Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Beschleunigung eines Sensorsignals


von Chris S. (chris606)


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Hat von euch jemand einen Tipp für mich wie ich das Messsignal eines 
Sensors elektronisch oder softwareseitig beschleunigen kann?
Nehmen wir mal an ich habe einen Drucksensor, der hat einen Messbereich 
von 0-1bar.
Nun gebe ich auf den Sensor einen "idealen" Druckimpuls von 0 auf 1 bar 
(ohne Verzögerung). Das Sensorsignal am Ausgang hat allerdings einen 
Verzögerung und erreicht erst nach ca. 500ms den 1 bar Wert.
Nehmen wir mal an der Sensor hat eine Anstiegszeit T10-T90 von 300ms.
Das ist alles gegeben und kann nicht beeinflusst werden.
Meine Frage ist nun, gibt es eine Möglichkeit aus diesen 400ms 
Anstiegszeit über eine Schaltung oder über Software z.B 200ms zu machen.

Gruß
Christian

von icke (Gast)


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Nein, das geht nicht, da das dann ein nicht mehr kausales System wäre.

Einfach gesagt:
Du weisst vor deinem Sensor, was für ein Wert er erreichen wird.

von Yoschka (Gast)


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Die Sprungantwort kannst Du beschleunigen, wenn Du einen Schmitttrigger 
hinter den Sensor schaltest und den auf den Spannungswert 
dimensionierst, der T15 entspricht.

von npn (Gast)


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Chris S. schrieb:
> Meine Frage ist nun, gibt es eine Möglichkeit aus diesen 400ms
> Anstiegszeit über eine Schaltung oder über Software z.B 200ms zu machen.

Woher soll die Schaltung zum Zeitpunkt 200ms wissen, wie der Druck zum 
Zeitpunkt 400ms aussehen wird? Dazu müßte sie in die Zukunft schauen. 
Bei 400ms kann der Druck das zehnfache betragen, kann aber auch schon 
wieder auf Null gesunken sein.
Also: Nein, das geht nicht.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Doch, man kann die Flanke steiler machen, gegen etwas zusaetzliche 
Verzoegerung. Man kann zB warten bis das Signal stabil ist, und dann als 
Schritt ausgeben. Wuerd ich aber nicht so machen.

von npn (Gast)


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Yoschka schrieb:
> Die Sprungantwort kannst Du beschleunigen, wenn Du einen
> Schmitttrigger
> hinter den Sensor schaltest und den auf den Spannungswert
> dimensionierst, der T15 entspricht.

Und was kommt aus dem Schmitttrigger raus? Ein fester Wert. Er will aber 
den Druck messen, also den Wert, der vom Sensor kommt und der dem Druck 
entspricht.

von lrep (Gast)


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icke schrieb:
> Nein, das geht nicht, da das dann ein nicht mehr kausales System wäre.

Das stimmt so nicht.
Es war ja nicht gefordert daß die Wirkung vor der Ursache eintritt, 
sondern nur die Sprungantwort zu verbessern.

Das geht oft schon mit einem Hochpass.
Gewöhnlich nimmt dabei allerdings auch das Rauschen, also die 
Messunsicherheit, zu.

von npn (Gast)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Doch, man kann die Flanke steiler machen, gegen etwas zusaetzliche
> Verzoegerung.

Gerade die Verzögerung möchte er ja vermeiden...

von Yoschka (Gast)


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Nun, er schrieb, er möchte das Signal beschleunigen, nicht die Wandlung 
Druck in Spannung oder Strom...

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Chris S. schrieb:
> Hat von euch jemand einen Tipp für mich wie ich das Messsignal eines
> Sensors elektronisch oder softwareseitig beschleunigen kann?

Nimm einen Beschleunigungssensor ;-)))))

SCNR, Frank

von npn (Gast)


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Yoschka schrieb:
> Nun, er schrieb, er möchte das Signal beschleunigen, nicht die
> Wandlung
> Druck in Spannung oder Strom...

Da kann sich Chris ja nochmal dazu äußern, wie er das wirklich gemeint 
hat.

von Henrik V. (henrik_v)


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Es gibt durchaus soetws...
Wenn das Verhalten des Sensors bekannt ist, ( z.B. PT1 ) kann man anhand 
der Steilheit des Anstiegs Vorhersagen treffen.
das war mal was in den EDN design ideas ...

von Joe F. (easylife)


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kann man das auch auf aktienkurse anwenden? ;-)

von Joe (Gast)


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Das geht schon.

Man muss dazu die Ableitung des Signals addieren.

Joe

von wrdlbrmft (Gast)


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Henrik V. schrieb:
> Wenn das Verhalten des Sensors bekannt ist, ( z.B. PT1 ) kann man anhand
> der Steilheit des Anstiegs Vorhersagen treffen.

auch wenn das verhalten des sensors bekannt ist, muß das noch nicht 
heissen, dass auch der verlauf der temperatur bekannt ist. wenn das so 
wäre bräuchte man den sensor nicht mehr...
in die glaskugel kann keine schaltung schauen. keine schaltung kann 
vorhersehen, ob die temperatur weiter steigt oder wieder sinkt...

von Wolfgang A. (Gast)


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Chris S. schrieb:
> gibt es eine Möglichkeit aus diesen 400ms
> Anstiegszeit über eine Schaltung oder über Software z.B 200ms zu machen.

Durch Entfaltung mit der Übertragungsfunktion deines Sensors läßt sich 
das hin kriegen. Dafür brauchst du ein akausales Filter, d.h. du 
bekommst das rekonstruierte Signal nicht in Echtzeit. Voraussetzung ist, 
dass die Daten ausreichend rauscharm sind.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

ich denke das macht der D-Anteil eines PID-Reglers was da gefragt ist.
Einfach ausgedrückt: Wenn man das System kennt, kann aus der Ableitung 
des Signals erahnen, wo die Reise hingeht.
Das hat natürlich seine Grenzen.

Gruß,
Norbert

von Ulrich H. (lurchi)


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Über die Steigung kann man in Grenzen die Trägkeit des Sensors 
ausgleichen. Allerdings setzt man dabei für das Tatsächliche Signal 
voraus, das keine großen Anteile mit sehr hohen Frequenzen enthalten 
sind. Das ist gerade das zusätzliche Verstärkung von Hochfrequentem 
Rauschen.

Bei einem Beliebigen Eingangssignal kann man wegen der Kausalität nicht 
in die Zukunft schauen.  Mit der oft angebrachten Annahme das sich das 
tatsächliche Signal nur begrenzt schnell ändern kann, kann man sich 
schon etwas in die Zukunft wagen. Die Vorhersage bzw. Korrektur des 
Sensors ist natürlich nicht perfekt, kann aber schneller als das Signal 
direkt vom Sensor sein. Das ist so etwa das, was auch der PID Regler 
macht.

von Timemachine (Gast)


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Wahnsinn!
Vor lauter Code, "Projekten", "Ein"- und "Auslesen" hat es oben manchmal 
Nebel.
Ich mach mal einen Vorschlag:
Graphisches aufzeichen eine nichtidealen Rechtecksignals (typischer 
Sprung des Druckes auf einen Wert, anschliessend wieder auf Null), 
darunter bitte das "beschleunigte" Signal.

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