Hi Leute,
ganz kurze Frage. Angenommen ich habe die Wahl zwischen zwei
Beschleunigungssensoren, namentlich den AD22035 (+-18 g) und den ADXL103
(+-1.7 g).
Die Sensitivität beträgt typisch 100 mV/g (AD22035) respektive 1000 mV/g
(ADXL103). Die Noise density 130 bzw 110 ug/Hz^0.5. Nehmen wir zum
Rechnen einfach mal 120 ug/Hz^0.5 an.
Die Bandbreite wird per RC Glied auf 10 Hz begrenzt.
Jetzt messe ich z.B. +1 g mit beiden Sensoren. Als Ausgangspegel kann
ich idealerweise 100 mV (AD22035) und 1 V erwarten. Betrachte ich das
Rauschen, so kommt aber noch weißes Rauschen dazu. Das ist bei der
betrachteten Bandbreite etwa 120 ug/Hz^0.5 * (10 Hz)^0.5 = 379 ug. Das
wären ~38 mV (AD22035) oder ~380 mV (ADXL103).
Das heißt also, dass wenn ich den AD22035 per (idealen) OP um den Faktor
10 (oder andere beliebige Zahl) und den ADXL103 mit 1 verstärke, kommt
bei beidem eine Spannung von etwa 1.38 V heraus.
Heißt das, dass ich theoretisch mit beiden Sensoren gleich genau
niedrige Beschleunigungen messen könnte? Warum ist das so, das geht
nicht in meinen Kopf, ich hoffe ihr könnt mir da etwas helfen. Oder
hängt das quasi nur von der Qualität der Verstärkerschaltung ab?
Dankeschön :)
jk schrieb:> Heißt das, dass ich theoretisch mit beiden Sensoren gleich genau> niedrige Beschleunigungen messen könnte? Warum ist das so, das geht> nicht in meinen Kopf, ich hoffe ihr könnt mir da etwas helfen.
Vielleicht heißt das einfach, dass in beiden IC der gleiche Sensor drin
ist und sich die ICs nur im Drumrum unterscheiden. Dafür sprich auch,
dass die ICs sich preislich nicht unterscheiden.
jk schrieb:> Warum sollte ich dann den +-1.7g nehmen?
weil du dir den Nachverstärker sparst (der ist nämlich schon eingebaut).
Wenn du größere Beschleunigungen als 1,7g messen willst, ist es
natürlich eine schlechte Wahl.
Scheint gut hinzukommen. Jedenfalls sind beide Sensoren bezüglich des
Rauschens (bezogen auf die Beschleunigung) gleich. Deine berechneten
Rauschwerte sind Effektivwerte, der Peak-Peak-Wert ist nochmal einen
Faktor größer. Außerdem "integrierst" du nur bis 10Hz, das Rauschen
oberhalb von 10Hz fällt bei deinem Tiefpass aber nicht sofort auf Null
sondern liefert ebenfalls noch einen Beitrag. Macht aber im Endergebnis
nicht viel aus.
Martin schrieb:> Ich glaube da ist ein Faktor 1000 zuviel.
stimmt: bezüglich der Spannung war das Rauschen einen Faktor 1000 zu
groß angegeben. Bezüglich der Beschleunigung hat die Angabe gepasst.
rms_noise = 110µg/Hz^0.5 * (BW*1,6)^0,5
= 110µg/Hz^0.5 * (10Hz*1,6)^0,5
= 110µg/Hz^0.5 * (16Hz)^0,5
= 110µg/Hz^0.5 * 4*Hz^0,5
= 440µg
Etwas größer als der Wert von jk, weil er alle Rauschbeiträge über 10Hz
komplett ignoriert hat. (Die Formel berücksichtigt diese durch den
Faktor 1,6)
Sorry, da habt ihr Recht, die Rauschsspannung ist falsch. Es sind
Mikrovolt und nicht Millivolt. Vielen Dank fürs Kontrollieren.
Es geht aber immer noch nicht in meinen Kopf, heißt das wirklich, dass
der Signal-Rausch-Abstand gleich ist für beide Sensoren?
Fehler könnten aber durch allgemein schlechtere Eigenschaften (0g
Offset?) einstehen, sodass bei gewünschtem Messbereich von vielleicht
+-1.5g der +-18g Sensor nicht in Frage kommt?
Vielen Dank für eure Antworten!
Und ja, habe vereinfacht einen idealen Tiefpass hier genommen, und ja
auch nicht über das Spektrum integriert etc. Die absoluten Werte sind
nicht so wichtig, es geht eher um das Verständnis.
jk schrieb:> Es geht aber immer noch nicht in meinen Kopf, heißt das wirklich, dass> der Signal-Rausch-Abstand gleich ist für beide Sensoren?
Ja, das ist so. Und Wolfgang hat auch schon den Grund erklärt. In beiden
Bausteinen steckt im Prinzipg der selbe Sensor (daher das selbe
Rauschen, daher gehen auch beide bei der selben Beschleunigung von 3500g
kaputt). Und nur die Auswerteelektronik (der "Nachverstärkungsfaktor")
unterscheidet sich.
