Hallo ihr :] ich bin gerade dabei mir eine Art induktiven Wegaufnehmer auszudenken. Um eine Induktivitätsänderung festzustellen braucht man wahrscheinlich mal wieder eine Messbrücke (was anderes kenn ich nicht... :) - wenn ihr ne bessere Idee habt, sagts mir :] ) - nur muss diese hier natürlich wechselspannungsgespeist sein. Wie bekomme ich denn aus Gleichspannung eine Wechselspannung für so etwas her? Ein Wechselrichter (sowas wie des Ding fürs Auto) ist zu groß...gibts da noch irgendwelche anderen Möglichkeiten das in kleiner Bauweise zu machen - wenns geht auch noch billig :) ? Und wo ich schon am Fragen bin: Wie mach ich das denn, dass meine Messbrücke nur wenig Energie verbraucht (hab in einem Zweig 2 x 30mH spulen und im anderen 2 x 1k Widerstände geplant) Wenn da wenig Strom fließt, könnte man vielleicht ja auch als Spannungsquelle irgendeinen einen Frequenzgenerator bauen und dafür missbrauchen? Danke :)
> ne bessere Idee habt, sagts mir
Schwingkreis mit L als frequenzbestimmendes Bauteil aufbauen.
Dann brauchst du nur noch die Frequenz auszuwerten und zurückzurechnen.
:-)
Hey Floh hört sich cool an - aber gehts bissi genauer? Ich bin net so fit :] Wie werte ich das denn dann mit nem Microcontroller und Gleichspannung aus? Gleichspannung anlegen, dann wieder wegnehmen und dann den Verlauf der Spannung aufzeichnen und analysieren? Nach welchem Muster? :]
> Wie bekomme ich denn aus Gleichspannung > eine Wechselspannung für so etwas her? Mit einem Oszillator. Obwohl Rechteck es tun dürfte, sind Sinusgeneratoren zumindest dafür > Wie mach ich das denn, dass meine > Messbrücke nur wenig Energie verbraucht wohl besser geeignet. Da du nur eine konstante Frequenz brauchst, sind sie auch einfach aufzuabuen. Ein OpAmp tut es schon, du kannst es auch per uC und D/A-Konverter bauen (DDS). Kleine Spannungen und ein Gleichrichter der vom Oszillator scnchron geschaltet wird erlaubt es, eine störungsarme Schaltung aufzubauen. Ich hab hier irgendwo ein Datenblatt eines ICs (von Siemens? Irgendwas europäisches) der genau das tat: Induktive Positionsbestimmung anhand der induktiven Kopplung einer beweglichen Spuile in 2 feststehenden Spulen. Leider finde ich das in den tausenden von PDFs nicht mehr....
> Ein OpAmp tut es schon, du kannst es auch per > uC und D/A-Konverter bauen (DDS). Das mit dem uC und dem D/A Konverter geht mir noch ein :) Wie ich dafür einen OpAmp verwenden kann, weiß ich nicht. Was heißt des? :) > Kleine Spannungen und ein Gleichrichter der vom > Oszillator scnchron geschaltet wird erlaubt es, > eine störungsarme Schaltung aufzubauen das check ich jetzt dann gar nicht: Wieso ein Gleichrichter? Hat das nochwas mit dem OpAmp oder dem DDS zu tun? Bzw. was ist ein "vom Oszillator synchron geschalteter Gleichrichter" Hm, auf den ersten Blick hört sich das mit dem Schwingkreis fast leichter an. Das ist mehr eine Softwarefrage dann oder? Wie sind die denn die Verfahren "Wechselstrommessbrücke" vs "Abklingfunktion von einem Schwingkreis" im Vergleich zu bewerten?
aso, das Oszillator erzeugt ein Signal welches vom Op-Amp verstärkt wird, damit man die Brücke damit betreiben kann. Ok. bleibt die Frage nach dem Gleichrichter... :)
sorry, ich mein natürlich: Der Oszillator Habt ihr da irgendwelche Empfehlungen für einen halbwegs schönen Sinus? Kann man da eine bliebige Frequenz nehmen oder kommen dann die Op-Amps nicht mehr hinterher?
Hex Oschi schrieb: > AD630 heisst das Ding. Seufz - was soll das Teil genau bzw. grob machen? Ich check nix - Demodulator? :P
Ist der AD9833 ein brauchbarer Oszillator für sowas? Wahrscheinlich schon...dann muss ich das ganze noch verstärken..wie? Z.B. mit einem MAX477? Ich kann halt echt nur raten ;)
naja, ich seh grad: jeder OPV bei Farnell is da glaub ich dafür geeignet. Ich will ja keine Highspeed Sachen machen, sondern nur ein bisschen Wechselspannung :]
Basti schrieb: > Hallo ihr :] > > ich bin gerade dabei mir eine Art induktiven Wegaufnehmer auszudenken. Typischerweise baut man solche Wegaufnehmer als LVDT. Das Messprinzip ist seit mindestens 80 Jahren bekannt, sodas Du da kaum was neues entdecken wirst. Es gibt auch spezielle ICs zur Auswertung, die aber möglicherweise inzwischen obsolet sind. Gruss Harald
Jojo, schon klar dass das nichts Neues ist. Es gibt ja auch viele kommerzielle Systeme für diese Problemstellung. Hier soll es agber halt nur ein paar Euro kosten. Bei LVDTs braucht man mit Sicherheit auch eine Wechselspannung. Und die will ich nach wie vor haben :)
Basti schrieb: > Jojo, schon klar dass das nichts Neues ist. Es gibt ja auch viele > kommerzielle Systeme für diese Problemstellung. Hier soll es agber halt > nur ein paar Euro kosten. > Bei LVDTs braucht man mit Sicherheit auch eine Wechselspannung. Und die > will ich nach wie vor haben :) Ja, bei den ICs ist die Wechselspannungserzeugung mit drin. Ansonsten nimmt man einen einfachen Wienbrückenoszillator o.ä. Am Ausgang brauchst Du dann einen sog. Synchrongleichrichter. Wichtig ist die Gegentaktschaltung des Sensors, da sich so Fehler grösstenteils ausmitteln. Beim Selbstbau des Sensors ist eine sehr sorgfältige Lagenwicklung nötig, da sonst der Fehler unkalkulierbar wird. Gruss Harald
Basti schrieb: > Bei LVDTs braucht man mit Sicherheit auch eine Wechselspannung. Und die > will ich nach wie vor haben :) Dann macht dir doch einen Sinus. Fuer sowas nimmt man einen Wien-Generator http://www.elektroniktutor.de/signale/wien_osz.html 5KHz sollte fuer dich aussreichend sein dann haben deine 30mH rund 942 Ohm Impedanz. Damit speisst du deine Bruecke und misst die Brueckenspannung. Die kann man jetzt mit einem Aktiven Gleichrichter oder einem Syncrongleichrichter messen. Der Syncrongleichrichter hat den Vorteil das Stoerungen besser unterdrueckt werden. Vergiss das mit der Messspule und einen Kondensator einen LC-Oszillator zu bauen und die Frequenz zu messen. Die Frequenz aendert sich mit sqrt(L*C) in dem Fall und du muesstes das wieder korrigieren.
