, die an der 
Welle festschrauben kann. Die Scheibe ist nach Gray-Code codiert und 
jeder biständerung entspricht eine Winkeländerung.
Das heisst ich kann eine 13Bit Auflösung an der Scheibe erstellen und 
bin dann ein Bit genauer als der Winkelsensor(12Bis Auflösung)
Ich glaube mit der Gray-Scheibe kann ich besser messen? nun jetzt musse 
ich rausfinden wie man so eine Scheibe fertigen kann? ob mann dann die 
Scheibe auch steueren kann?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Fabian schrieb:
> Das heisst ich kann eine 13Bit Auflösung an der Scheibe erstellen und
> bin dann ein Bit genauer als der Winkelsensor(12Bis Auflösung)
> Ich glaube mit der Gray-Scheibe kann ich besser messen? nun jetzt musse
> ich rausfinden wie man so eine Scheibe fertigen kann? ob mann dann die
> Scheibe auch steueren kann?

13 Bit = 8192  Da sieht man vor lauter Punkten nix mehr.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Was ist jetzt eigentlich das Ziel der ganzen Übung?

Vielleicht misverstehe ich das ja auch.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Fabian, ich denke du verrennst dich da in etwas.

Vielleicht hilft es einen Gang zurück zu schalten und zu beschreiben, 
was du überhaupt machen oder messen willst.

Ein Sensor, der dir grundsätzlich mit 0,03° Auflösung (d.h 10m Latte 5mm 
einseitig angehoben) messen kann. Was willst du da ändern?

Da macht es mehr Sinn sich zu fragen, mit welcher Auflösung du die 
Sensorspannung messen müsstest, um die Sensorauflösung auszunutzen:

Da muss das Multimeter so gut sein, dass nicht mal die mV Einerstelle 
wackelt!

> Bei der 0°-Stellung messe ich jetzt eine Spannung von 249,50mv also fast
> 0,25V.

Mit dieser Messung, wenn sie reproduzierbar ist, wäre ich hoch 
zufrieden.

Autor: Fabian (Gast)
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ziel ist zu untersuchen wann ist der Sensor nicht mehr linear ist.
Der Sensor liefert oder misst einen Winkel wenn er zentriert aufm magnet 
liegt und mit einer 5V versorgt wird.
es muss untersucht werden ab welchen Abstand vom Magnet misst der Sensor 
nicht mehr richtig. Dafür muss ich mir den Winkel vom aufgezeichneten 
Winkelbereich und die Ausgangsspannug vom Multimeter ab
Die Ausgangsspannung rechne ich zu einem Winkel um.
Somit kann ich eine Kennlinie (Winkel, Spannung) zeichnen, um 
festzustellen ob der Sensor seine Linearität behalten hat.

Stefan B. schrieb:
> Mit dieser Messung, wenn sie reproduzierbar ist, wäre ich hoch
> zufrieden.

Die Messung wird manuel durchgeführt

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Fabian schrieb:
> ziel ist zu untersuchen wann ist der Sensor nicht mehr linear ist.
> Der Sensor liefert oder misst einen Winkel wenn er zentriert aufm magnet
> liegt und mit einer 5V versorgt wird.
> es muss untersucht werden ab welchen Abstand vom Magnet misst der Sensor
> nicht mehr richtig. Dafür muss ich mir den Winkel vom aufgezeichneten
> Winkelbereich und die Ausgangsspannug vom Multimeter ab
> Die Ausgangsspannung rechne ich zu einem Winkel um.
> Somit kann ich eine Kennlinie (Winkel, Spannung) zeichnen, um
> festzustellen ob der Sensor seine Linearität behalten hat.

OK.
Fabian, ich denke du bist noch sehr jung. Vielleicht 14 oder 15. Da ist 
es normal, dass man zum Zahlenfetischisten wird.

