MPX2100 mit Instrumentenverstärker zur Füllstandsmessung

[Marcel L. (superhans)]

Tag zusammen,

ich möchte eine Tankfüllstandsüberwachung mittels Differenzdrucksensoren 
realisieren. Die Tanks sind bis zu 7 Meter hoch. Was ja einem Druck von 
0-700mBar bzw. 70kPa entsprechen würde. Als Sensor habe ich den MPX2100 
zur Verfügung. Habe zuerst gedacht ich könnte das Signal(40mV)einfach 
verstärken mittels OP. Das ist allerdings nicht so einfach, da diese 
40mV ja auch negativ werden können. Ein Instumentenverstärker soll also 
her. Nach einigen Versuchen diesen diskret aufzubauen, hab ich mich nun 
dazu entschlossen das Geld für einen fertigen auszugeben.
Der Instumentenverstärker bekommt ja mein -Vout und mein +Vout Signal 
und verstärkt dieses je nachdem welchen Verstärkungswiderstand ich an 
den Baustein anlegen. Mein Ziel ist eine Spannung zwischen 0-1,2V zur 
Weiterverarbeitung mit einem XBee Modul. Da wir über Tanks mit bis zu 7 
Metern reden ist eine Hohe Präzision nicht zwingend erforderlich also 
ein messen bis auf 1cm wäre i.O. Was muss ich bei der Auswahl beachten? 
Ich hab mir den AD620 aus den Standardbauteilen angeschaut? spricht was 
dagegen diesen zu verwenden. Preislich ist der mit 4€ auch noch i.O. 
Alternativ habe ich z.B. den INA117 gesehen. Worin liegt der Unterschied 
dazu?

[Wolle G. (wolleg)]

Marcel L. schrieb:
> Das ist allerdings nicht so einfach, da diese
> 40mV ja auch negativ werden können.

Bei einer Tankstandmessung sollten nur positive Spannungen auftreten, 
denn hier wird es wohl kaum zu einen Unterdruck kommen.

[Route_66 H. (route_66)]

Marcel L. schrieb:
> Da wir über Tanks mit bis zu 7
> Metern reden ist eine Hohe Präzision nicht zwingend erforderlich also
> ein messen bis auf 1cm wäre i.O.

Hast Du in der Schule nicht aufgepasst? 1 cm von 700 cm sind wieviel 
Prozent?
Wenn jetzt zu dieser Rechnung Auflösung und Genauigkeit ins Spiel 
kommen, wo beginnt dann für Dich Präzision?
Bist Du Uhrmacher oder Schmied?

[Thomas (kosmos)]

Sicher das der 4100 Überdruck messen kann 100 kPa sind Umgebungsdruck 
der 4250 kann bis 1, 5 Bar Überdruck messen

[superhans (Gast)]

wolle g. schrieb:
> Bei einer Tankstandmessung sollten nur positive Spannungen auftreten,
> denn hier wird es wohl kaum zu einen Unterdruck kommen.

Das sehe ich genauso. Allerdings habe ich halt einen 
Differenzdrucksensor zur Verfügung. Dieser gibt wie gesagt +Vout und 
-Vout aus. Was schlägst du vor? Wenn ich den -Vout auf Masse legen kommt 
es ja zu einem Kurzschluss, sobald eine negative Spannung auftritt. 
Offen Messen von +Vout nach nichts geht auch nicht....

Route 66 schrieb:
> Hast Du in der Schule nicht aufgepasst? 1 cm von 700 cm sind wieviel
> Prozent?
> Wenn jetzt zu dieser Rechnung Auflösung und Genauigkeit ins Spiel
> kommen, wo beginnt dann für Dich Präzision?
> Bist Du Uhrmacher oder Schmied?

Wenn ich 1cm auf 700 beziehe sind das ziemlich genau 0,1428% warum ist 
das in deinen Augen nicht genau?

Thomas O. schrieb:
> Sicher das der 4100 Überdruck messen kann 100 kPa sind Umgebungsdruck
> der 4250 kann bis 1, 5 Bar Überdruck messen

Du meinst der 2100??? Es handelt sich ja auch um einen 
Differenzdrucksensor ein Anschluss bleibt offen der andere misst im 
Tank.

[Thomas (kosmos)]

um einen Überdruck zu messen benötigst du einen Drucksensor der über 100 
kPa messen kann.

0bar absolut = Vakuum
1bar absolut = Umgebungsdruck = atmosphärischer Druck = 100kPa
2bar absolut = 1 bar Überdruck

Kauf die z.B. einen MPX4250AP und du kannst bis 1,5bar Überdruck messen 
und bekommst ein lineares Signal von annähernd 0-5V.

Aber wie gesagt für deine Anwendung nur den Tankinhalt aufgrund des 
Druckes zu bestimmen solltest du einen Sensor kaufen der vielleicht bis 
110 kPa 0,1bar Überdruck messen kann. Dann könntest du bei 20-30cm 
Tankfüllstand auch etwas im Voltbereich messen.

