[S] Beschleunigungssensor von 0Hz bis 5kHz

[A. R. (redegle)]

Hallo,

gibt es Beschleunigungssensoren, welche eine Bandbreite von 0Hz bis 5kHz 
haben? Die maximal auftretenden Beschleunigungen die gemessen werden 
sollen liegen bei ca. 262g. Besonders wichtig ist, dass der Sensor bei 
0Hz anfängt zu messen.

Leider haben die meisten Sensoren eine untere Grenzfreuquenz von 1Hz. 
Wäre super wenn jemand einen solchen Sensor kennt. Das ganze soll für 
Crashtests verwendet werden. Da der gesamte Vorgang mehrere 10ms 
andauert ist es wichtig auch Frequenzen ab 0Hz messen zu können. Nach 
einer Simulation mit einem Tiefpass erster Ordnung viel auf, dass die 
Signale auch bei einer Grenzfrequenz von 1Hz schon extrem gedämpft 
werden.

[... (Gast)]

A. R. schrieb:
> Da der gesamte Vorgang mehrere 10ms andauert ist es wichtig auch
> Frequenzen ab 0Hz messen zu können.

Ja klar, nee ....

[A. R. (redegle)]

... schrieb:
> A. R. schrieb:
>> Da der gesamte Vorgang mehrere 10ms andauert ist es wichtig auch
>> Frequenzen ab 0Hz messen zu können.
>
> Ja klar, nee ....

Das ist ja auch eine sehr ausführliche Antwort.
Wäre doch nett wenn du schreiben könntest wo dein Problem ist. Wenn du 
andeuten möchtest, dass die Anforderungen zu hoch sind bitte ich dich 
dies zu belegen.

Wenn ich bei einem Beschleunigungssensor einen Tiefpass erster Ordnung 
annehme mit 3dB bei 1Hz. Fällt das Signal (Rechteck) nach 10ms um 6,4% 
ab.
Bei 50ms fällt das Signal auf 72% ab.
38% Ungenauigkeit ist in meinen Augen zu viel wenn Genauigkeiten in der 
Größenordnung 1% gefodert sind.

[A. R. (redegle)]

EDIT:

2Bilder zur Berechnung.
Das erste Bild ist die Übertragungsfunktion.
G(s)=1/(1+(2*3.14)/(s+0.0000001))
Das 2te Bild zeigt den Ausgang nach einer Anregung mit einem Rechteck.

[Henrik V. (henrik_v)]

Also was Piezoresistives, wie z.B.
http://www.synotech.de/cms/UserFiles/File/PCB_107_3501_3503_110823a.pdf

Ansonsten noch Fragen bei Endevco, Kistler, B&K

5kHz und 'nur' 300g, da gibt's evtl schon MEMS von AD, freescale, ...

Und was Dich stört, ist der HOCHPASS ;) , das liegt an der Elektronik 
des Ladungsverstärkers ..

[A. R. (redegle)]

Vielen Dank,

Kistler kannte ich schon. Die anderen sind mir neu.
Oh ja Hochpass schon klar. Das kommt daher, dass ich seit Tagen mit 
Tiefpassfunktionen zu tun habe.

Liegt der Hochpass wirklich nur an dem Ladungsverstärker? So wie ich das 
verstanden habe hat schon der Sensor als solcher ein Hochpassverhalten.

[j. c. (jesuschristus)]

Du weißt schon, dass man das Signal aus der bekannten Filterkurve 
zurückrechnen kann, ja? Genauigkeit 1% bei 300 g und 5 kHz? Soso.

[A. R. (redegle)]

>Du weißt schon, dass man das Signal aus der bekannten Filterkurve
>zurückrechnen kann, ja?

Nur wenn die Filterkurve hinreichend genau bekannt ist. Dies sind aber 
meistens keine Parameter, die von den Herstellern genau spezifiziert 
werden. Es wird nur garantiert, dass die Grenzfrequenzen einen 
bestimmten Bereich mindestens abdeckt (z.B. 1Hz bis 5kHz mit einem 
Amplitudenfehler <5%). In Wirklichkeit kann der Sensor auch wesentlich 
besser sein.

>Genauigkeit 1% bei 300 g und 5 kHz? Soso.
Ist dies ein Problem?

[Henrik V. (henrik_v)]

A. R. schrieb:
>>Du weißt schon, dass man das Signal aus der bekannten Filterkurve
>>zurückrechnen kann, ja?
>
> Nur wenn die Filterkurve hinreichend genau bekannt ist. Dies sind aber
> meistens keine Parameter, die von den Herstellern genau spezifiziert
> werden. Es wird nur garantiert, dass die Grenzfrequenzen einen
> bestimmten Bereich mindestens abdeckt (z.B. 1Hz bis 5kHz mit einem
> Amplitudenfehler <5%). In Wirklichkeit kann der Sensor auch wesentlich
> besser sein.
>
>>Genauigkeit 1% bei 300 g und 5 kHz? Soso.
> Ist dies ein Problem?


Na ja, 0.5% bis 1% bei Stoßbeschleunigung schafft die PTB mit 
Laserinterferometrie, was sagt Dein Kalibrierschein?
http://www.ptb.de/de/org/1/17/171/seite_2_1_1.htm

Und was der Filter an Amplitude wegnimmt, bezahlst Du mit erweiterter 
Messunsicherheit.

[A. R. (redegle)]

Muss mich ersteinmal entschuldigen das ich mich so lange nicht gemeldet 
habe.
Hatte die Antwort übersehen.

>Und was Dich stört, ist der HOCHPASS ;) , das liegt an der Elektronik
>des Ladungsverstärkers ..

Jein.
Habe bei Kistler nachgefragt. Die Ladungsverstärker die die haben 
besitzen einen Hochpass mit einer wesentlich niedrigeren Grenzfrequenz. 
Das Problem ist, dass der Isolationswiderstand des 
Beschleunigungssensors zu klein ist. Deswegen ergibt sich eine 
Grenzfrequenz des Gesammtsystems.

Wir werden nun piezoresistive Beschleunigungssensoren verwenden.