Piezoelektrischer 3-Achsen Beschleunigungssensor-IC gesucht

Stefan schrieb:
>> Und was für Anforderungen sprechen dann gegen einen "normalen" Sensor?
>
> z.B. dass die Erdbeschleunigung nicht mitgemessen werden soll.

Warum sollte sich dafür ein piezoresistiver Sensor besser eignen als ein
piezoelektrischer?

Beschleunigung ist Beschleunigung. Ein Sensor kann grundsätzlich nicht
zwischen Erdbeschleunigung und Beschleunigung durch Bewegung unterschei-
den, es sei denn, man mat zusätzliche Informationen.

Wenn bspw. Betrag und Richtung der Erdbeschleunigung bekannt sind, kann
man sie vektoriell vom Messwert subtrahieren.

Oder man kennt den Frequenzbereich der zu messenden Beschleunigung. Dann
kommt man evtl. mit einer Filterung weiter (s. Beitrag vom Rächer der
Transistormorde).

Stefan schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Oder man kennt den Frequenzbereich der zu messenden Beschleunigung. Dann
>> kommt man evtl. mit einer Filterung weiter
>
> Ja, den Gedanken hatte ich auch, aber es deht leider von knapp über DC
> bis etwa 2kHz. Da ist mit Filterung nicht wirklich was zu holen.

Wenn du "knapp über DC" in Form einer Grenzfrequenz angeben kannst, bist
du ja mit einem piezoresistiven Sensor mit nachgeschaltetem Hochpass gut
bedient.

Wenn nicht, hilft dir auch ein piezoelektrischer Sensor nicht weiter,
denn dieser liefert letztendlich auch nichts anderes als ein hochpass-
gefiltertes Signal. Ein piezoelektrischer Sensor mit nachgeschaltetem
Ladungsverstärker hat den Vorteil, dass du die Grenzfrequenz weitgehend
unabhängig von den Sensorparametern festlegen kannst.

Was wäre denn ein statischer Beschleunigungssensor? Misst der etwa nur 
Beschleunigungen, die sich nicht verändern? ;-)

Beschleunigungssensor ist Beschleunigungssensor. Die Piezoscheiben sind 
eben funktionsbedingt bereits Hochpasssysteme.

Stefan schrieb:
> Uwe schrieb:
>> Dann kannst du jeden Typ von Beschleunigungssensor mit Analogausgang
>> nehmen solange du das Signal über einene Kondensator auskoppelst.
>
> Uwe, du bist ein Genie! Danke Dir für die Idee, wird im Labor direkt
> aufgebaut!

Ist das jetzt ernst gemeint? Oh mann!

@Stefan:

Die drei in diesem Thread gemachten Vorschläge

- simple Differenzierung,

- Hochpassfilterung und

- Auskopplung mit Kondensator

beschreiben im Wesentlichen das gleiche Vorgehen, nämlich den Gleichan-
teil des Signals mittels der frequenzabhängigen Impedanz eines Kondensa-
tors zu eliminieren.

Trotzdem reichen deine Bewertungen von

> Quark.

über

> Da ist mit Filterung nicht wirklich was zu holen.

bis

> Uwe, du bist ein Genie!

Bist du sicher, das eigentliche Problem wirklich verstanden zu haben?

Stefan schrieb:
> Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt
> mein Problem.

Natürlich. Denn damit hast du den quarkigen Differenzierer bzw. den
nicht anwendbaren Hochpass aufgebaut, der im piezoelektrischen Sensor
schon implizit enthalten ist :)

Gedanken um die Grenzfrequenz des Signals solltest du dir aber trotzdem
machen. Sonst kann einer der folgenden beiden Fälle eintreten:

- Geringe, lang anhaltende Beschleunigungen werden nicht erfasst oder
  verfälscht (Zeitkonstante des Filters zu klein)

- Nach dem Drehen des Sensors (Änderung des Erdbeschleunigungsvektors)
  braucht das System zu lange, um wieder den Nullpunkt zu erreichen
  (Zeitkonstante des Filters zu groß)

Evtl. hast du auch mit beiden Problemen gleichzeitig zu kämpfen, dann
musst du das Gesamtkonzept deines Systems überdenken.

