DMS-Vollbrücke Offset

[Michael M. (skyscater)]

Hallo,

hab eine Kraftmessdose (U1A von HBM)(DMS-Vollbrücke 350Ohm) zuhause und 
bin gerade dabei eine Auswerteschaltung mit einem ADS1231 und einem 
Atmega8 aufzubauen.(Betriebsspannung 5V).

Nachdem mir nur unsinnige Werte ausgegeben wurden, hab ich das ganze mal 
durchgemessen und eine Differenzspannung der Brücke von 135mV im 
unbelasteten Zustand feststellen müssen. Im belasteten Zustand geht das 
ganze aufwärts.

Da der ADS1231 maximal eine Differenzspannung von 19,5mV auflösen kann, 
ist dies natürlich viel zu hoch. Ich hab leider relativ wenig Erfahrung 
mit DMS-Messbrücken und kann nicht einschätzen ob das normal ist, bzw. 
wie ich dem entgegenwirken kann.

Über Hilfe, Tipps oder Empfehlungen von einschlägiger Lektüre, würde ich 
mich sehr freuen.
mfg. Michi

[Ulrich (Gast)]

Die Brückenspannung hängt davon ab wie viel Strom man durch die Brücke 
schickt. Eine Spannung von 5 V ist ggf. sowieso eher zu viel für die 
Brücke.
Mit weniger Strom wird auch die Spannung kleiner und passt dann ggf. in 
den Messbereich.

Der andere Punkt ist ggf. noch die Wahl welchen der 4 Anschlüsse man für 
den Strom und welche für die Spannungsmessung nutzt. Bei der anderen 
Wahl wird ggf. der Offset kleiner.

Die nicht so schöne Notlösung wäre es extern einen Offset aufzubringen, 
also extra einen Widerstand zu einer der beiden Seiten. Für die 135 mV 
wären das etwa 350 Ohm * 5V/ 135 mV oder rund 13 K Ohm.

[gk (Gast)]

Also entweder hast Du den Aufnehmer falsch angeschlossen, oder er wurde 
mal überlastet. Der Nennkennwert beträgt 2mV/V, also 10mV bei 5V 
Speisung. Du hast im unbelasteten Zustand 135mV, als das 13,5 - fache 
des Ausgangssignals bei Nennlast. Das spricht eher für falschen 
Anschluss.

gk

[Michael M. (skyscater)]

Vielen danke für die schnellen Antworten!

Laut Datenblatt ist 5V die Nennspannung.
Nach meiner Messung nach fließt 10mA Strom gegen GND.

Hoff mal das er nicht überlastet wurde und es an der Beschaltung liegt.
Ich hab mal die Anschlüsse der Kraftmessdose nach Datenblatt (links) und 
die Verdrahtung des ADS1231 (rechts) angehängt.

weiß auf AINP
schwarz auf SW bzw. GND
rot auf AINN
blau auf 5V
grün auf VREFP
grau auf VREFN
Schirm nicht angeschlossen

Hab ich da bei der Beschriftung was falsch verstanden?
Hab mir überlegt schwarz und grau gegen blau und grün auszutauschen, bin 
mir aber nicht sicher, ob ich die Kraftmessdose damit nicht zerstören 
könnte.

mfg. Michi

[gk (Gast)]

Sorry, mit überlastet meinte ich mechanisch überlastet. Mit 5V kannst Du 
nichts kaputt machen.

Ich sehe auch keinen Fehler im obigen Anschlussbild.

Ich würde jetzt erstmal den Aufnehmer per Ohmmeter nachmessen und dabei 
auf Symetrie überprüfen. Dann würde ich den Aufnehmer mal an die 5V 
hängen (ohne ADS) und am Ausgang die Spannungen gegen Masse und 
gegeneinander ontrollieren.

gk

[Rainer Z. (razi)]

Hai!

Michael Mokricky schrieb:
> Laut Datenblatt ist 5V die Nennspannung.

Ja.

> Nach meiner Messung nach fließt 10mA Strom gegen GND.

Etwas mehr, ca. 12mA - 14mA.

> Hoff mal das er nicht überlastet wurde und es an der
> Beschaltung liegt.

Kann ich mir kaum vorstellen, dass es an der Beschaltung
liegt.

> Ich hab mal die Anschlüsse der Kraftmessdose nach
> Datenblatt (links) und die Verdrahtung des ADS1231
> (rechts) angehängt.
>
> weiß auf AINP
> schwarz auf SW bzw. GND
> rot auf AINN
> blau auf 5V
> grün auf VREFP
> grau auf VREFN
> Schirm nicht angeschlossen

Soweit ich sehe ist alles richtig: Schwarz und grau auf die
eine Seite der Versorgung, blau und grün auf die andere;
weiß und rot an die Messeingänge.