Harald Wilhelms schrieb: > Ja, bei den ICs ist die Wechselspannungserzeugung mit drin. Bei welchen ICs jetzt? (sorry für die blöde Frage, aber ich such halt einen, der mit geringem Schaltungsaufwand das gewünschet Ergebnis liefert und noch dazu noch hergestellt wird) Ich hatte ja den hier vorgeschlagen: AD9833 - der kann eben auch Sinussförmige Signale erzeugen. Gegentaktschaltung? Gibt es da einen Link zu einer Schaltung? Danke jedenfall schonmal - langsam weiß ich in welche Richtung es geht..auch wenn ich wie ihr seht trotzdem wenig weiß :)
Basti schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: >> Ja, bei den ICs ist die Wechselspannungserzeugung mit drin. > > Bei welchen ICs jetzt? In den von mir erwähnten Spezial-ICs zur LVDT-Auswertung. Da ich mich das letzte Mal vor über 20 Jahren damit beschäftigt habe, weiss ich die Typenbezeichnung nicht mehr. > AD9833 - der kann eben auch Sinussförmige Signale erzeugen. Der ist für die Erzeugung einer einzelnen Sinusspannung viel zu aufwändig. Das ginge sogar mit eiem 1-Transistor- Phasenschieberoszollator. > Gegentaktschaltung? Gibt es da einen Link zu einer Schaltung? Gemeint ist damit, das Dein Sensor bei Bewegung die Induktivität der einen Spule verringert und die der anderen vergrössert. Wenn man Dann beide Spulen in Reihe schaltet, bekommt man am Verbindungspunkt eine veränderliche Spannung, die von der Temperatur und anderen Störgrössen weitgehend unabhängig ist. > Danke jedenfall schonmal - langsam weiß ich in welche Richtung es > geht..auch wenn ich wie ihr seht trotzdem wenig weiß :) Hast Du denn schon mal nach LVDT gegoogelt? Es gibt da jede Menge Infos. Gruss Harald
> Bei welchen ICs jetzt? AD598/698 Mit einzelnen Bauteilen bist du noch zu weit vom Ziel entfernt, du weisst nicht mal ansatzweise wie man Elektronik entwickelt oder Google bedient. http://www.national.com/an/AN/AN-263.pdf
MaWin schrieb: >> Bei welchen ICs jetzt? > > AD598/698 Obs die wohl noch irgendwo zu kaufen gibt? Als ich das erste mal mit solchen Trägerfrequenzverstärkern konfrontiert wurde, hat man dafür noch so ca. 6 Röhren gebraucht... Gruss Harald
Wenn man ohnehin einen µC zur Auswertung nimmt, könnte man den AD-Wandler auch die Wechselspannung messen lassen und die phasenrichtige Gleichrichtung in Software machen. Den Sinus erzeugt dann logischerweise auch der µC, am einfachsten wohl erst als Rechteck und dann ein Tiefpass oder Bandpass dahinter um was Sinus ähnliches zu bekommen. Eine Bregrenzung ist aber, dass die Frequenz nicht zu hoch (d.h. über etwa 1/3 der Abtastrate des ADs) sein darf. Die Alternative mit dem LC Oszillator ist aber auch nicht zu verachten. Frequenzen kann so ein µC gut und mit hoher Auflösung messen.
Harald Wilhelms schrieb: > MaWin schrieb: >>> Bei welchen ICs jetzt? >> >> AD598/698 > > Obs die wohl noch irgendwo zu kaufen gibt? Als ich das erste mal > mit solchen Trägerfrequenzverstärkern konfrontiert wurde, hat > man dafür noch so ca. 6 Röhren gebraucht... > Gruss > Harald http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?rohs=1&KeyWords=AD598 Echt COOLER Preis! Zum Electronic abgewöhnen! Grüße Michelle
ok, erstmal Danke euch allen. Ihr seid einfach viel schlauer als ich - und das ist das Problem, weil ich dann oft nicht mehr folgen kann :) MaWin schrieb: > Mit einzelnen Bauteilen bist du noch zu weit vom Ziel entfernt, > du weisst nicht mal ansatzweise wie man Elektronik entwickelt > oder Google bedient. Elektronik entwickeln kann ich nicht - das weiß ich selber :) Ich würde aber dennoch gerne eine einfache Schaltung bauen - und da ich dass nicht kann möglichst viele ICs verwenden. Ich dachte halt, dass die Sache an sich nicht allzu schwer ist :] - was sie ja sicherlich nicht ist... Harald Wilhelms schrieb: > Der ist für die Erzeugung einer einzelnen Sinusspannung > viel zu aufwändig. Das ginge sogar mit eiem 1-Transistor- > Phasenschieberoszollator. Ok, ich bin einfach zu unerfahren für sowas. Ich such bei Farnell / Conrad nach Phasenschieberoszillator und find nix bzw. man findet viele Oszillatoren, die aber alle mehr etwas in Richtung Rechteckspannung erzeugen. Und bei google findet man irgendwelche Schaltungen dafür. Wie geht ihr vor, wenn ihr so ein Ding direkt als IC haben wollt (oder wisst ihr einfach wie die heißen?) Oder gehts hier darum einfach einen x-beliebigen dieser "rechteckartigen" Oscs zu verwenden und dann ein Tiefpassfilter danach reinzusetzen? (Was Ulrich ja gerade erwähnt hat, wenn man die Wechselspannung direkt mit dem uC machen würde) Was würde eigentlich passieren wenn rechteckförmige anstatt sinusförmige Spannung durch Spulen fließt?
