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
Angehängte Dateien:
-
Schaltplan.PNG
17 KB -
IMG_20161104_115324.jpg
210 KB
Probier mal einen rauscharmen Instrumentenverstärker mit integrierten Widerständen, dann klappt das. Z. B. PGA204.
HX711, alles drin und funktioniert https://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-1pcs-Goose-electronic-HX711-module-weighing-sensor-24-AD-module-pressure-sensor-SCM-DIY/32649436122.html?spm=2114.01010208.3.1.nj3oFx&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_2_10091_10090_10088_10089,searchweb201603_1&btsid=91a15fff-f8fa-4842-85e0-4756e88dbff0 MfG Klaus
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: > Ist der Instrumentenverstäker überhaupt die richtige Wahl? Nein, stabiler ist die Messung mit Trägerfrequenz.
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
Habe mir jetzt nicht das Datenblatt angeschaut, aber im DB vom AD8221 ist ein Abschnitt zu "RF INTERFERENCE" und was man dagegen tut (mit Cs filtern).
HF-Bastler, worauf begründet sich diese Annahme? Auf den Stand der Elektronik im Jahr 1956?
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.
:
Bearbeitet durch User
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.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.