Hallo,
Ich habe folgendes Ziel. Ich möchte die Differenzspannung eines DMS (1k
Ohm auf einem Biegebalken) mit Faktor 1000 verstärken und das möglichst
rauschfrei mit einem ADC digitalisieren. Das habe ich soweit aufgebaut.
Mein Problem liegt darin, dass meine Schaltung auf EMV-Einflüsse
ungewollt reagiert. Wenn ich z.B. meine Hand über den DMS/Biegebalken
bewege koppelt sich ein Signal ein welches ich nicht haben möchte. Zudem
scheint das vom ADC gewandelte Signal je größer ich die Verstärkung am
Instrumentenverstärker mache nicht mehr stabil zu sein und immer mehr zu
"driften". Wo könnte mein Problem liegen? Was kann ich besser machen?
Die Zuleitung zwischen DMS und Schaltung sind ca. 5 bis 10cm lang. Ist
der Instrumentenverstäker überhaupt die richtige Wahl?
Im Anhang:
DMS
Schaltplan
Vielen Dank für eure Hilfe
Der AD8223 ist nicht unbedingt die beste Wahl, aber auch nicht so
schlecht. Es gibt da noch etwas rausch- und drift-ärmere Typen.
DMS sind schon etwas empfindlich, das signal wird schließlich stark
verstärkt. Ggf. könnte man da schon einfach die Wärmestrahlung
mitbekommen, die der Körper abgibt und etwa die eine Seite des Balkens
oder den Kleber erwärmt.
Auf Radiostörungen wären möglich.
Andre Ogrodowski schrieb:> Mein Problem liegt darin, dass meine Schaltung auf EMV-Einflüsse> ungewollt reagiert
Eigentlich sind DMS niederohmig und damit unempfindlich gegenüber
Störungen. Der hohe Eingangswidewrstand des AD8223 stört dabei nicht,
auch die hochohmigen 1MOhm Widerstände müssten egal sein weil der common
Pegel durch den DMS niederohmig mit plus und minus verbunden ist, die
1MOhm sind nur um Kabelbruch erkennen zu können.
Abpropos common mode range: Der AD8223 kann nur arbeiten, wenn die
Eingangsspannung unter VCC-1.5V liegen, das ist bei dir erfüllt ?
Es sollte wegen der niederohmigkeit überflüssig sein, aber dennoch ein
paar Massnahmen: verdrille die Zuleitungen und Messleitungen und lege
einen Schirm drumrum, auch als Alufolie über den DMS und schliesse auch
den Wägebalken dort an.
Stört es dann immer noch, liegt es an der Verbindung deiner Platine zur
auswertenden Schaltung. Dabei könnte ein Schwingen des Verstärkers ein
Grund sein daß er so empfindlich und falsch misst.
Ich hab gerade beim AD8233 geguckt, schönes Teil, du hast aber AD8223.
Klaus schrieb:> HX711, alles drin und funktioniert> https://www.aliexpress.com/...
DER funktioniert natürlich ebenso schlecht, die gibt es nicht ohne Grund
mit Abschirmgehäuse:
http://www.ebay.de/itm/HX711-Dual-channel-24-bit-A-D-Conversion-Weighing-Sensor-Modul-Metall-Shieding/171436581872
Die Auswertung mit Trägerfrequenz ist tatsächlich besser (weniger
Rauschen Möglich) als mit DC. Man umgeht das Problem mit
Thermospannungen und 1/f rauschen. Die Thermospannung können dabei auch
vom DMS selber kommen.
MaWin schrieb:> DER funktioniert natürlich ebenso schlecht,
In der Praxis funktioniert das Teil sehr gut. Das mag unter anderem
daran liegen, daß der analoge Teil der Schaltung inclusive Verstärker
extrem klein ist (ein Chip halt) und damit wenig Störungen einfängt.
Störungen oder Rauschen lagen bei mir immer unter 0,1%, ich hatte immer
mindestens 3 stabile Stellen in der Anzeige. Das ist wesentlich besser,
als die Genauigkeit des übrigen Messaufbaus. Handempfindlichkeit hab ich
nie bemerkt.
Mit dem geschirmten Aufbau, der ja auch fast nichts kost, könnte man
sich auch in richtig elektrisch versaute Umgebungen trauen, so Richtung
Maschinenhalle. Das Ganze Ding ganz dicht an die DMS, ist ja klein
genug, und dann digital weiter nach allen Regeln der Digitalkunst.
MfG Klaus
Jeder Anfänger wird Dir bestätigen, dass Verstärker sehr demokratisch
sind. Ob Sch***e oder Nutzsignal, alles wird verstärkt.
Natürlich gibt es bei hoher Verstärkung ein paar Tricks, wie man die
Grenzen etwas erweitern kann.
So kann man z.B. die Verstärkung auf mehrere Probanden verteilen.
Auch kann es nicht schaden auf Teufel-komm-raus alles, was nicht
gebraucht wird, auszufiltern. Ist aber oft 'ne Frage der
Geschwindigkeit.
Am besten wird es aber sein sich mal Gedanken darüber zu machen, ob es
nicht etwas niederohmiger geht.
Die HF-ler werden, nicht ganz unberechtigt, sagen: Schirmen, schirmen
und nochmals schirmen.
Dass jede Signalleitung verdrillt sein sollte braucht wohl nicht erwähnt
zu werden...