Basti schrieb: > Ok, ich bin einfach zu unerfahren für sowas. Ich such bei Farnell / > Conrad nach Phasenschieberoszillator und find nix bzw. man findet viele > Oszillatoren, die aber alle mehr etwas in Richtung Rechteckspannung > erzeugen. So etwas gibts auch nicht fertig, sondern bestenfalls als Bausatz. > Und bei google findet man irgendwelche Schaltungen dafür. Wie > geht ihr vor, wenn ihr so ein Ding direkt als IC haben wollt. Da solche Oszillatoren nur einen einzigen Transistor benötigen, gibts da auch kein IC dafür. Wenn Du schon mit einer so einfachen Schaltung Probleme hast, solltest Du Dir ein einfacheres Projekt suchen, z.B. Blinker mit LED. :-) > Oder gehts hier darum einfach einen x-beliebigen dieser > "rechteckartigen" Oscs zu verwenden und dann ein Tiefpassfilter danach > reinzusetzen? Das geht auch, ist aber wesentlich aufwändiger. Traust Du es Dir denn zu, ein mehrpoliges Tiefpassfilter zu entwerfen? > Was würde eigentlich passieren wenn rechteckförmige anstatt sinusförmige > Spannung durch Spulen fließt? Das kannst Du ja ausprobieren. Sicherlich wirst Du so wesentlich mehr Fehler haben. Gruss Harald
Ist dir ein Phasenschieberoszillator wirklich zu schwierig? Eine Wienbrücke hat noch weniger Bauteile: Beitrag "Ultrapure Sinus Wave Generator" Wenn dir ein Oszillator mit einem einzigen aktiven Bauelement lieber ist, such mal nach "Clapp-Oszillator", hat den Vorteil, dass du die Schaltung entweder als Generator für deine Brücke verwenden kannst oder deine Messspule einbauen kannst und dann durch Frequenzmessung auf deinen Abstand kommst. Und wenn du vorher noch herumspielen willst, schau dir mal das Tool "LTspice" an.
Ein LVDT ist moeglicherweise etwas anspruchsvoll als Anfangsprojekt. Und billig ist nichts. Als Profi schaetze ich die Entwicklungskosten fuer so ein Projekt bei den einstelligen Tausendern.
Basti schrieb: > Was würde eigentlich passieren wenn rechteckförmige anstatt sinusförmige > Spannung durch Spulen fließt? Fließen tut da nur der Strom. Und um rechteckigen Strom durch eine Spule fließen zu lassen, muß man schon mehr Aufwand treiben. Freiwillig läßt die das alleine durch Anlegen einer Spannung nicht mit sich machen. ;-)
Angehängte Dateien:
-
Demodulator.gif
12 KB
Ich habe gerade die Auswerteschaltung eines induktiven Wegaufnehmers analysiert, mit dem auf 1/100mm genau gemessen wird. Vielleicht hilft dir die Schaltung weiter (siehe Anlage). Der Sensor ist ein Standard-Wegaufnehmer von TWK. Er braucht typisch 10kHz, 10Veff und 10mA. Der Oszi-Ausgang wird über einen Ringkernübertrager auf die 10Veff gebracht und beseitigt auch die Probleme mit dem Massebezug. Der Demodulator erzeugt am Ausgang für den Weg 0 die Gleichspannung 0 Volt, da sich die Spannungen nach der Gleichrichtung genau aufheben. Das Gleichspannungs-Ausgangssignal ist ein Maß für den Weg. Nach einem RC-Glied für die Glättung und einem OP für Verstärkung und Nullpunktverschiebung steht das Wegsignal zur Verfügung. Oszi mit Demodulator gebt es auch fertig von TWK (z.B. OA-10) aber ich denke, der Nachbau sollte keine Probleme bereiten.
>> Ok, ich bin einfach zu unerfahren für sowas. Ich such bei Farnell / >> Conrad nach Phasenschieberoszillator und find nix bzw. man findet viele >> Oszillatoren, die aber alle mehr etwas in Richtung Rechteckspannung >> erzeugen. > > So etwas gibts auch nicht fertig, sondern bestenfalls als Bausatz. naja ich dachte wie gesagt, dass dieses (für die anwendung anscheinend oversized) Ding das macht: http://www.mikrocontroller.net/part/AD9833 kostet 8 Euro > Da solche Oszillatoren nur einen einzigen Transistor benötigen, > gibts da auch kein IC dafür. ok, welcher von den vieren ist der coolste? :P http://www.hobby-bastelecke.de/grundschaltungen/oszillatoren_phasenschieber.htm > Wenn Du schon mit einer so einfachen > Schaltung Probleme hast, solltest Du Dir ein einfacheres Projekt > suchen, z.B. Blinker mit LED. :-) hihi :] - wenn es nur um das Schaltungen bauen geht, hab ich ansich kein Problem - es wäre halt nur cool, wenn es dann auch geht :] vom Verständnis her (also was die Schaltugen machen und warum) hapert es aber wirklich sehr sehr. Buchtipp? :) > Das geht auch, ist aber wesentlich aufwändiger. Traust Du es Dir denn > zu, ein mehrpoliges Tiefpassfilter zu entwerfen? Nein ;) > Ist dir ein Phasenschieberoszillator wirklich zu schwierig? nein, nein - alles cool :) - sagt mir einfach nur welchen und ich bau ihn :] >> Was würde eigentlich passieren wenn rechteckförmige anstatt sinusförmige >> Spannung durch Spulen fließt? > > Fließen tut da nur der Strom. peinlich, sorry (das der Strom das ist was fließt ,wusste ich wirklich ;) ) > Und um rechteckigen Strom durch eine Spule > fließen zu lassen, muß man schon mehr Aufwand treiben. Freiwillig läßt > die das alleine durch Anlegen einer Spannung nicht mit sich machen. > ;-) ok - das hätte ich jetzt nicht gedacht...dachte halt, dass man dann vielleicht einfach nur mit einem Verzerrungsfaktor rechnet und es trotzdem klappt... > Vielleicht hilft > dir die Schaltung weiter (siehe Anlage). Was ist der sinn von der gestrichelten Linie? Ist das eine Detail-Ansicht? Hierbei ist keine Messbrücke beteiligt, oder?
