Hallo an Alle, ich arbeite derzeit mit einem optischen Sensor, der ein analoges 0-10V Signal ausgeben soll. Der Laser soll blankes Edelstahl abtasten, durch die reflektierende Eigenschaft des Metalls kommt es auch bei langsamen und gleichmäßigen Abtasten des Werkstückes zu sehr hohen positiven und negativen Abweichungen (Ausschläge) am 0-10V Spannungssignal. Um dem entgegenzuwirken möchte ich gerne am 0-10V Ausgang des Sensors eine Elektronik zwischenschalten, die mir infolge des zeitlichen Verlaufs den arithmetischen Mittelwert immer einer momentanen Spannung errechnet und diese an einem neuen Ausgang ausgibt. Vielleicht geht es aber auch einfacher mit nur einem Kondensator oder ähnlichem. Da ich auf dem Gebiet der Signalverarbeitung noch ziemlich neu bin, meine Frage an euch: Kennt jemand von euch eine Schaltung oder ein Gerät, mit der ich aus dieser ungleichmäßigen analogen Spannung den Mittelwert ausgeben kann? Ich weiß momentan nicht weiter und freue mich auf jeden nützlichen Beitrag. Viele Grüße 123abc
Gast
#2368964
Üblich ist ein Tiefpass,
Signal ---Widerstand---+--- Messeingang
|
Kondensator
|
Masse
Das bidlet den Mittelwert über die letzte Zeit,
was natürlich heisst daß der Ausgang erst langsam
auf eine Änderung des Eingangssignals reagiert.
Die Dimensionierung der beiden Bauteile musst du
selbst vornehmen.
Integrierglied? Ralph Berres
Gast
#2368973
>Integrierglied?
Ist ungeeignet. PT1 wie MaWin vorgeschlagen hat, ist besser.
Gast
#2368980
Matthias Lipinsky schrieb: > Ist ungeeignet. PT1 wie MaWin vorgeschlagen hat, ist besser. Wo ist denn da der Unterschied?!
Gast
#2368981
Nimm für den Widerstand 1kOhm und für den Kondensator 1000uF / 16V. Dann hast Du eine Zeitkonstante von 1 Sekunde (1k x 1000uF). Wenn es langsamer werden soll, vergrößere Widerstand oder Kondensator. Wenn es schneller gehen soll, verkleinere den Kondensator.
Gast
#2368983
>Wo ist denn da der Unterschied?!
Integrator hat bei 10V Eingangsspannung nach einem Jahr 10V
Ausgangsspannung.
(idealer) Integrator hat nach einem Jahr >42V
Gast
#2368986
Ups. Ersetze das erste "Integrator" durch "PT1"
Gast
#2368995
>>Integrierglied? > >Ist ungeeignet. PT1 wie MaWin vorgeschlagen hat, ist besser. Im elektronischen Sprachgebrauch IST ein solcher Tiefpaß ein Integrierglied!
Gast
#2369000
>Im elektronischen Sprachgebrauch IST ein solcher Tiefpaß ein >Integrierglied! Neeeeee ...
Gast
#2369008
Ein Integrierglied und ein PT1-Glied sind beides Elemente 1. Ordnung. Dh. Sie haben beide EINEN Energiespeicher. Also einen Integrator. Das PT1 Element, also der Tiefpass hat aber im Unterschied dazu eine Rückkopplung. Der Kondensator alleine integriert den Eingangsstrom hoch. Er läd sich bei konstantem Strom immer weiter auf. Der Kondensator im PT1-Element, also im Tiefpass läd sich am Anfang genauso auf, aber je hoher seine Spannung wird, je näher sie sich der Eingangsspannung annähert, desto geringer wird die Zunahme.
Ein idealer Integrator hat eine Uebertragungsfunktion der Form:
1
H(s)= ----------
s R C
Daher die Verstaerkung/Daempfung laueft bei der Frequenz 0 gegen
unendlich
Bein nicht idealen wirds es vorher durch die Betriebspannung begrenzt.
s = jw
Ein PT1 Tiefpass dagegen
1
H(s)= ------------
1 + s * R *C
Beim PT1 laeuft sie dagegen gegen den Grenzwert 1 (Term s * R *C = 0 bei
DC)
Gast
#2369015
>Im elektronischen Sprachgebrauch IST ein solcher Tiefpaß ein >Integrierglied! Nein. Und sicherlich nicht nur bei mir nicht. Ein Integrator, der beständig positive Eingangssignale "sieht", läuft mit der Zeit gegen positiv unendlich, oder zumindest in PLUS_UB rein. PT1 ist dagegen was ganz anderes. Und der klassische invertierende OPV mit einem C über dem Rückkoppel-R ist kein Integrierer!
