Hallo, das Patent US6698299,
http://www.google.com/patents/US6698299
ermöglicht das berührungslose Messen von Drehmomenten in einer Achse.
Ich vermute dass genau dieses Prinzip im Tretlager von meinem Bosch
E-Bike verwendet wird.
Jetzt möchte ich den Sensor mit der im Patent angegebenen Elektronik
auswerten. (Der Sensor hat effektiv 3 Anschlüsse, und man misst ca. 50
Ohm von den äusseren zum mittleren Anschluss - also effektiv eine Spule)
Meine Frage: Kennt jemand dieses Patent, oder die Schaltung?
Kann ich die Schaltung 1:1 übernehmen, oder muss ich evtl. noch
Widerstände etc. einbauen?
epikao schrieb:> Kann ich die Schaltung 1:1 übernehmen, oder muss ich evtl. noch> Widerstände etc. einbauen?
Das ist keine Schaltung, sondern ein Blockschaltbild, falls Dir das ein
Begriff ist.
Dirk J. schrieb:> Das ist keine Schaltung, sondern ein Blockschaltbild, falls Dir das ein> Begriff ist.
eigentlich schon fast ne Schaltung, da Widerstände alles bezeichnet.
Einzig die Speisung fehlt...
Joe F. schrieb:> Doof aber auch, dass die in den Patenten die Bauteile nicht gleich> richtig beschriften...
Die sind alle beschriftet, und der genaue Buffer ist im Patent-Text
erwähnt...
Ich glaube ich kann die (Block)Schaltung so 1:1 aufbauen, oder fehlt ein
Bauteil mit Ausnahme der Speisung??
epikao schrieb:> oder fehlt ein Bauteil
Ich würde den Opamps noch Blockkondensatoren gönnen...
ROFL.
Das ist echt zu drollig, zu meinen man könne das jetzt nach dieser
Skizze einfach nachbauen.
Jeder der in dieser Zeichnung dargestellten Baugruppen ist eine relativ
komplexe Schaltung, die der Patentanmelder wohlweislich für sich behält.
Es ist sogar gängige Praxis, dass in solchen Zeichnungen mit Absicht
kleine Fehler eingebaut sind, um Kopierer in die Irre zu führen.
Die Zeichnung dient einzig nur dem Zweck, das Alleinstellungsmerkmal des
Patentes deutlich zu machen, und von ähnlichen Erfindungen abzugrenzen.
Joe F. schrieb:> Das ist echt zu drollig, zu meinen man könne das jetzt nach dieser> Skizze einfach nachbauen.> Jeder der in dieser Zeichnung dargestellten Baugruppen ist eine relativ> komplexe Schaltung,
ganz sicher, woher hast du deine Quellen? Wieso hat der Ersteller die
genauen IC-Typen angegeben?
555 für Oszillator, CD4013 für Halbierer usw... Also die Schaltung
scheint nicht wirklich komplex mit den da verwendeten Bauteile.
Höchstens hat der Ersteller evtl. Widerstände, Kondensator (Filter)
weggelassen...
weil mir scheint der Schaltungsaufbau noch nachvollziehbar, hm.
Ein definiert, halbelastisches Element und zwei halbwegs hochauflösende
Drehgeber bewirken das Gleiche. Bei vielen Materialien kommt es zu einer
reproduzierbaren Torsion. Die Sensorscheiben dürfen sich mitdrehen, die
Detektoren stehen fest und werten die Phasenverschiebung aus. Kommt also
auch ohne Schleifringe und ähnliches aus. Der Arbeits- und Messbereich
ergibt sich aus der im Lastbereich möglichen Verdrehung bzw. den
Materialkonstanten. Auch negative Kräfte sind erlaubt.
Das Prinzip ist so einfach, dass wahrscheinlich kein Patent darauf
genommen werden kann, obwohl man bei den USAnesen nie wissen kann.
Möglicherweise lässt sich das vorhergenannte Verfahren sogar noch
vereinfachen, indem man vorne und hinten, auf dem elastischen
Drehelement, auf dessen Radius, einfach Streifen aufmalt (-druckt oder
-ätzt). Unbelastet bilden diese eine durchgängige "Linie", belastet
kommt es zu einem Versatz. Ein (zwei) Zeilensensoren können diese
Verdrehung dann erfassen.
Wenn eine Elektronik nach diesem Prinzip in Deinem Fahrrad drin ist -
wieso greifst Du dann nicht den Ausgang der Schaltung ab?
Oder willst Du den Kram für eine andere Anwendung nachbauen? Dann guck
doch in Deinem Fahrrad nach, ob die Schaltung so aussieht wie in dem
Patent, und bau sie nach.