Yalu X. schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt
>> mein Problem.
>
> Natürlich. Denn damit hast du den quarkigen Differenzierer bzw. den
> nicht anwendbaren Hochpass aufgebaut, der im piezoelektrischen Sensor
> schon implizit enthalten ist :)

Yalus Post ist im Prinzip das, was ich in Kurzform meinte. Das Prinzip 
eines Hochpasses/Differenzierers ist jetzt keine Raketentechnik.

Stefan schrieb:
> Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt
> mein Problem.
> Auf diese Idee sind überigens auch zwei FAEs nicht gekommen.
Vermutlich, weil du dein Problem nicht korrekt beschrieben hast.
Denn aus der Beschreibung vom 
Beitrag "Piezoelektrischer 3-Achsen Beschleunigungssensor-IC gesucht"
kann man nicht erahnen, was dein eigentliches Problem ist.

Nur mal so als Idee: Wenn die Lage im Raum das Problem ist, könnte man 
diese doch mit einem oder zwei Magnetfeld-(Hall-)Sensor(en) bestimmen. 
Das Magnetfeld verläuft immer parallel zur Erdoberfläche und die 
Gravitation wirkt senkrecht dazu... Damit sind dann auch geringe, lang 
anhaltende Beschleunigungen messbar und die Verzögerung durch einen 
Filter (Kondensator) entfällt.

Volker U. schrieb:
> die Verzögerung durch einen Filter (Kondensator) entfällt.
Das ist keine "Verzögerung", sondern eine "Ignoranz", weil langsame oder 
gar konstante Beschleunigungen unterdrückt werden. In einer Zentrifuge 
ist übrigens auch eine konstante Beschleunigung anzutreffen. Nur wenn 
sich die Geschwindigkeit ändert, ändert sich auch die Beschleunigung...

Lothar Miller schrieb:
> Das ist keine "Verzögerung", sondern eine "Ignoranz", weil langsame oder
> gar konstante Beschleunigungen unterdrückt werden.

Kommt eben drauf an, was man messen will. Wenn ich eine sich langsam 
ändernde Gleichspannung messen will, stelle ich mein Oszilloskop auch 
nicht auf AC...

Volker U. schrieb:
> Kommt eben drauf an, was man messen will.
Es ging mir um die Terminologie: ein Kondensator allein ergibt ganz 
einfach keine wie auch immer geartete "Verzögerung".

Floh schrieb:
> Volker U. schrieb:
>> Das Magnetfeld verläuft immer parallel zur Erdoberfläche
>
> Das stimmt so nicht.
> http://de.wikipedia.org/wiki/Inklination_(Magnetismus)

Sagen wir mal, es stimmt nicht so ganz. Kommt eben drauf an, wie die 
Beschaffenheit der Erdkruste ist. Aber man kann das System ja mit Hilfe 
einer Wasserwaage auf die jeweilige Umgebung kalibrieren.

Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen.

Lothar Miller schrieb:
> Volker U. schrieb:
>> Kommt eben drauf an, was man messen will.
> Es ging mir um die Terminologie: ein Kondensator allein ergibt ganz
> einfach keine wie auch immer geartete "Verzögerung".

Heute sind wir aber päpstlicher, als der Past, was? Ersetze 
"Kondensator" durch "RC-Glied". Ich bezog mich auf den Beitrag von Yalu 
X., der die evtl. große Zeitkonstante bei der Auskopplung über einen 
Kondensator bemängelte.