Eine Rechteckförmige Spannung ist für so eine Brücke nicht ideal, aber auch noch keine Katastrophe. Durch die Oberwellen können ungewollte Resonanzen angeregt werden und so eine zusätzlichen Fehler verursachen. Es muss aber kein perfekter Sinus sein, ein einfacher passiver Filter 1. oder 2. Ordnung sollte schon reichen, damit die Fehler nicht so schlimm werden. So ein Filter ist vom Aufwand vergleichbar mit einem einfachen Sinusgenerator (Phasenschieber oder Wien Brücke) - aber man hat so auch gleich eine Stabile Amplitude und das Rechtecksignal dazu für eine phasenstarre Gleichrichtung. Die gestrichelte Linie in der Zeichnung soll einen gemeinsamen Kern andeuten. Die beiden Spulen bilden also einen Transformator.
Zum Sinus-Oszillator: Ich würde einfach einen fertigen integrierten Sinus-Oszillator-Chip nehmen. Z.B. den XR2206 (2,45€). Für eine feste Frequenz sind nur ca. 6 externe Bauteile nötig. Dahinter ein Leistungsverstärker für die notwendige Spannung und Strom. Z.B. einen Audio-Stereo-Verstärker in Gegentaktschaltung.
Hermann schrieb: > Zum Sinus-Oszillator: > Ich würde einfach einen fertigen integrierten Sinus-Oszillator-Chip > nehmen. > Z.B. den XR2206 (2,45€). Für eine feste Frequenz sind nur ca. 6 externe > Bauteile nötig. Dahinter ein Leistungsverstärker für die notwendige > Spannung und Strom. Z.B. einen Audio-Stereo-Verstärker in > Gegentaktschaltung. Solch ein IC braucht mindestens genausoviel Bauteile wie ein Phasenschieberoszillator. Gruss Harald
Hermann schrieb: > Zum Sinus-Oszillator: > Ich würde einfach einen fertigen integrierten Sinus-Oszillator-Chip > nehmen. > Z.B. den XR2206 (2,45€). Für eine feste Frequenz sind nur ca. 6 externe > Bauteile nötig. Dahinter ein Leistungsverstärker für die notwendige > Spannung und Strom. Z.B. einen Audio-Stereo-Verstärker in > Gegentaktschaltung. Super und danke!! Meinst du z.B. einen TL072 ?
Basti schrieb: > Super und danke!! Meinst du z.B. einen TL072 ? Vom Prinzip ja, aber der TL072 ist ein normaler OP und die Leistung wird wohl nicht reichen, das kommt auf deinen induktiven Wegaufnehmer an. Gedacht habe ich an einen Leistungsverstärker. Im Audio-Bereich gibt es die reichlich. Sie haben oft getrennte + und - Eingänge und können wie ein OP eingesetzt werden, die Stereo-Verstärker haben dann 2 OP, die man für höhere Leistung als Gegentakt zusammenschalten kann oder man nimmt einen BTL-Mono-Verstärker, der hat den Gegentaktausgang schon eingebaut (für Lautsprecher ohne Kondensator und doppelte Ausgangsspannung). Die gibt es für alle Leistungsbereiche. Wenn du einen 10Veff,10mA Aufnehmer hast, reichen die Verstärker, die für Kopfhörer in portablen Geräten vorgesehen sind, z.B. MC34119, TDA8559, TDA7052, TEA2025, ... Vielleicht reicht auch ein einfacher Mono-Verstärker. Die Spannungsverstärkung kann der Übertrager machen, der wegen Massebezug zum Demodulator sowieso erforderlich ist. Basti schrieb: > Hierbei ist keine Messbrücke beteiligt, oder? Im Prinzip ist das schon eine Messbrücke, nur raffiniert beschaltet, so dass am Ausgang gleich das gleichgerichtete Differenzsignal heraus kommt.
Hermann schrieb: > und die Leistung wird > wohl nicht reichen, das kommt auf deinen induktiven Wegaufnehmer an. Aha, ok mal kucken...die mir vorschwebende Messbrücke benötigt (wenn ich mich nicht verrechnet habe) 63 mW bei 5 Volt Speisespannung. Hm und der TL072 hat einen Ausgangsstrom von typ. 1,4 mA. D. h. man kriegt das nicht hin... Mit 10mA (also 50mW) kriegt man das auch nicht hin - also klappt es mit den Kopfhörerverstärken wohl anscheinend gerade so nicht. Der OPA544 ist dagegen dann schon wieder oversized Wie wärs mit einem LM6181 ?
Angehängte Dateien:
-
oszillator.png
4,3 KB
Basti schrieb: > Aha, ok mal kucken...die mir vorschwebende Messbrücke benötigt (wenn ich > mich nicht verrechnet habe) 63 mW bei 5 Volt Speisespannung. Macht 12.6mA eff b.z.w. 17.7mA Spitze > Hm und der TL072 hat einen Ausgangsstrom von typ. 1,4 mA. Das ist der typische Versorgungsstrom ohne Last. Also das was er selber braucht. > D. h. man kriegt das nicht hin... Doch! Bei 400 Ohm Impedanz kann er mit +-15V Versorgung noch bis zu knapp 9Vss treiben. Man kann aber auch 2 Transistoren an dem OP schalten um eine kleinere ohmische Last treiben zu koennen. Im Beispiel 10KHz Oszillator der deine 400 Ohm Last treiben kann. Die Amplitude kannst du mit dem Poti einstellen.
