DMS Verstärker IC mit Frequenz-Ausgang

[Rainer S. (senap)]

Hallo zusammen,
mein aktuelles Projekt ist eine Momentenmessung mit DMS an einer 
drehenden Welle. Das Signal soll von der drehenden Welle berührungslos 
optisch (mit einer LED, also "Ein-Draht-Schnittstelle") unidirektional 
zum Auswerte-µC übertragen werden, entweder als spannungsproportionale 
Frequenz, oder mit serieller Schnittstelle. Auf der Empfängerseite wird 
das Signal mit einem µC ausgewertet.

Also auf der Senderseite:

                             ADC mit Frequenz-Output
DMS in Brückenschaltung ->             (oder)            -> LED
                             ADC mit seriellem Output

Bin nun auf der Suche nach einem IC, das die Brückenspannung einliest 
und eine Frequenz (Rechteck), oder ein serielles Signal (nicht I2C) 
ausgibt.

[Bassti (Gast)]

http://www.ti.com/product/ads1231

[Rainer S. (senap)]

Super, danke.

Wenn ich das als Maschinenbauer richtig verstehe, muß ich bei dem 
ADS1231 zum Abruf der jeweils fertig konvertierten 3 x 8 Datenbits auf 
der SCLK-Leitung 24 Pulse erzeugen. Und zwar mit der gewünschten 
seriellen Frequenz (z.B. 19,8 kBaud) und genau dann, wenn die DRDY/DOUT 
Leitung "data ready" signalisiert hat.

Dazu brauche ich nach meinem Verständnis einen Zähler?? Also 25 Pulse 
senden auf SCLK (Figure 19 auf S. 14), und dann warten bis DRDY/DOUT 
high ist, und dann wieder 25 Pulse senden usw.

Wie könnte ich denn das bewerkstelligen?

[m.n. (Gast)]

Rainer S. schrieb:
> mein aktuelles Projekt ist eine Momentenmessung mit DMS an einer
> drehenden Welle.

Du müßtest schon sagen, mit welcher Genauigkeit, Auflösung und Messrate 
gearbeitet werden soll.
Bis dahin ist nur allgemeines Rätselraten möglich.

[Rainer S. (senap)]

Genauigkeit:  1% von fullscale inkl. Temperatur-Einflüssen
Auflösung:    mind. 12 Bit
Messrate:     mind. 50 Hz.

Zur Genauigkeit: es werden 2 DMS auf die Welle appliziert, um den 
Temperatureinfluß zu reduzieren.

[m.n. (Gast)]

Rainer S. schrieb:
> Genauigkeit:  1% von fullscale inkl. Temperatur-Einflüssen
> Auflösung:    mind. 12 Bit

Diese beiden Zahlen passen nicht so richtig zueinander. Mit ein bißchen 
Erfahrung, wirst Du mit 10 Bit zufrieden sein :-)

Das DMS-Signal muß zunächst verstärkt werden. Anschließend würde ich es 
per µC wandeln und als Impuls mit modulierter Pulsweite über eine LED 
ausgeben. Bei 1µs Auflösung könnte man in 1-2 ms einen 10Bit Wert 
übertragen. Für eine Messrate >= 50 reicht das aus.
Der selbe µC könnte auch den 2. DMS-Wert erfassen und einen Doppelimpuls 
für die LED generieren. Wenn man noch einen 3. Impuls dazupackt, kann 
dieser als Referenz für die Zeitmessung verwendet werden, was die 
Auswertung erleichtert.
Der Empfänger muß den/die Meßwert/e aus der Pulsweite zurückgewinnen.

Das Ganze funktioniert aber nur, wenn die DMS, ADC + µC eine passende 
Stromversorgung bekommen :-)

[Rainer S. (senap)]

m.n. schrieb:
> Anschließend würde ich es per µC wandeln und als Impuls mit
> modulierter Pulsweite über eine LED ausgeben.

Das wäre naheliegend, ist aber genau der Knackpunkt, warum ich nach dem 
IC suche. Ich hab Programmiererfahrung nur mit dem Freescale 9S12 und 
der ist zu groß, um auf der drehenden Welle spazieren zu fahren. Der 
wird auf der Empfängerseite eingesetzt. Und mich in einen anderen, 
kleineren µC einzuarbeiten, der auf der Welle Platz hat, bekomme ich 
zeitlich nicht hin.

Gibt es vielleicht einen IC mit Frequenzausgang?

[m.n. (Gast)]

Rainer S. schrieb:
> Freescale 9S12 und
> der ist zu groß, um auf der drehenden Welle spazieren zu fahren.

Ich würde das Problem eher bei einer zu großen/schweren Stromversorgung 
sehen. Aber gut, ich kenne Deinen Aufbau nicht.

[Rainer S. (senap)]

Kennt jemand einen IC mit Frequenzausgang, der hier eingesetzt werden 
kann? Also in der Art des ADS1231, aber mit Frequenz-Output.

[Uf (Gast)]

Wäre ein einfachester A/D Wandler in Form eines U/f Umsetzer eine Lösung 
(ohne Programmierung)?
Z. B. AD 654, es gibt noch einige weitere Typen...

[Rainer S. (senap)]

AD654, danke, genau so einen suche ich.

Gibt es einen solchen IC auch mit einem um Faktor 5 - 10 größeren 
Verstärkungsfaktor? Ich rechne mit einem Input-Signal von ca. +/- 10 mV.

[Uf (Gast)]

Dann wird R1+R2 nur 20 Ohm groß, spendiere lieber einen OP als 
Vorverstärker. Auch die Verarbeitung von negativen Spannungen wird 
einfacher (auf die halbe UB klemmen...).
Ansonsten halt selbst suchen, AD 650, RC 4151; VCF 32, LM 331 oder mit 
zwei (drei) OP's selbst bauen (Horowitz, Hill, "The Art of 
Electronics").

[Rainer S. (senap)]

Vielen Dank für die Empfehlungen. Habe mir die Datenblätter angeschaut 
=> der AD654 mit einem Vorvwerstärker wird es werden.