Wenn du deinen Winkel tatsächlich so genau aufnehmen willst, dann musst 
du dich auch fragen: wie stelle ich das denn dar?
Du willst ein Diagramm zeichnen, das ist ok.
Aber kannst du wirklich mit Bleistift in einem Diagramm von vielleicht 
40 Zentimeter Kantenlänge und einem Wertebereich von 0 bis 120 Grad, 
einen Winkel auf 0.03 Grad genau einzeichnen? Das sind linear 
umgerechnet 9 Hunderstel Millimeter auf dem Diagramm! Ich denke nicht, 
dass du einen derart genauen Strich hinbringst, weder mit Bleistift, 
noch mit einem Drucker noch mit einem Plotter. Da ist doch schon der 
Strich dicker!

Es ist eine Sache, Messwerte mit einer waaaahnsinnigen Auflösung 
aufzuzeichnen. Es ist aber eine andere Sache, ob diese Werte überhaupt 
noch sinnvoll sind, für einen gegebenen Einsatzzweck.

Du versuchst und verzweifelst momentan daran, eine Auflösung 
hinzukriegen, die du gar nicht brauchst. Kein Mensch interessiert sich 
dafür, ob der Sensor jetzt 0.03 Grad mehr oder weniger anzeigt. Ganz 
abgesehen davon, dass du derart kleine Winkel ohne Mikrometer und Nonius 
gar nicht mehr von einer einigermassen handhabbaren Winkelskala ablesen 
kannst.
Von Nichtlinearität spricht man dann, wenn die Abweichung mit freiem 
Auge in einem Diagramm erkennbar ist und nicht wenn man ein Lineal an 
die Kurve anlegt und der Bleistiftstrich da unter dem Lineal kaum 
erkennbar einmal etwas mehr und einmal etwas weniger hervorlugt. Denn 
das wird er immer tun!


Du verrenst dich da in einen Zahlenfetischismus!

(Und ganz ehrlich: Wenn du bei mir in der Firma arbeiten würdest, hätte 
ich dich deswegen schon längt gefeuert. Du doktorst jetzt für etwas was 
in 2 Stunden leicht und ohne Stress zu erledigen ist, schon über eine 
Woche rum)

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Fabian schrieb:

> Die Messung wird manuel durchgeführt

Dann umso mehr Respekt für den Experimentator, wenn der das manuell 
reproduzierbar hinbekommt.

> es muss untersucht werden ab welchen Abstand vom Magnet misst der Sensor
> nicht mehr richtig.

Würde ich eine solche Konstruktion bauen

            / Latte
           /
          M
         /
        /
       /
      /
    #o#------c---------- z.B. Boden
   Sensor

Der Magnet kann auf der Latte verschoben werden (Abstandseinstellung). 
Die Länge der Latte würde ich an der gewünschten Auflösung festmachen. 
So etwa 10m wie oben angerissen wären IMHO praktikabel und notwendig.

Die Latte kann im Punkt (o) gedreht werden (Winkeleinstellung). Den 
Winkel kann man durch Bestimmung des Punkts c mit einem Lot und durch 
Messung des Abstandes o zu c mit einem Metermaß und dem Cosinus 
berechnen. Bei kleinen Winkeln ggf. Sinus

Den Magnet würde ich ebenfalls drehbar lagern und z.B. mit einer Schnur 
mit dem Drehpunkt o verbinden, so dass sich unabhängig vom Winkel der 
Latte immer automatisch eine zentrosymmetrische Ausrichtung ergibt.

Damit der Versuch auf andere Magnete übertragbar wird, musst du IMHO 
noch die Stärke des Messmagneten kennen bzw. messen. Die Abnahme des 
Feldes mit dem Abstand kann man dann berechnen. BTW. Steht zu dem 
Magneten nichts im Datenblatt des Sensors?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Stefan B. schrieb:

:-)

> So etwa 10m wie oben angerissen wären IMHO praktikabel und notwendig.