Habe vor längerer Zeit mal ein System gesehen, das die Brücke nur mit
einer definierten Wechselspannung speist. Keine Ahnung in welchem
Zusammenhang und ob das sinnvoll war oder nicht.
Lurchi, das war mal.Viele Instrumentenverstärker sind mittlerweile
gechoppert. Die Thermospannungen kann man rausrechnen, wenn man die
Sensorspeisung umpolt oder. abschaltet.
dmsfreak schrieb:> Viele Instrumentenverstärker sind mittlerweile> gechoppert.
keiner der in diesem Thread besprochenen/vorgeschlagenen
Instrumentenverstärker ist gechoppert (auch nicht der PGA204).
dmsfreak schrieb:> Die Thermospannungen kann man rausrechnen, wenn man die> Sensorspeisung umpolt oder. abschaltet.
Was vom Prinzip her auch nichts anderes ist als der Betrieb mit
Trägerfrequenz (nur halt mit einer sehr langsamen, die noch tief im
Bereich des 1/f-Rauschens liegt).
dmsfreak schrieb:> Lurchi, das war mal.
Es ist tatsächlich beeindruckend, was in den letzten Jahrzehnten alles
tollen ICs auf den Markt kam. Aber die grundsätzliche Aussage von Lurchi
Lurchi schrieb:> Die Auswertung mit Trägerfrequenz ist tatsächlich besser (weniger> Rauschen Möglich) als mit DC.
stimmt natürlich heute noch genauso wie früher.
Ob darin tatsächlich die Lösung des Problems von Andre liegt, habe ich
allerdings auch meine Zweifel. An Andres Stelle würde ich zuerst mal
drüber nachdenken, ob er seinen AD8223 tatsächlich im erlaubten Bereich
betreibt - bei single supply mit 3,3V stößt man schnell mal an eine
Begrenzung des ICs.
http://www.analog.com/designtools/en/diamond/#difL=0&difR=0.002&difSl=0&gain=1000&l=1.25&pr=AD8223&r=1.55&sl=1.25&tab=1&ty=1&vn=0&vp=3.3&vr=0
Achim, ich weiß nicht genau wieviele DMS Verstärker wir geliefert haben,
jedenfalls einige zig zigtausend sind es schon. Keiner davon mit
Trägerfrequenz.
Welcher Instumentenverstärker gechoppert ist, erfährst du nicht immer
aus dem Datenblatt. Du siehst es vielleicht an den Daten und bemerkst am
Ausgang verdächtige winzige Peaks, die mit Rauschen nix zu tun haben.
Das vereinfacht dargestellte Innenleben darf man nicht so wörtlich
nehmen.
Was die Rausrechnerei betrifft: Jein. Bei TF sind Thermospannungen immer
draußen, bei DC kannst du das permanent oder nur bei einem bestimmten
Zeitpunkt rausrechnen. Damit sind mit DC dynamische Vorgänge etwas
besser erfassbar als mit TF.
Abgesehen davon braucht man für TF ziemlich dicke Kabel, was bei großen
Sensoren nicht sonderlich stört. Aber auch die TF Päpste betreiben
kleine Sensorem mit DC.
Hochpräzisionsanwendungen werden fast ausschließlich mit TF gemacht, das
ist auch völlig OK. Mit DC kommt man mittlerweile allerdings ganz gut
ran. Rauschen ist nicht so das Thema in der Praxis, weil die
vorgeschriebenen Wartezeiten der entsprechenden Aufnehmer nach ISO 376
ohnehin mindestens 30 s sind, da kann man prima filtern.
Was das Problemchen von Andre betrifft, möchte ich beistimmen, erstmal
Betriebsspannungen passend zum Verstärker bereitstellen. Dann schauen
wir mal nach der Sensorspeisung und so weiter.
dmsfreak schrieb:> Welcher Instumentenverstärker gechoppert ist, erfährst du nicht immer> aus dem Datenblatt.
wenn das Rauschspektrum im Datenblatt abgebildet ist, dann sollte man
dem imho ansehen können, ob gechoppert wird oder nicht (kein 1/f-Anstieg
bzw. der 1/f-Anstieg hört bei niedrigen Frequenzen irgendwann auf; dazu
normalerweise ein Peak bei der Copperfrequenz).
Wenn sich das Rauschspektrum nicht von einem un-gechopperten Verstärker
unterscheidet, dann stimmt irgendwas mit der Implementierung des
Chopperns nicht.
dmsfreak schrieb:> Hochpräzisionsanwendungen werden fast ausschließlich mit TF gemacht, das> ist auch völlig OK. Mit DC kommt man mittlerweile allerdings ganz gut> ran.
Gegen diese Aussage habe ich keinerlei Einwände. Nur das umfassende "das
war einmal" in Bezug auf Trägerfrequenzmessungen weiter oben war mir
denn doch zu generell gehalten ;-)
Achim, das war nicht genereller als die vorherige Aussage... :-)
Seit Menschengedenken werden TF Verstärkern in Lehrbüchern behandelt, es
ist ja auch ein so schönes, vermeintlich einfach abzuhandelndes Thema.
Aber daraus einfach abzuleiten, Dc Verstärker wären grundsätzlich
schlechter, passt so nicht. Beide Messverstärker haben unterschiedeliche
Stärken und Schwächen, die in Lehrbücher nicht hinreichend diskutiert
werden, mutmasslich weil theoretisch unergiebig. Aber es gibt mehr als
schwarz und weiß.
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