Volker U. schrieb:
> Ersetze "Kondensator" durch "RC-Glied".
Naja, kann ja keiner wissen, was da durch was ersetzt werden soll... 
;-)

Volker U. schrieb:
> Floh schrieb:
>> Volker U. schrieb:
>>> Das Magnetfeld verläuft immer parallel zur Erdoberfläche
>>
>> Das stimmt so nicht.
>> http://de.wikipedia.org/wiki/Inklination_(Magnetismus)
>
> Sagen wir mal, es stimmt nicht so ganz.

Nein, es stimmt überhaupt nicht ;-)

Saheu dir mal hier das Bild mit den Feldlinien an:

  http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld#Form_und_St.C3.A4rke

Nur am Äquator verlaufen sie parallel zur Erdoberfläche.

> Kommt eben drauf an, wie die Beschaffenheit der Erdkruste ist.

Die spielt dabei nur eine unwesentliche Rolle.

> Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen.

Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-)

Yalu X. schrieb:
>> Volker U. schrieb:
>> Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen.
>
> Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-)

Hehe, das war auch mein erster Gedanke.
Praktisch jeder Neigungssensor reagiert auch wiederum auf störende 
Beschleunigungen.

Yalu X. schrieb:
> Nein, es stimmt überhaupt nicht ;-)

Ja, ist auch eigentlich logisch, dass die Feldlinien am Pol nicht mit 
90° die Erde verlassen können und dann einige Tausend Kilometer weiter 
plötzlich 0° haben. Wieder was dazu gelernt :-).

>> Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen.
> Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-)

Ist doch eigentlich egal, worauf er basiert, wenn er zuverlässig die 
Neigung anzeigt :). Ich vermute aber, dass diese Dinger eher auf dem 
Wasserwaagenprinzip beruhen werden und nicht auf einer 
Beschleunigungsmessung. Deshalb liefern sie auch nur bis etwa 70° 
zuverlässige Daten. Ist aber nur eine Vermutung von mir.

Simon K. schrieb:
> Praktisch jeder Neigungssensor reagiert auch wiederum auf störende
> Beschleunigungen.

Dann kalibrieren wir doch den Magnetfeldsensor in Ruhe mit Hilfe des 
Neigungssensors und arbeiten dann beim wilden Umherfliegen mit dem 
Magnetfeldsensor. :-)

Volker U. schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Nein, es stimmt überhaupt nicht ;-)
>
> Ja, ist auch eigentlich logisch, dass die Feldlinien am Pol nicht mit
> 90° die Erde verlassen können und dann einige Tausend Kilometer weiter
> plötzlich 0° haben. Wieder was dazu gelernt :-).
>
>>> Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen.
>> Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-)
>
> Ist doch eigentlich egal, worauf er basiert, wenn er zuverlässig die
> Neigung anzeigt :). Ich vermute aber, dass diese Dinger eher auf dem
> Wasserwaagenprinzip beruhen werden und nicht auf einer
> Beschleunigungsmessung. Deshalb liefern sie auch nur bis etwa 70°
> zuverlässige Daten. Ist aber nur eine Vermutung von mir.

Und dein "Wasserwaagenprinzip" lässt sich also nicht durch andere 
Beschleunigungen stören... Soso

Simon K. schrieb:
> Und dein "Wasserwaagenprinzip" lässt sich also nicht durch andere
> Beschleunigungen stören... Soso

S.o.

Außerdem war das Wasserwaagenprinzip nur eine Vermutung.

http://www.asm-sensor.com/asm/news_detail.php?lang=de&det=akt_arc&news=141

"Da der auf der MEMS-Technologie basierte PTAM2-Sensor berührungslos und 
verschleißfrei arbeitet, bietet er eine deutlich verbesserte 
Zuverlässigkeit in extremen Umweltbedingungen, insbesondere unter 
starken mechanischen Stößen."

Oder ein Neigungssensor auf Magnetbasis, aber mit höherer 
Einschwingzeit:

http://www.asm-sensor.com/asm/pdf/pro/ptas2_de.pdf