[Wolle G. (wolleg)]

superhans schrieb:
> Was schlägst du vor? Wenn ich den -Vout auf Masse legen kommt
> es ja zu einem Kurzschluss

Vorschlag: Du nimmst einen OPV, den Du als Differenzverstärker 
beschaltest (oder gleich einen Instrumentenverstärker)
Nur mal so: Was sind das für Tanks und welche Flüssigkeit soll gemessen 
werden?

>Wenn ich 1cm auf 700 beziehe sind das ziemlich genau 0,1428% warum ist
>das in deinen Augen nicht genau?
richtig. Dein MPX hat aber schon einen  Fehler von 1%, wenn ich nicht 
irre.

[Marcel L. (superhans)]

wolle g. schrieb:
> Vorschlag: Du nimmst einen OPV, den Du als Differenzverstärker
> beschaltest (oder gleich einen Instrumentenverstärker)
> Nur mal so: Was sind das für Tanks und welche Flüssigkeit soll gemessen
> werden?

Ich denke da ist ein Instrumentenverstärker genauer oder? Nochmal die 
Frage von Anfangs, man kann dafür Standardtypen nehmen oder? Es sind 
Tanks mit verschiedenen Düngemitteln für den Gartenbau.

Thomas O. schrieb:
> um einen Überdruck zu messen benötigst du einen Drucksensor der über 100
> kPa messen kann.
>
> 0bar absolut = Vakuum
> 1bar absolut = Umgebungsdruck = atmosphärischer Druck = 100kPa
> 2bar absolut = 1 bar Überdruck
>
> Kauf die z.B. einen MPX4250AP und du kannst bis 1,5bar Überdruck messen
> und bekommst ein lineares Signal von annähernd 0-5V.

Ich glaube ich muss weiter ausholen, dachte eigentlich das ich das 
Messprinzip verstanden hätte. Wenn ich den MPX2100 nehme, dann setzte 
ich doch ein Röhrchen in den Tank wobei der Anschluss des Röhrchens 
einmal zur Luftversorgung und einmal zum Sensor geht. (Wie in der 
Abbildung gezeigt) Der Anschluss P2 liegt offen zum Umgebungsdruck 1 Bar 
(100kPa). Wenn der Wasserstand steigt, steigt auch der Druck an P1 und 
der Sensor liefert mir eine Druckdifferenz eben 100kPa - x =  Differenz 
mit x dem entsprechenden Druck in Leitung P1. Aus dem Datenblatt des 
MPX2100 hab ich entnommen, dass die Pressure Range für P1>P2 zwischen 0 
und 100kPa liegen kann. Somit Sind die 100kPa ja der Maximale 
Differenzdruck und nicht der Absolute messbare.
Sind meine Ausführungen falsch?? Ich hab noch einen Auszug aus dem 
Datenblatt des MPX2100 angehängt.

[Wolle G. (wolleg)]

Marcel L. schrieb:
> Ich denke da ist ein Instrumentenverstärker genauer oder?

Bedenke, dass der MPX-messfühler lt. Datenblatt schon einen 
Linearitätsfehler von 0,25 bzw 1% aufweist. Dieser Fehler ist nicht 
kompensierbar.
>Nochmal die Frage von Anfangs, man kann dafür Standardtypen nehmen oder?
Gefühlt, ja.  Es ist auch eine Frage, warum gemessen werden soll. Z.B. 
will man wissen, wie lange reicht der Vorrat oder sollen 
abrechnungstechnische Forderungen erfüllt werden oder....
Noch einen Hinweis: Falls der Dünger in konzentrierter Form  gelagert 
wird, kann es passieren, dass das Tauchrohr am unteren Ende durch 
Kristallbildung verstopfen kann. Deshalb sollte evtl. ein Spülanschluss 
vorgesehen werden.

>Sind meine Ausführungen falsch??
Nein.
Das Messprinzip ist gängige Praxis in der Industrie.
Ist die Dichte des Düngers  immer gleich?  Die Dichte muss in die 
Berechnung mit einbezogen werden.

[Marcel L. (superhans)]

wolle g. schrieb:
> Gefühlt, ja.  Es ist auch eine Frage, warum gemessen werden soll. Z.B.
> will man wissen, wie lange reicht der Vorrat oder sollen
> abrechnungstechnische Forderungen erfüllt werden oder....

Nein es geht wie du schon sagst um den Vorrat...

wolle g. schrieb:
> Ist die Dichte des Düngers  immer gleich?  Die Dichte muss in die
> Berechnung mit einbezogen werden.

Da bin ich nicht sicher, eher unwahrscheinlich das die Dichte Überall 
gleich ist. Aber das wird dann auf der Softwareseite berechnet und daran 
gedacht habe ich ja ;-) Aber danke für den Hinweis =).

wolle g. schrieb:
> Noch einen Hinweis: Falls der Dünger in konzentrierter Form  gelagert
> wird, kann es passieren, dass das Tauchrohr am unteren Ende durch
> Kristallbildung verstopfen kann. Deshalb sollte evtl. ein Spülanschluss
> vorgesehen werden.

Auch für diesen Hinweis Danke. Wir werden das mal im Hinterkopf 
behalten.