Helmut Lenzen schrieb: > Basti schrieb: >> Aha, ok mal kucken...die mir vorschwebende Messbrücke benötigt (wenn ich >> mich nicht verrechnet habe) 63 mW bei 5 Volt Speisespannung. > > Macht 12.6mA eff b.z.w. 17.7mA Spitze > >> Hm und der TL072 hat einen Ausgangsstrom von typ. 1,4 mA. > > Das ist der typische Versorgungsstrom ohne Last. Also das was er selber > braucht. > >> D. h. man kriegt das nicht hin... > > Doch! > > Bei 400 Ohm Impedanz kann er mit +-15V Versorgung noch bis zu knapp 9Vss > treiben. > > Man kann aber auch 2 Transistoren an dem OP schalten um eine kleinere > ohmische Last treiben zu koennen. > > Im Beispiel 10KHz Oszillator der deine 400 Ohm Last treiben kann. > Die Amplitude kannst du mit dem Poti einstellen. Sieht irgendwie nach Wienbrücke aus. :-) Ist da die "Regelung" durch die zwei Dioden genau genug, um einen einigermassen niedrigen Klirr- Faktor hinzukriegen? Die "historischen" Schaltungen mit Glühlampe gefielen mir da irgendwie besser... Gruss Harald
Angehängte Dateien:
-
sinus.gif
10 KB
@Harald Hier fuer dich ein Bildchen. Harald Wilhelms schrieb: > Sieht irgendwie nach Wienbrücke aus. :-) Ist ein Wiengenerator. > Ist da die "Regelung" durch > die zwei Dioden genau genug, um einen einigermassen niedrigen Klirr- > Faktor hinzukriegen? Fuer diese Anwendung sollte der Klirrfaktor klein genug sein. > Die "historischen" Schaltungen mit Glühlampe > gefielen mir da irgendwie besser... Da wurden 2 Leute mit Steinreich. Die Amplitudenbegrenzung geht mit den 2 Dioden. Die Wienbruecke hat ja bekanntlich 1/3 Amplitudendaempfung die der OP wieder verstaerken muss. Also legt man die Verstaerkung mit leitenden Dioden mit Va = (R4+R6)/R3 + 1 < 3 aus und die ohne Dioden Vb = (R4+R5+R6)/R3 + 1 > 3 aus. Mit dem Poti R6 kann man dann die Amplitude einstellen.
Die kleinen Transistoren kann man sich sparen wenn man einen OP mit etwas mehr Leistung nicht, z.B. L272 , TCA0372, L165. Etwas abgewandelt geht es auch mit einem billigen Audio Verstärker wie LM380, TDA2003, TBA820. Der Klirrfaktor ist hier nicht wesentlich, auch 20 % oder so sollten noch kein Problem sein, so lange die hohen harmonischen nicht zu groß werden. Eher ist die Amplitudenstabilisierung mit den Dioden wegen der nicht so guten Temperaturstabilität ein Problem. Einfach das Klipping am Ausgang, also ohne die Dioden könnte da besser sein.
Helmut Lenzen schrieb: > @Harald > > Hier fuer dich ein Bildchen. > > Harald Wilhelms schrieb: >> Sieht irgendwie nach Wienbrücke aus. :-) > > Ist ein Wiengenerator. > >> Ist da die "Regelung" durch >> die zwei Dioden genau genug, um einen einigermassen niedrigen Klirr- >> Faktor hinzukriegen? > > Fuer diese Anwendung sollte der Klirrfaktor klein genug sein. Doch, Dein Bildchen hat mich überzeugt. :-) Ich hätte eine stärkere Abplattung erwartet. Ich denke allerdings, ähnlich wie Ulrich, eine Verwendung eines etwas leistungsstärkeren OPVs könnte die Schaltung weiter vereinfachen. Der TDA 2030 z.B. wurde sogar in spezieller Sortierung als OPV verkauft. Allerdings benötigt dieser ohne zusätzliche Kompensation eine Mindest- Verstärkung von 10. Ähnliche Probleme könnten auch andere ICs auf der Liste von Ulrich haben. Gruss Harald PS: Eigentlich ist ja ein passender Oszillator das kleinste Problem. Die Dimensionierung eines genauen Synchrongleich- richters halte ich für wesentlich schwieriger. Deshalb ja auch mein anfänglicher Vorschlag (im anderen Thread) zur Verwendung eines kompletten Trägerfrequenzverstärker-ICs. Der Preis von ca. 40 EUR dafür ist zwar deftig, aber wenn man die ganzen Stunden an Entwicklungszeit rechnet, ist das sicherlich teurer. Ich habe übrigens vor ca 40 Jahren auch so einen Wegaufnehmer gebaut und vermessen. Ich war damals erstaunt, wie empfindlich dieser Aufnehmer war. (Messbereich: einige mm; Auflösung: Bruchteile eines um)
Harald Wilhelms schrieb: > Doch, Dein Bildchen hat mich überzeugt. :-) Danke. Man sieht zwar auf dem Skope die Uebernahmeverzerrung der Endstufe. Die buegelt der OP aber auf sehr kleine Werte runter. Fuer einen Wegaufnehmer sollte das aber OK sein. Fuer einen klirrarmen Signalgenerator habe das schon mal anders geloest. > Ich hätte eine > stärkere Abplattung erwartet. Ich denke allerdings, ähnlich wie > Ulrich, eine Verwendung eines etwas leistungsstärkeren OPVs > könnte die Schaltung weiter vereinfachen. Der TDA 2030 z.B. > wurde sogar in spezieller Sortierung als OPV verkauft. Naja. Der TL072 ist spottbillig und 2 Transistoren kosten auch nicht die Welt. Kann man sich jetzt drum streiten. > Allerdings > benötigt dieser ohne zusätzliche Kompensation eine Mindest- > Verstärkung von 10. Ähnliche Probleme könnten auch andere ICs > auf der Liste von Ulrich haben. Das ist aber jetzt ein Problem. Die Verstaerkung muss 3 betragen. Damit koennte der TDA anfangen wild zu schwingen. > PS: Eigentlich ist ja ein passender Oszillator das kleinste > Problem. Meine ich auch. Aber nach 38 Beitraegen sind wir immer noch nicht weiter :-) > Die Dimensionierung eines genauen Synchrongleich- > richters halte ich für wesentlich schwieriger. Ist