Daniel schrieb:> Wenn eine Elektronik nach diesem Prinzip in Deinem Fahrrad drin ist -> wieso greifst Du dann nicht den Ausgang der Schaltung ab?
wenn das so einfach wäre... das ist eine hochkompakte Platine dessen
SMD-Code Bauteile nicht leserlich sind.
Die Frequenz wird mit dem uC auf der Platine generiert, d.h. ich brauche
eine eigene Elektronik um den Sensor auszuwerten...
epikao schrieb:> das ist eine hochkompakte Platine
Ach?
Ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass man mit einem
NE555 und ein paar Gammel-Gattern eine hochpräzise Phasendetektierung
hinbekommt, die Verdrehungen des Magnetfeldes im Mikrometerbereich
feststellen kann.
Deine Tretkurbel wird ja nicht aus Hartgummi sein.
Die Schaltung ist ein trivialer Lock-in Verstaerker. Das Messprinzip ist
ein saettigbarer Draht, irgendwo, irgendwozu, irgendwie.
wie schon erwaehnt ist ein Patent, um die Realitaet zu verschleiern,
trotzdem aber die Idde zu schuetzen.
Die Schaltung ist ein Lock-In-Verstärker, soweit OK. Es ist jedoch noch
überhaupt nicht klar, ob das im vorliegenden Fall überhaupt zutrifft, es
ist ja nur eine von vielen Möglichkeiten Ein Sensor mit 3 Anschlüssen,
das kann vieles sein.
1) Sind auf der Welle 2 Ferritringe o. ä. untergebracht? In diesem Fal
könnte es durchaus sein, dass man den sehr kleinen Verdrehwinkel als
drehmomentproportionale Größe heranzieht.
2) Es könnte aber auch ganz anders funktionieren. Auf der Welle ist ggf.
eine Magnetisierung aufgebracht, die sich durch Anlegen eines
Drehmoments reversibel ändert. http://www.tam-sensors.com Hier gibt es
neuere aktive und ältere passive (wahrscheinlicher) Sensoren. Kommt mir
nicht auf die Idee, einen Magneten in die Nähe zu bringen.
Im Falle 1 besteht die Chance, das Signal selbst auswerten zu können.
Wenn man genug Ahnung hat... Im Falle 2 : Vergiss es, und zwar ganz
schnell.
Drehmoment-Freak schrieb:> 2) Es könnte aber auch ganz anders funktionieren. Auf der Welle ist ggf.> eine Magnetisierung aufgebracht, die sich durch Anlegen eines> Drehmoments reversibel ändert. http://www.tam-sensors.com Hier gibt es> neuere aktive und ältere passive (wahrscheinlicher) Sensoren. Kommt mir> nicht auf die Idee, einen Magneten in die Nähe zu bringen.
die Magnetisierung ist aufgebracht (auf der Achse), bzw. aufkodiert, das
ist sicher.
Der Sensor ist eine Spule, wie im Patent eingezeichnet....
Der Ersteller, beschreibt sogar exakt die Werte der Kondensatoren etc...
Natürlich will ich nicht Zeit verschwenden und eine Schaltung aufbauen
die eh für die Katz ist, aber mir leuchtet es noch nicht ein wieso das
so komplex sein muss?
Danke
> .. aber mir leuchtet es noch nicht ein wieso das so komplex sein muss?
Ein Lock-in ist nicht sehr komplex. Eine Handvoll Bauteile. Gibts
heutzutage auf einem Singlechip... man verwendet sie um sehr schwache
Signale zu detektieren. Von solchen Anwendungen gibt's sehr viele.
Da gibr es zwar ein amerikanisches Patent, die Geschichte ist jedoch mit
deutlichen Modifikationen von anderen leuten auch hier patentiert. Auf
die Beschreibung würde ich mich nicht sehr verlassen, die leute sind in
der Lage, ihr Know-How zu schützen.
Aber: Das Wort Flux-Gate hätte ein bisschen früher fallen können, das
übliche Gestochere im Nebel finde ich reichlich ermüdend. Ich bin
sicher, du weißt noch mehr.
Drehmoment-Freak schrieb:> Aber: Das Wort Flux-Gate hätte ein bisschen früher fallen können, das> übliche Gestochere im Nebel finde ich reichlich ermüdend. Ich bin> sicher, du weißt noch mehr.
nein, mehr weiss ich nicht
Jetzt Nicht schrieb:> Eine Handvoll Bauteile. Gibts heutzutage auf einem Singlechip... man> verwendet sie um sehr schwache Signale zu detektieren. Von solchen> Anwendungen gibt's sehr viele.
kannst du mir Stichworte für die Suche geben?