> Hab ich da bei der Beschriftung was falsch verstanden?

Nee.

> Hab mir überlegt schwarz und grau gegen blau und grün
> auszutauschen,

Ja, mach das mal. Wenn der Offset jetzt -135mV ist, also
nur sein Vorzeichen wechselt, liegt das Problem in der
Kraftmessdose.

> bin mir aber nicht sicher, ob ich die Kraftmessdose
> damit nicht zerstören könnte.

Dürfte nicht passieren. Dehnmessstreifen sind ohmsche
Widerstände und als solche ungepolt. Kaputtmachen kannst
Du die eigentlich nur durch Überlastung (--> zuviel Strom).
Heisst also: Die Messsignale (rot und weiß) NICHT gegen
+5V bzw. GND kurzschließen.

Die Polung der ganzen Dose hat nur Einfluss darauf, ob Du
ein positives Ausgangssignal bei mechanischem Zug oder bei
Druck bekommst.

Gruß,
Rainer

[Michael M. (skyscater)]

Hab das ganze mal seperat angeschlossen (ohne ADS1231) und da 
funktioniert alles so wies soll (bei keiner Last -> 0V Differenz und bei 
100g Belastung 1mV) :D

Was natürlich bedeutet das es am ADS1231 liegt, was ich überhaupt nicht 
nachvollziehen kann.
Wenn ich die 2 Eingänge vom ADS1231 (jweils 2,5V) kurz schließ erhalt 
ich ca. 50uV.
Ist der Offset normal? Wenn ich die Eingänge jeweils auf +5V und auf -5V 
zieh (mit einem Widerstand dazwischen) bekomm ich +/- 2^23. Was ja 
richtig ist.
Laut Datenblatt sind die Eingänge mit Dioden geschützt womit ich die ja 
doch nicht kaputt gemacht haben sollte.
Das einzige was mir noch einfallen würde ist, dass ich zwischen den 
CAP-Leitungen und an die Versorgung keinen Kondensator geschalten habe, 
weil ich grad keinen zuhause hab.
Weiters sollt noch erwähnt werden, dass das ganze auf einem Breadboard 
aufgebaut ist.

Hat villeicht gemand Erfahrung mit dem ADS1231 bzw. kann sich dessen 
Verhalten erklären.

mfg. Michi

[gk (Gast)]

Ich hab mir jetzt nicht das ganze Datenblatt des ADS durchgelesen, nur 
überflogen. Im Common-Mode Bereich solltest Du liegen. Jetzt drängt sich 
mir die Frage auf, was macht der Switch am Anschluss SW ? Wer oder was, 
bzw. wann wird der betätigt ? Schliess doch einfach mal die negative 
Speisespannung direkt an Masse an und lass SW offen.

@Rainer Ziegenbein schrieb:
> Die Messsignale (rot und weiß) NICHT gegen +5V bzw. GND kurzschließen.

Und was soll da passieren ?

In einem Zweig P = U² / R = 25 / 350 = 0,72W. Da brauche ich den zweiten 
Strompfad 25 / 3 x 350 Ohm schon gar nicht mehr dazu rechnen !

gk

[Michael M. (skyscater)]

Der SW wird nur bei der Messung eingeschalten bzw. geschlossen. Wenn ich 
ihn direkt auf Masse leg, ändert das leider auch nix.
Werd mal einen Kondensator besorgen und es mit dem noch mal versuchen, 
ansonsten werd ich den ads1231 austauschen müssen denk ich $:.

Mfg. Michi

[Rainer Z. (razi)]

> @Rainer Ziegenbein schrieb:
>> Die Messsignale (rot und weiß) NICHT gegen +5V bzw. GND
>> kurzschließen.
>
> Und was soll da passieren ?

Genau das passiert:

> In einem Zweig P = U² / R = 25 / 350 = 0,72W.

... Hihi... neee, passiert gar nicht. Komma falsch!

Richtig ist: P = 0,072W = 72mW.

Ich nehme meinen Hinweis oben zurück und bekenne: Mit 5V kann
man die Brücke nicht kaputtmachen. Ich hatte mich bei der
Verlustleistung auch verrechnet...

[Michael M. (skyscater)]

Hab mir eben einen Kondensator geholt, den ich zwischen den beiden CAP 
Eingänge geschalten habe.
Jetzt hab ich als Offset nur noch -6mA, was schon um einiges besser ist 
als vorher, sprich bei keiner Belastung mess ich eine Spannung von -6mV.

Kann das wirklich vom Breadboardaufbau kommen bzw. könnt ihr mir Tipps 
empfehlen, wie ich die Störung weiter reduzieren kann.

mfg. Michi

[GeGe (Gast)]

An AVdd gegen GND auch einen Kondensator.
Die beiden Messeingänge miteinander Verdrillen.