zwar auch nicht so viel komplizierter (fuer uns zumindest). Koennte aber fuer Basti schon ein Problem darstellen. > Deshalb ja > auch mein anfänglicher Vorschlag (im anderen Thread) zur > Verwendung eines kompletten Trägerfrequenzverstärker-ICs. > Der Preis von ca. 40 EUR dafür ist zwar deftig, aber wenn man > die ganzen Stunden an Entwicklungszeit rechnet, ist das > sicherlich teurer. Waere fuer Basti sicher eine ueberlegung wert. > Ich habe übrigens vor ca 40 Jahren auch > so einen Wegaufnehmer gebaut und vermessen. Ich war damals > erstaunt, wie empfindlich dieser Aufnehmer war. (Messbereich: > einige mm; Auflösung: Bruchteile eines um) Jetzt hast du aber fast deine Alter verraten :-) Ich kenne die Teile auch von frueher. (fast aehnliches Alter) Gruss Helmut
Helmut Lenzen schrieb: >> Ich habe übrigens vor ca 40 Jahren auch >> so einen Wegaufnehmer gebaut und vermessen. Ich war damals >> erstaunt, wie empfindlich dieser Aufnehmer war. (Messbereich: >> einige mm; Auflösung: Bruchteile eines um) > > Jetzt hast du aber fast deine Alter verraten :-) > > Ich kenne die Teile auch von frueher. (fast aehnliches Alter) Ja, damals war ich noch jung und hübsch. Jetzt bin ich nur noch "und". Wir haben diese induktiven Wegaufnehmer damals zur Rauheitsmessung benutzt. Da die ersten Rauheitsmessgeräte m.W. in den dreissiger Jahren herauskamen, sind solche TF-Verstärker vermutlich ähnlich alt. So zwischen 1965 und 1970 kam übrigens die Umstellung von Röhren- auf Transistorverstärker. Gruss Harald
Und wieder mal ein großes Danke an euch alle! Ich hab mir jetzt mal PSPICE und ein Buch dazu besorgt...und ein Buch über analoge Schaltungen. Besorgen ist allerdings noch nicht gleich gelesen und erst recht nicht verstanden. Aber ich geb die Hoffnung nicht auf :) Helmut Lenzen schrieb: > Im Beispiel 10KHz Oszillator der deine 400 Ohm Last treiben kann. > Die Amplitude kannst du mit dem Poti einstellen. Danke, das schaut für mich baubar aus :) Helmut Lenzen schrieb: >> PS: Eigentlich ist ja ein passender Oszillator das kleinste >> Problem. > > Meine ich auch. Aber nach 38 Beitraegen sind wir immer noch nicht weiter > :-) Was soll ich dazu sagen ;) Helmut Lenzen schrieb: >> Die Dimensionierung eines genauen Synchrongleich- >> richters halte ich für wesentlich schwieriger. > > Ist zwar auch nicht so viel komplizierter (fuer uns zumindest). Koennte > aber fuer Basti schon ein Problem darstellen. Dazu kann ich nur "mit Sicherheit" sagen :D So, jetzt habe ich mir gerade mal das hier durchgelesen: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/syncrec.htm Ich hab sogar bissi was verstanden :). Als die dann die Schalterrealisierung über einen JFET beschreiben, bin ich aber ausgestiegen :) - naja auch nicht so wichtig Jedenfalls würde ich gerne die langsame Variante in Bild 6 nehmen. Dazu ist aber die Oszillator-Schaltung von Harald mit 10 kHz zu schnell. Konkrete Frage: Wie kann ich die Frequenz in Haralds-Schaltung auf 500 Hz reduzieren? Welche Bauteile steuern das? Oder fang ich mir bei langsamerer Frequenz wieder andere Nachteile ein? Auf den ersten Blick würd ich sagen, langsamer ist besser, weil ich danach mit einem ADU langsamer abtasten kann.. Nach dem Synchron-Gleichrichter bräuchte ich dann noch einen OP-Amp zur Verstärkung des Signals für den ADU. Ich möchte gerne Spannungsänderungen im Bereich von 0,1 mV auflösen können. Ich erwarte zwar Änderungen im Bereich von 1 mV, aber nur für den Fall, dass irgendwie die Sensitivität von meinem induktiven Wegaufnehmer falsch berechnet ist bzw. stark abweicht ... Naja, die Auflösung vom 10 bit ADU ist 3mv bei ner Referenzspannung von 5 V - ich bräuchte also nach dem Synchrongleichrichter noch nen OP-amp mit ner Verstärkung von 30. Würdet ihr das auch so sehen?
äh, dieser Signal-Verstärker mit Verstärkungsfaktor 30 sollte vermutlich vor den Synchron-Gleichrichter.. :]
Als Synchrongleichrichter empfiehlt sich ein AD630, welcher ein LVDT auch in den Appnotes drin hat. Alternativ kann man auch was selbst bauen mit Analogschaltern, OpAmps und dergl.
Basti schrieb: > Oder fang ich mir bei langsamerer Frequenz wieder andere Nachteile ein? Ja. Dein induktiver Widerstand wird dabei aber immer kleiner -> hoehere Strom durch deinen Sensor. XL = 2 PI f *L Kannst ja mal ausrechnen. > Auf den ersten Blick würd ich sagen, langsamer ist besser, weil ich > danach mit einem ADU langsamer abtasten kann.. Da du ja gleichrichtest kann der ADC so lahm sein wie er will. Er tastet ja nicht die Kurvenform des Sinus ab.
Hex Oschi schrieb: > Als Synchrongleichrichter empfiehlt sich ein AD630, welcher ein LVDT > auch in den Appnotes drin hat. Alternativ kann man auch was selbst bauen > mit Analogschaltern, OpAmps und dergl. Das IC dürfte den Aufbau des Synchrongleichrichters stark vereinfachen. Vermutlich ist es aber genauso obsolet wie das IC AD598. Gruss Harald
Zumindest bei Digikey ist der AD630 noch lieferbar. Ist eigentlich der Standardbaustein fuer kleiner als 1MHz Lock-ins, die kompakt sein sollen. Die anderen Ansaetze sind komplexer und/oder abgehobener.
