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Forum: Fahrzeugelektronik Ratiometrischer / nicht ratiometrischer Drehgeber


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Autor: Sebastian E. (sebert)
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Ich möchte einen Drehwinkel mit meinem Arduino Mega 2560 messen (über 
den Analogeingang mit 0-5 Volt / AD-Wandler mit 1024 bit im Arduino 
integriert).

Dazu habe ich zwei Sensoren zur Auswahl:

1. Versorgungsspannung 5 V, Ouput 0,5 bis 4,5 Volt, RATIOMETRISCH
https://sensing.honeywell.com/RTY180LVEAX-non-contact-hall-effect-rotary-position-sensors

2. Versorgungsspannung 10-30 Volt, Ouput 0,5 bis 4,5 Volt, 
NICHT-RATIOMETRISCH
https://sensing.honeywell.com/RTY180HVEAX-non-contact-hall-effect-rotary-position-sensors

Im Screenshot anbei noch mal diese Daten in der Übersicht.

Ich habe sowohl 24 Volt als auch 5 Volt als Versorgungsspannung zur 
Verfügung.

Jetzt bin ich bezüglich ratiometisch und nicht-ratiometrisch etwas 
verwirrt. Wenn ich mir den Wikipedia-Artikel ansehe, dann hat das 
ratiometrische Messprinzip scheinbar den Vorteil, dass Ungenauigkeiten 
oder Schwankungen in der Eingangsspannung kompensiert werden und meine 
Messung nicht verfälschen. Was mich hier aber jetzt wundert ist, dass 
für BEIDE Sensoren der Output mit 0,5 bis 4,5 Volt angegeben wird. Beim 
nicht-ratiometrischen Sensor hätte ich jetzt erwartet, dass die 
Outputspannung in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung variiert.

Kann mir hier jemand in dieser Hinsicht etwas "Nachhilfe" geben? Was 
bedeutet das ratiometrische Prinzip in meinem speziellen Fall auf diese 
Anwendung und den Sensor bezogen? Welcher Sensor ist warum zu 
bevorzugen?

Autor: m.n. (Gast)
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Sebastian E. schrieb:
> 2. Versorgungsspannung 10-30 Volt, Ouput 0,5 bis 4,5 Volt,
> NICHT-RATIOMETRISCH

Da ist einfach ein 5 V Spannungsregler eingebaut.

Sebastian E. schrieb:
> Welcher Sensor ist warum zu
> bevorzugen?

Der Ratiometrische, weil er mit 5 V funktioniert und es Dir freigestellt 
bleibt, ob Du ratiometrisch oder nicht messen möchtest. Für den anderen 
müßte man ggf. eine höhere Versorgungsspannung erzeugen.

Autor: Sebastian E. (sebert)
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m.n. schrieb:
> Für den anderen
> müßte man ggf. eine höhere Versorgungsspannung erzeugen.

Ich habe auf jeden Fall beide Spannungen zur Auswahl. Wäre also kein 
kritischer Punkt für mich.

> Da ist einfach ein 5 V Spannungsregler eingebaut.

OK, heißt das also, dass er mögliche Schwankungen der Eingangsspannung 
über den Spannungsregler ohnehin kompensiert und sind deshalb beide 
gleicht gut geeignet?

Wenn noch jemand etwas mehr Hintergründe hat, gerne her damit. Ich würde 
das ganze gerne noch etwas besser verstehen.

Autor: Sebastian R. (sebastian_r569)
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Sebastian E. schrieb:
> nicht-ratiometrischen Sensor hätte ich jetzt erwartet, dass die
> Outputspannung in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung variiert.

Genau dann wäre er ja wieder ratiometrisch.

Bei einer ratiometrischen Messung ist die Versorgungsspannung des 
Sensors auch gleichzeitig die Referenzspannung des ADCs. Wenn die 
Versorgungsspannung schwankt, schwankt das Ausgangssignal und auch die 
Referenzspannung des ADCs. Alle Verhältnisse (ratio) und damit auch der 
Messwert bleiben gleich.

Autor: Sebastian E. (sebert)
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Sebastian R. schrieb:
> Bei einer ratiometrischen Messung ist die Versorgungsspannung des
> Sensors auch gleichzeitig die Referenzspannung des ADCs

OK, d.h. ich müsste eigentlich unbedingt auch die INTERNE 
Spannungsquelle des Arduino als Spannungsversorgung für den Sensor 
verwenden und nicht die Spannung einer zusätzlichen 5V-Spannungsquelle, 
damit die Messergebnisse genau bleiben, richtig?

Autor: Sebastian R. (sebastian_r569)
Datum:

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Prinzipiell ja, da diese Spannung auch die Referenz für den ADC bildet. 
Und damit dann Referenz und Ausgangssignal vom Sensor gleichermaßen 
schwanken.

Und bei 20mA spricht da eigentlich nichts gegen, die 5V vom Arduino zu 
nehmen.

Autor: Anja (Gast)
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Sebastian R. schrieb:
> Und bei 20mA spricht da eigentlich nichts gegen, die 5V vom Arduino zu
> nehmen.

und dann macht einer außen einen Kurzschluß von der +5V Leitung an die 
12V-Leitung .... oder das Kabel scheuert auf Karosserie durch.

Der Profi nimmt für die Sensor-Speisung einen "Voltage-Tracker" der die 
Analog-Referenzspannung kurzschlußsicher dupliziert.

Gruß Anja

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