Hallo!
Ich bin was Elektronik/Signaltechnik angeht etwas unbedarft, daher bitte
ich euch Experten um Entwirrung meiner Gedanken. Falls ich hier im
falschen Forum bin, bitte verschieben, danke!
Es geht um folgende Bezeichnungen, die ich aus Datenblättern von
Drucksensoren habe:
Ansprechzeit, Zeitkonstante, Frequenzbereich, Bandbreite, Sampling rate
und es gibt bestimmt noch mehr davon.
Mich interessiert eigentlich nur, wie schnell ich mit einem Sensor
Druckänderungen erfassen/abtasten kann. Wenn ich das richtig sehe, dann
sagen die Angeben oben letztlich alle das selbe aus, oder?
So habe ich die einzelnen Begriffe verstanden:
Ansprechzeit:
Summe aus Zeitkonstante und Totzeit. Aus dem Kehrwert sollte ich doch
die maximale Frequenz erhalten!?
Zeitkonstante:
Wenn die Totzeit vernachlässigter ist, dann sollte ich aus dem Kehrwert
der Zeitkonstanten die max. Frequenz erhalten!?
Frequenzbereich:
Ist doch genau das, was ich wissen will!?
Bandbreite:
Gibt die Frequenz an, bei der das Signal um einen definierten Wert
abfällt, z.B. -3 dB. Solange ich unterhalb dieser Frequenz bin, ist
alles ok!?
Sampling rate:
Ist doch genau das, was ich wissen will!?
Mir geht es hier um den Sensor! Mir ist bewusst, dass ich mit meiner
Messwerterfassung mind. doppelt so schnell abtasten muss, wie die
Frequenz die ich auflösen möchte (Nyquist)!
Eine Bestätigung bzw. eine Korrektur meiner Beschreibung wäre der
nett... ich bin mittlerweile total verwirrt.
Das zweite Problem ist die Angabe der Genauigkeit. In den meisten
Datenblättern ist unter Genauigkeit eine Kombination aus
Linearitätsabweichung, Hysterese und Wiederholbarkeit angegeben. Dazu
werden oft noch Temperatureinflüsse angegeben. Den gesamten Fehler
erhalte ich doch durch Addition der einzelnen Fehler, oder?
Wie ist denn die Angabe: "kombinierter Temperatureinfluss +- 0,5 % v.E."
zu verstehen?
Des Weiteren wird bei manchen Sensoren noch ein Total Error Band
angegeben. Seltsamerweise komme ich durch Addition der Einzelfehler aber
nicht auf den Wert des Total Error Band... warum nicht? Verstehe ich da
was falsch?
Danke!
Wende Dich doch an die sog. "Applikationsingenieure" des Herstellers.
Die werden gut dafür bezahlt, den Anwendern unverständliche Kürzel in
ihren Datenblättern zu erklären.
So in Etwa kommen die Annahmen hin. Zur Praezisierung :
Zeitkonstante bedeutet, der Endwert wird auf 1-1/e = 65% angenaehert.
Bei Sensoren gibt es auch noch eine Langzeit drift.
Und abgegebene Werte sind so, dass der Hersteller auf der sicheren Seite
ist. Sprich, der Sensor sollte besser sein.
flo schrieb:> Solange ich unterhalb dieser Frequenz bin, ist alles ok!?
Kommt drauf an, wie genau du messen willst.
Auf 99% hat sich der Ausgabewert an rapiden Drucksprung angepasst nach 5
x Zeitkonstante, zuzüglich deiner 0.5% vom Endwert als mögliche
Veränderung durch die Temperatur (die Abweichung pro GradC muss also
nicht sufsummiert werden über alle GradC des Temperaturbereichs).
Hat dein Druck jedoch eine Schwankungsschnelligkeit kleiner als die
Maximalfrequenz (pulsierender Druck mit 50Hz sinus im Druckverlauf
beispielsweise), ist der gelieferte Wert jederzeit korrekt nach der
Totzeit, denn der Sensor konnte der Druckschwankung jederzeit folgen,
lediglich der A/D Wandler musste wandeln, daher die Totzeit).
flo schrieb:> Mir ist bewusst, dass ich mit meiner> Messwerterfassung mind. doppelt so schnell abtasten muss, wie die> Frequenz die ich auflösen möchte (Nyquist)!
Diese Annahme ist ein häufiger Irrtum!
Man muss schneller als doppelt so häufig abtasten, wie die höchste im
Signal enthaltene Frequenzkomponente. Sonst kommt es zu Alasising, egal
ob man es möchte oder nicht. Das resultierende abgetastete Signal kann
später nicht mehr vom richtigen mit ganz anderen Frequenzen
unterschieden werden.
Danke für die vielen Antworten :)
@ MaWin
"Auf 99% hat sich der Ausgabewert an rapiden Drucksprung angepasst nach
5
x Zeitkonstante" woher kommt die 5? Ist die allgemein gültig?
Das würde ja bedeuten, dass bei genauen Messungen (5*Zeitkonstante)⁻1
meine max. Frequenz ist, oder?
Was hat jetzt die Angabe des Temperaturfehlers mit der Frequenz zu tun?
Die Frage nach den Fehlern sollte eine separate sein.
@ Mike
Haarspalterei :D... nein, danke für den Hinweis!
Also zusammenfassend kann man dann sagen: Wenn Bandbreite, Samplerate
oder Frequenzbereich angegeben sind, dann kann der Sensor innerhalb
dieser betrieben werden. Sind Ansprechzeit oder Zeitkkonstante gegeben,
dann muss ich mir die Frequenz, je nach genauigkeit, entweder durch den
Kehrwert oder durch den Kehrwert von 5*Zeitkonstante bestimmen?
Die Frage mit den Fehlern bleibt dann noch :)
danke
flo schrieb:> "Auf 99% hat sich der Ausgabewert an rapiden Drucksprung angepasst nach> 5 x Zeitkonstante" woher kommt die 5? Ist die allgemein gültig?
Die 5 Zeitkonstanten sind eine Hausnummer, mit der mancher zufrieden
ist.
Nach 5 Zeitkonstanten ist der verbleibende Fehler nach einem
Signalsprung exp(-5) < 0,7% der Sprunghöhe, d.h. nach einem Full-Scale
Sprung hat mit mit einem 7Bit AD-Wandler noch einen Fehler von einem
Bit.