Basti schrieb: > Wie kann ich die Frequenz in Haralds-Schaltung auf 500 Hz reduzieren? > Welche Bauteile steuern das? Sorry, ich habe natürlich nicht Harald sondern Helmut gemeint. Also ich mein die schöne Oszillatorschaltung Oszillator.png von Helmut > Ja. Dein induktiver Widerstand wird dabei aber immer kleiner -> hoehere > Strom durch deinen Sensor. Dann eben 1500 Hz, damit die Leistung so gering wie möglich ist und ich trotzdem noch die Low-power-Variante von der Synchrongleichrichter-Schaltung nehmen kann. Damit bleibt ne Wirkleistung von 37 mW (wen nich mich nicht verrechnet habe) Helmut Lenzen schrieb: > Da du ja gleichrichtest kann der ADC so lahm sein wie er will. Er tastet > ja nicht die Kurvenform des Sinus ab. Aber nach dem Gleichrichter ist doch nachwievor eine Halbwelle vorhadnen. Muss ich die nicht ausreichend schnell abtasten um eine Aussage über deren Effektivspannung treffen zu können? Hex Oschi schrieb: > Als Synchrongleichrichter empfiehlt sich ein AD630, welcher ein LVDT > auch in den Appnotes drin hat. Alternativ kann man auch was selbst bauen > mit Analogschaltern, OpAmps und dergl. Naja, wie gesagt, in dem Link von oben (http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/syncrec.htm) ist doch ne schöne Schaltung für so ein Ding. Die kostet an Bauteilen ca 3 Euro und da versteh ich wenigstens sogar einigermaßen was da vor sich geht..
AD sagt das er noch in Produktion ist. Der duerfte Basti mit rund 20 Euro aber zu teuer sein. Den Sinusgenerastor braucht er aber trotzdem.
Angehängte Dateien:
-
Demodulator-Prinzip.gif
2,6 KB
Warum wollt ihr bloß so einen Aufwand treiben? Entweder habe ich euer Problem nicht verstanden, oder ihr habt euch nicht die Mühe gemacht, die Demodulatorschaltung vom 28.4. zu verstehen. Synchrongleichrichter .... den nimmt man meines Wissens, wenn bei sehr kleinen Spannungen die Diodenflussspg. bei der Gleichrichtung stört. Das ist bei dem Demodulator alles nicht nötig. Beide Dioden bekommen die volle Spannung von 14Vs und am Ausgang steht die Differenz der Spitzenspg.. Alle Flussspg. und Temperaturabhängigkeiten usw. werden eliminiert, weil sie durch die Differenzbildung herausfallen. Einfacher und besser geht es wohl kaum. Jedenfalls machen es die Leute so, die damit Geld verdienen müssen. Im Bild habe ich versucht, das Prinzip zu veranschaulichen.
Die induzierten Spannungen sind sicher proportional zur gemeinsamen Laenge mit der Erregerspule. Damit ist man erst am einen oder anderen Ende der spule bei den kleinen Spannung.
Ja ich hab das ignoriert. Sorry. Das liegt daran, dass diese Umsetzung aufgrund von Platzproblemen nicht hinhaut - denke ich zumindest. Ich kann keinen Standard-Wegaufnehmer verwenden. Ich habe einen zylinderförmigen Hohlraum mit einem Außendurchmesser von 14 mm. Ich muss mit einem Eisenstab arbeiten. Dieser würde sich nach meinem Konzept zu Beginn vollständig in einer Spule befinden (Position 1) und würde im Betrieb teilweise herausgefahren werden (zu Position 2). Der Weg von Position 1 zu Position 2 beträgt 20-30 mm (den genauen Wert will ich messen) Ich hätte deshalb eine 40mm Spule genommen in die eben der Eisenstab eintaucht zu Beginn vollständig eingtaucht (wie schon gesagt), so dass er selbst bei maximalem Verfahrweg noch 10 mm in der Spule drin ist.
Basti schrieb: > Das liegt daran, dass diese Umsetzung aufgrund von Platzproblemen nicht > hinhaut - denke ich zumindest. > Ich kann keinen Standard-Wegaufnehmer verwenden. Warum nicht? > Ich habe einen zylinderförmigen Hohlraum mit einem Außendurchmesser von > 14 mm. Hmm, ich habe eher mit Wegaufnehmern gearbeitet, di um den Faktor 5 kleiner waren. > Ich muss mit einem Eisenstab arbeiten. Bei den hohen Frequenzen würde ich eher einen Ferritstab(-kern) nehmen. > Dieser würde sich nach meinem Konzept zu Beginn vollständig in einer > Spule befinden (Position 1) und würde im Betrieb teilweise > herausgefahren werden (zu Position 2). > Der Weg von Position 1 zu Position 2 beträgt 20-30 mm (den genauen Wert > will ich messen) > Ich hätte deshalb eine 40mm Spule genommen in die eben der Eisenstab > eintaucht zu Beginn vollständig eingtaucht (wie schon gesagt), so dass > er selbst bei maximalem Verfahrweg noch 10 mm in der Spule drin ist. Das ist eher unpraktisch. Du hast anscheinend das Prinzip von induk- tiven Wegaufnehmern nicht verstanden. Du verwendest eine Spule, die mindestens doppelt so lang wie Dein zu messender Weg ist. Der Kern ist normalerweise halb so lang und liegt in der Mitte der Spule. Die Spule muss eine Mittelanzapfung haben. Wenn Du jetzt den Kern nach rechts oder links aus der Mittelposition herausschiebst, bekommst Du ein positives oder negatives Ausgangssignal. Aber vielleicht wäre Dir mit einem Potentiometrischen Wegaufnehmer viel besser geholfen. Der macht wesentlich weniger Stress. :-) Gruss Harald
Und mit 2 Wicklungen hintereinander kommt genau der Standardaufnehmer heraus. Wenn der Eisenstab in der Mitte beider Spulen ist, gibt es das Ausgangssignal 0. Die Verschiebung dieses Nullpotentials kann man dann leicht mit einem Potie in der Verstärkerschaltung machen. Die käuflichen Aufnehmer gibt es aber in allen möglichen Bauformen und auch viel dünner und größere Wege - aber vielleicht sind sie teuer.