> Die Latte kann im Punkt (o) gedreht werden (Winkeleinstellung). Den
> Winkel kann man durch Bestimmung des Punkts c mit einem Lot und durch
> Messung des Abstandes o zu c mit einem Metermaß und dem Cosinus
> berechnen. Bei kleinen Winkeln ggf. Sinus

Und nicht vergessen:
Die Latte aus einer stabilen Stahlkonstruktion machen, damit sie auf 
keinen Fall durchbiegt. Das Lager extremst leichtgängig!


(Ich hab dich schon verstanden: Du stöst in dasselbe Horn wie ich. Seine 
Messung und vor allem die angestrebte Messgenauigkeit ist nicht mehr 
sinnvoll und auf keinen Fall mit Hausmitteln ereichbar. Von notwendig 
rede ich erst gar nicht)


Edit: Mist, Stahl geht nicht. Ist ja eine magnetische Messung.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Ich sehe gerade im Datenblatt (bei der Suche nach der Spezifikation der 
Magnetempfindlichkeit), dass der Arbeitsabstand für die genannten 
Positionsmagnete bei typ. 2-5mm liegt. Das sind ganz andere Dimensionen 
als in der Skizze oben. Jetzt geht es um Feinmechanik und Mikrometer 
statt um Grobmechanik und Millimeter.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Ich würde noch nicht einmal sagen, dass Fabian komplett nuts ist. Dafür 
kenne ich sein Projekt zu wenig. Kann ja sein, dass der Sensor auf 
Tauglichkeit in einem größeren Projekt oder einer Diplomarbeit evaluiert 
werden muss. Blöd (oder gut) ist, dass wir ohne Einsatzzweck prima 
spekulieren und vorschlagen können, was wir wollen. Was Fabian daraus 
macht, ist ja sein Ding.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Stefan B. schrieb:
> Ich sehe gerade im Datenblatt (bei der Suche nach der Spezifikation der
> Magnetempfindlichkeit), dass der Arbeitsabstand für die genannten
> Positionsmagnete bei typ. 2-5mm liegt. Das sind ganz andere Dimensionen
> als in der Skizze oben. Jetzt geht es um Feinmechanik und Mikrometer
> statt um Grobmechanik und Millimeter.

.... und Diagrammen, die auf DIN A0 bis DIN A-3 ausgeplottet werden 
müssen (also so 2 bis 3 Meter groß), damit man die Schritte des 
Winkelencoders das erste mal sieht.

:-)
Passt wie die Faust aufs Auge zu diesem Aufbau
Beitrag "Re: Ausgangssignal eines Sensors"


Vielleicht schaffst du es, ihm klarzumachen dass er sich da in etwas 
verrent, was niemand braucht um die Eingangsfragestellung zu 
beantworten.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Die Eingangsfragestellung ist IMHO längst beantwortet. Der elektrische 
Messaufbau ist korrigiert und die Angabe

> Bei der 0°-Stellung messe ich jetzt eine Spannung von 249,50mv also fast
> 0,25V.

zusammen mit dem Datenblatt zeigt mir, es jetzt funktioniert. Der Rest 
der Diskussion ist Spielerei, jedenfalls bei mir.

Autor: Fabian (Gast)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Aber kannst du wirklich mit Bleistift in einem Diagramm von vielleicht
> 40 Zentimeter Kantenlänge und einem Wertebereich von 0 bis 120 Grad,
> einen Winkel auf 0.03 Grad genau einzeichnen? Das sind linear
> umgerechnet 9 Hunderstel Millimeter auf dem Diagramm! Ich denke nicht,
> dass du einen derart genauen Strich hinbringst, weder mit Bleistift,
> noch mit einem Drucker noch mit einem Plotter. Da ist doch schon der
> Strich dicker!

also was den Winckelbereich angeht, das wird mit einem CAD-Programm 
erstellt natürlich kann ich das net mit Hand zeichen das geht absolut 
nicht.
Die Aufteilung geht in 5°-Schritte das sollte reichen.
der Multimeter den ich benutze hat eine Messgenauigkeit von 0,025% + 2 
Digit bei einem Messbereich von 300mV und 3V

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