Gast
#2369016
>Neeeeee ... http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206173.htm http://www.elektroniktutor.de/analog/integr.html http://mitarbeiter.hs-heilbronn.de/~rbayer/skripte_et1/ET1S17_RC_DiffInteg_SQ_r10_2s.pdf http://www.dr-seifert-online.de/Downloads/LaborGETI3_0.pdf ...
hyggelig schrieb: > Der Kondensator alleine integriert den Eingangsstrom hoch. Er läd sich > > bei konstantem Strom immer weiter auf Hier gehst du von einer Konstantstromquelle aus ( Innenwiderstand unendlich. > Der Kondensator im PT1-Element, also im Tiefpass läd sich am Anfang > genauso auf, aber je hoher seine Spannung wird, je näher sie sich der > Eingangsspannung annähert, desto geringer wird die Zunahme. Hier gehts du aber von einer Konstantspannungsquelle aus ( also Innenwiderstand =0 ). Bitte vergleiche nicht Birnen mit Äpfel. Ralph Berres
Gast
#2369018
>Nein. Und sicherlich nicht nur bei mir nicht.
Mann, seid ihr bescheuert. Wer nicht weiß, daß ein RC-Tiefpaß auch als
Integrierglied bezeichnet wird, sollte hier einfach die Klappe halten...
Gast
#2369021
>Neeeeee ... >http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206173.htm >http://www.elektroniktutor.de/analog/integr.html >http://mitarbeiter.hs-heilbronn.de/~rbayer/skripte... >http://www.dr-seifert-online.de/Downloads/LaborGETI3_0.pdf ist falsch ! Bzw im 2. Link steht es drin: Ein PT1 verhält sich ganz ganz ganz am Anfang, also nur wenn die Zeitkonstante sehr hoch gegenüber der Messzeit ist ... ... dann ist er ähnlich wie ein Integrierglied.
Gast
#2369030
>Hier gehst du von einer Konstantstromquelle aus ( Innenwiderstand >unendlich. Ja natürlich. Ich wollte bei dem Kondensator-Beispiel bleiben. Wenn Du eine Schaltung mit Spannungseingang willst, dann brauchst Du einen Spannungs-Nach-Strom-Wandler (zb mit einem OPV) und musst dann auf den Kondensator. Genau das ist die Beschaltung eines OPVs als Integrator.
Gast
#2369032
die Frage ist doch eher ob ein einfacher Filter wirklich die schlechte Messung ausbügeln kann. Wenn im Messgut tatsächlich eine Kante ist führt das Filtern auch zu falschen Ergebnissen. Und opt. Abstandsensoren haben oft einstellbare Filter eingebaut, vlt. mal die Doku genauer ansehen. Oder man baut den Sensor ein paar Grad verkippt ein um besseres Signal zu bekommen.
So lange du mit deiner Frequenz weit oberhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses bleibst, benimmt sich ein Tiefpass genauso wie ein Integrierer. Es tritt zwischen Ein und Ausgang eine Phasenverschiebung von 90° auf und die Spannung nimmt mit 6db/Oktave ab. Für den Fragesteller ist es vollkommen unwichtig ob er sein Signal mit einen Tiefpass oder einen Integrierer glättet. Ralph Berres
Hallo, Max Mustermann schrieb: > Ich weiß momentan nicht weiter und freue mich auf jeden nützlichen > Beitrag. ;-) Er kann es sich mal anschauen http://de.wikipedia.org/wiki/PT1-Glied
Gast
#2369080
>So lange du mit deiner Frequenz weit oberhalb der Grenzfrequenz des Tiefpasses bleibst .... >vollkommen unwichtig ob er sein Signal mit einen Tiefpass oder einen >Integrierer glättet. Aber genau das will er doch gar nicht. Er interessiert sich für die sehr tiefen Frequenzen, bzw. den Gleichanteil.