Angehängte Dateien:
-
wegaufnehmer.png
4,4 KB
Harald Wilhelms schrieb: > Hmm, ich habe eher mit Wegaufnehmern gearbeitet, di um den Faktor 5 > kleiner waren. hm, naja der Weg ist halt einfach so lang :/ Harald Wilhelms schrieb: > Du hast anscheinend das Prinzip von induk- > tiven Wegaufnehmern nicht verstanden. Naja, ein indukviter Wegaufnehmer ist etwas das induktiv einen Weg aufnimmt - das war halt mein blauäugiges Verständnis - sorry :] Harald Wilhelms schrieb: > Aber vielleicht wäre > Dir mit einem Potentiometrischen Wegaufnehmer viel besser geholfen. > Der macht wesentlich weniger Stress. :-) geht nicht :) - muss berührungslos sein :] Ich hab mal ein Bild angehängt wie es mit der Geometrie ausschaut. Die blauen Linien sollen schematisch Bauraumbegrezungen andeuten. Hermann schrieb: > Und mit 2 Wicklungen hintereinander kommt genau der Standardaufnehmer > heraus. Wenn der Eisenstab in der Mitte beider Spulen ist, gibt es das > Ausgangssignal 0. Wenn man das so bauen würde, dass der Eisenstab zu Beginn in der Mitte der beiden Spueln ist, dann würde die gesamte Anordnung nochmal 1.5 mals so hoch werden. Und dann wirds echt eng... :( Hermann schrieb: > Die Verschiebung dieses Nullpotentials kann man dann > leicht mit einem Potie in der Verstärkerschaltung machen. Kann man es auch so hinverschieben, dass es 0 is, wenn der Stab beide Spulen vollständig ausfüllt (Position 1)? Bzw. genau null soll es eh nicht sein, damit man einen lebenden Nullpunkt hat
Angehängte Dateien:
-
Differenzsignal.gif
14 KB
@Basti: Es gibt anscheinend immer noch keine vollständige Klarheit über das Messprinzip. Der magnetische Stab verändert durch die Tiefe der Eintauchung die Induktivität der Spulen und damit den Spannungsabfall. Es kommt jetzt darauf an, dass durch die Verschiebung des Stabs die Eintauchung in beiden Spulen unterschiedlich wird. Ist er in der Mitte beider Spulen, ist die Induktivität gleich und die Differenz hinter dem Demodulator ist Null. Wie im Bild skizziert, ist das Maximum oder Minimum (Minus) erreicht, wenn der Stab vollständig aus der einen Spule heraus und in der anderen drin ist. Ragt er aus der Spule heraus, wird die Induktivität wieder geringer und es lässt sich nichts vernünftiges mehr messen. In der Praxis macht man die Spule länger als den Stab, damit man nicht in den nichtlinearen Grenzbereich kommt. Nun zu deiner Geometrie: die geringste Bautiefe bekommst du, wenn du den positiven und negativen Bereich ausnutzt. Der Stab muss sich also von -15 bis +15mm aus der Mitte bewegen können. Im Bild sind die absoluten Grenzwerte eingezeichnet. An den Grenzen wird es schon Linearitätsabweichungen geben - wie viel und wie schlimm das für dich ist, weiß ich nicht. Also lieber die Spulen länger machen. Basti schrieb: > Kann man es auch so hinverschieben, dass es 0 is, wenn der Stab beide > Spulen vollständig ausfüllt (Position 1)? Diese Frage hat sich wohl erledigt - beide Spulen vollständig ist außerhalb der sinnvollen Geometrie. Aber den Nullpunkt kannst du irgendwo hinschieben - ist einfach ein OP als Differenzverstärker. Ich verstehe bei deiner Anordnung nicht, warum du nicht einen kurzen Stab an einer nichtmagnetischen Stange befestigst? Aber, wenn du nicht genau messen willst und dir die Linearität egal ist, kann du alles machen, Hauptsache du bekommst eine unterschiedliche Induktivität in den beiden Spulen. D. h. mit deiner Anordnung kommt auch ein Signal heraus, aber bestimmt nicht linear zum Weg.
Hermann, erstmal vielen Dank für deine weiteren Ausführungen. Hermann schrieb: > Es gibt anscheinend immer noch keine vollständige Klarheit über das > Messprinzip. Das stimmt. Ich verstehe halt nicht so ganz, warum ich nicht nur eine einzige Spule nehmen kann in der sich der Stab hin- und herbewegt :) Mit der Wechselstrommessbrücke muss das doch auch gehen. Abgesehen von dem Problem eines erhöhten Schaltungsaufwands...und einer geringeren Auflösung. Hab mal eine Überschlagsrechnung gemacht, da würden im Anfangsbereich (Stab komplett in der Spule) 1/4 mm einer Brückenausgangsspannungsänderung von 1.5 mV entsprechen. Je weniger vom Stab in der Spule ist, desto schneller ändert sich dann die Ausgangsspannung. Allerdings sind hier natürlich Randeffekte vollständig außen vor gelassen... Ich bräuchte halt so ne Art Pro und Kontra Liste :) - muss ich mir mal aufschreiben... > Ich > verstehe bei deiner Anordnung nicht, warum du nicht einen kurzen Stab an > einer nichtmagnetischen Stange befestigst? Das hatte ich auch schon überlegt, bin mir aber nicht sicher, ob das umsetzbar ist. Naja wahrscheinlich schon irgendwie...ist halt immer einfacher irgendwo nen Eisenstab ranzuschweißen als mit Plastik oder so zu arbeiten... Aber gut, wenn das irgendwie umsetzbar ist, hätte das also den Vorteil, dass man einen größeren Messbereich ohne nichtlineare Effekte erzielen würde. Habe ich das richtig verstanden? Hermann schrieb: > Aber, wenn du nicht genau messen willst und dir die Linearität egal ist, > kann du alles machen, Naja, auf einen Viertel-mm genau messen möchte ich schon :) Nichtlinearitäten sind natürlich nicht so schön, aber wenn man am Ende eine digitale Signalauswertung hat, wahrscheinlich verschmerzbar...
Basti schrieb: > Das stimmt. Ich verstehe halt nicht so ganz, warum ich nicht nur eine > einzige Spule nehmen kann in der sich der Stab hin- und herbewegt :) Weil Du so eine völlig undefinierte Umsetzung von Spannung in Weg hast. Schon wenige Minuten nach einer etwaigen Kalibrierung wird der Faktor nicht mehr stimmen. > Naja, auf einen Viertel-mm genau messen möchte ich schon :) Dann musst Du auch schon einen gewissen Aufwand treiben. Gruss Harald
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.