Jetzt Nicht schrieb:> Stichworte fuer Anwendungen : DMS zB in Personenwaagen
Danke, aber das ist was Anderes, DMS sind Dehnmessstreifen und
funktionieren nicht berührungslos...
Drehmoment-Freak schrieb:> Es wird immer doller. 2 Adressen sind schon verlinkt...
Ok. diesen Link habe ich übersehen:
http://www.tam-sensors.com/active-torque-sensing/active-torque-sensor/
kennt jemand das genauer? Wie Verfügbarkeit, Kosten?
Das wäre echt die coolste Lösung.
In meinem Bosch-Mittelmotor lässt sich leider nicht einfach ein NCTE
oder sonst ein fertiges Tretlager mit Sensor einbauen...
ich habe noch ein wenig rechechiert, das Verfahren heisst auch: PCME
(Pulsed Current Modulation Encoding)
vielleicht weiss jetzt jemand wo man die Auswerte-Elektronik bekommt für
solche Fluxgates bzw. Spulen...?
Miss doch einfach erstmal die Signale, die von deinem Bosch Sensor
geliefert werden (mit einem Oszilloskop).
Wenn man ein wenig im Netz stöbert, stößt man auf einige Hinweise, dass
die Auswerteelektronik bereits im Pedalsensor enthalten ist, und nur 3
Pins des Connectors zur Steuereinheit belegt sind.
Joe F. schrieb:> Miss doch einfach erstmal die Signale, die von deinem Bosch Sensor> geliefert werden (mit einem Oszilloskop).> Wenn man ein wenig im Netz stöbert, stößt man auf einige Hinweise, dass> die Auswerteelektronik bereits im Pedalsensor enthalten ist, und nur 3> Pins des Connectors zur Steuereinheit belegt sind.
Oje, was hast du da für Quellen?! Also sorry das stimmt nicht, bitte
nicht solchen Unfug verbreiten. Ich habe selber einen Bosch-Motor mit
dem Drehmomentsensor auseinandergenommen!
Es sind 3 Pins, aber nicht für GND/Signal/5VDC ... sondern es sind
direkt die Abgriffe der Spulen der Flux-Gates!
Wenn es so einfach wäre, hätte ich die Elektronik schon lange
abgezapft...
Gemäß dem Blockschaltbild aus dem Ausgangspost, müsste man an den
äusseren Anschlüssen der Spule eine Wechselspannung einspeisen. Ohne
Drehmoment wird die Spannung an der Mittelanzapfung sehr klein sein,
gemessen gegen eine virtuelle Masse (Spannungsteiler 1:1). Bei
zunehmendem Drehmoment wird auch die Spannung zunehmen und zwar in
beiden Richtungen des Momentes. Um die Richtung erkennen zu können,
braucht man eine phasenempfindliche Gleichrichtung.
In der obigen Schaltung geht man offensichtlich noch weiter und benutzt
das Ausgangssignal des Gleichrichters dazu, die Spannung am Mittelpunkt
der Spule auf Null zu kompensieren. Die Spannung, die man dafür
benötigt, ist wohl ein Maß für das auftretende Drehmoment.
Also Spule an einen massefreien Funktionsgenerator anschliessen und
Spannung zwischen dem Mittelpunkt der Spule und dem Mittelpunkt des 1:1
Spannungsteilers, der auch am Fktgen. angeschlossen ist, bei
verschiedenen Drehmomenten (und Frequenzen) beobachten.
gk
Wenn der Sensor im Tretlager sitzt kann nur das Moment eines Pedals
gemessen werden. Da werden so oder so nur Hausnummern geschätzt.
Dieter J. schrieb:> Schau mal hier:>> http://www.sensortelemetrie.de/de/produkte/induktive-telemetrie.html>> Ist nicht billig, aber bewährt und funktioniert.
Das ist aber nur die Auswertung/Übertragung des (DMS-)Signals. Sensor,
Beklebung usw. kommen noch drauf. Der Charme dieser magnetfeldbasierten
Verfahren ist dagegen dass man ohne rotierende Elektronik auskommt.
gk schrieb:> Also Spule an einen massefreien Funktionsgenerator anschliessen und> Spannung zwischen dem Mittelpunkt der Spule und dem Mittelpunkt des 1:1> Spannungsteilers, der auch am Fktgen. angeschlossen ist, bei> verschiedenen Drehmomenten (und Frequenzen) beobachten.
vielen Dank, bin gespannt ob da was messbar wird... vermutlich nur im
mV-Bereich geringe Differenzen...
Ist der Messaufaufbau gemäss Skizze korrekt? (Widerstände und so..)
Eine eigene Frage?
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