hyggelig schrieb: > Aber genau das will er doch gar nicht. Er interessiert sich für die sehr > > tiefen Frequenzen, bzw. den Gleichanteil. eben! Die Störfrequenzen will er wegfiltern. Ralph Berres
Gast
#2369131
Danke für die vielen Antworten! JojoS schrieb: > vlt. mal die Doku genauer ansehen. > Oder man baut den Sensor ein paar Grad verkippt ein um besseres Signal > zu bekommen. Klar ist der Winkel vom Sensor zum Werkstück ein Faktor, dieser ist sogar von Hersteller vorgeschrieben (10-15°) Dies verbessert zwar die Messeigenschaften, löst das Problem aber nicht. Des Weiteren habe ich des öfteren den Begriff "Frequenz" gehört. Ich möchte darauf hinweisen, dass es sich hierbei um ein positives analoges Gleichspannungssignal handelt, dass im mV-Bereich schwankt. Das Spannungssignal ist beim Abtasten von Materialien wie Holz, Kunststoff usw. optimal, nur bei reflektierendem Stahl schwanken die Werte beim Abtasten bei unverändertem Messabstand um ca. 1V Der Vorschlag einen Tiefpass als Entstörfilter zu verwenden hört sich schon mal gut an, ich werde mir jedenfalls schonmal entsprechende Bauteile besorgen. Vielen Dank schonmal!
Gast
#2369167
>Das Spannungssignal ist beim Abtasten von Materialien wie Holz, >Kunststoff usw. optimal, nur bei reflektierendem Stahl schwanken die >Werte beim Abtasten bei unverändertem Messabstand um ca. 1V Die Frage ist doch, ob überhaupt ein aussagekräftiger Mittelwert existiert, ob also die Tiefpaßfilterung ein verläßliches Signal liefert. Oder resultieren die Meßsignalschwankungen von systematischen Meßfehlern? Außerdem: Wenn die Meßsignalschwankung wirklich im V-Bereich liegt, wirst du mit einer brauchbaren Filterzeitkonstante wahrscheinlich das Einschwingverhalten ruinieren. Wie schnell muß sich denn das Meßsignal an neue Verhältnisse anpassen können? Wie groß muß also die Einschwingzeit sein?
Gast
#2369178
> Im elektronischen Sprachgebrauch IST ein solcher Tiefpaß ein > Integrierglied! > Mann, seid ihr bescheuert. Wer nicht weiß, daß ein RC-Tiefpaß auch als > Integrierglied bezeichnet wird, sollte hier einfach die Klappe halten... Muß eigentlich jeder Thread von solchen No-obs, die nicht die leiseste Ahnung von Elektronk haben, zetreten werden und mit ihrer Unwissenheit gefüllt werden, > Die Frage ist doch, ob überhaupt ein aussagekräftiger Mittelwert > existiert, bei der dann auch noch die Fragestellung des Fragenden auf absurde Art bezweifelt wird, bloss um es noch irgendwie hinbiegen zu können vielleicht doch ein bischen Recht zu hehalten ? Mann Oh je..., 3 Beiträge, 3 mal ein Griff ins Klo.
Gast
#2369200
>bei der dann auch noch die Fragestellung des Fragenden >auf absurde Art bezweifelt wird, bloss um es noch irgendwie >hinbiegen zu können vielleicht doch ein bischen Recht zu hehalten ? Beruhig dich und trink deinen Kamillentee aus... Der TE hat folgendes geschrieben: >Der Laser soll blankes Edelstahl abtasten, durch die reflektierende >Eigenschaft des Metalls kommt es auch bei langsamen und gleichmäßigen >Abtasten des Werkstückes zu sehr hohen positiven und negativen >Abweichungen (Ausschläge) am 0-10V Spannungssignal. Die Frage ist doch berechtigt, ob die "sehr hohen positiven und negativen Abweichungen" überhaupt ein reguläres Signal darstellen. Denn nur dann macht eine Tiefpaßfilterung Sinn.
Max Mustermann schrieb: > Der Laser soll blankes Edelstahl abtasten, durch die reflektierende > Eigenschaft des Metalls kommt es auch bei langsamen und gleichmäßigen > Abtasten des Werkstückes zu sehr hohen positiven und negativen > Abweichungen (Ausschläge) am 0-10V Spannungssignal. Hallo Max, les DIr mal die Anleitung des Lasersensors durch. Ale, die ich kennen (Keyence, IFM, Balluf...) schreiben -genau deshalb - vor, das Objekt schraeg anzustrahlen (auf keinen Fall 90 Grad!) Gruss Michael
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