Kraftsensor(?) gesucht

Gast #5857763
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Moin,

für ein Experiment wollen wir eine kleine Kraft, also weniger als 100 mN 
(ca. 10g) mit einem Arduino messen. Hätte jemand einen Tip für einen 
Sensor?

Wir haben nach Kraftsensor, Wägezelle und Drucksensor gesucht, erhalten 
aber irgendiwe nicht das richtige Ergebnis.

Wir brauchen übrigens keine genaue quantitative Ausgabe, da wir 
ausschließlich Meßwerte relativ zueinander vergleichen wollen.
Gast #5858115
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Wir brauchen vermutlich sogar etwas im Bereich 10mN, also 1g.

> Da reicht ein Hebel an einem Poti mit einer passenden Rueckstellfeder.

An so etwas haben wir tatsächlich auch schon gedacht. Wäre natürlich 
einfacher, wenn es das schon fertig gäbe.
#5858698
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Christoph db1uq K. schrieb:
> Die Messungen einer Wägezelle werden laut
> Wikipedia in kg und nicht in N angegeben. Mir scheint, dass die
> Wägezelle nicht die Masse sondern das Gewicht ermittelt, auf dem Mond
> würde sie nur ein Sechstel anzeigen, während die Masse gleich bliebe.

Und was brauchst du zu der Umrechnung von Kraft zu Gewicht und 
umgekehrt?
Richtig, den Ortsfaktor (, hier in DE etwa  9,81 m/s²). Damit klappt das 
ganze auch wieder auf dem Mond.

Wenn das ganze hier in DE stattfindet, dann sind 100mN halt 9.81g.

und wenn einem 2% Fehler egal sind, kann man auch schon mal mit 1N ≙ 
100g rechnen und arbeiten.


Aber der TO hat ja noch nicht einmal gesagt, ob er eine Kraft, eine 
Masse oder gar einen Druck (Masse pro Fläche) messen will.
#5858706
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svensson schrieb:
> Wir brauchen vermutlich sogar etwas im Bereich 10mN, also 1g.

Es gibt sogar Wägezellen mit 5 oder 10g Messbereich. Sind aber nicht 
ganz so gebräuchlich.

Bei einem Potentiometer hätte ich bei dem kleinen Bereich dann die 
Vermutung, dass das ganze alles andere als linear wird und 
Losbrechkräfte und Reibungen das ganze nicht wiederholbar machen.

Feder und kapazitive Abstandsmessung würde vielleicht gehen. Aber ob es 
da von der Stange was gibt?

Ansonsten.. Piezo-Sensoren?
Gast #5858822
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Skizze ist unmöglich, da wir noch keine genaue Vorstellung haben. ;-)

Es soll die Oberflächenfestigkeit einer wabbeligen Masse bestimmt 
werden, ähnlich dem Gelee, das es zum Schweinebraten gibt.
Dafür wollten wir einen Pressstempel einen definierten Verfahrweg 
(vielleicht 3-5mm) eintauchen lassen und dabei die Kraft messen. Den Weg 
messen wir auf 1/100mm, das ist kein Problem.

Bei dem Aufbau mit dem Poti befürchte ich auch, daß das zur Verfügung 
stehende Drehmoment nicht ausreichen wird, weil der Verfahrweg so klein 
ist.

Evtl. könnte man eine Spule mit Kern als Antrieb nehmen, aber das wird 
auch alles andere als linear werden. Lange Eichreihen müssen wir auch 
vermeiden.
#5858828
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Wenn's billig sein soll: Nimm eine Küchenwaage.

Die hier haben wir schon für ähnliche Versuche erfolgreich eingesetzt:

https://www.amazon.de/Dr-Oetker-Back-Helfer-K%C3%BCchenwaage-digital/dp/B000UVLL8O

Bei einer weichen Masse als Testobjekt ist das Nachgeben der Wägezelle 
vernachlässigbar.

Die Auswerteeinheit ist schon drin, und mit der Tara-Funktion läßt sich 
das auch bequem ablesen. Einzige Voraussetzung: Messung sollte weniger 
als 3 Minuten brauchen, sonst schaltet sich die Waage ab.
Gast #5859001
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Hallo!

Ich habe zum Messen kleiner Kräfte auch ein simples Newtonmeter mit 
einer 100g-Wägezelle 
(https://www.ebay.com/itm/0-100g-Electronic-Scale-Aluminum-Alloy-Weighing-Sensor-Load-Cell-Weight/172293613951?hash=item281d7fe97f:g:cFUAAOSwvNlbWC58) 
und dem HX711 aufgebaut. Inkludiert ist auch ein Reset-Knopf.

Funktioniert zuverlässig mit einer Auflösung von 0.1 mN von 0-1500 mN.
Gast #5859206
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svensson schrieb:
> Dafür wollten wir einen Pressstempel einen definierten Verfahrweg
> (vielleicht 3-5mm) eintauchen lassen und dabei die Kraft messen.

Dafür musst du die Kraft bei (mindestens) zwei verschiedenen 
Verfahrwegen messen, um Gewichts- und Deformationskraft zu trennen. 
Falls die Masse sich nichtelastisch verformt, wird es komplizierter.
Gast #5865067
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Christoph E. schrieb:
> Hallo!
>
> Ich habe zum Messen kleiner Kräfte auch ein simples Newtonmeter mit
> einer 100g-Wägezelle
> (Ebay-Artikel Nr. 172293613951)
> und dem HX711 aufgebaut. Inkludiert ist auch ein Reset-Knopf.
>
> Funktioniert zuverlässig mit einer Auflösung von 0.1 mN von 0-1500 mN.

Moin,

die Lösung klingt nicht uninteressant. Wie funktionieren diese Zellen 
genau?
Eine Seite fest montiert und auf die andere Seite wirkt die Kraft?

Weiß jemand, ob es auch noch feinere Wägezellen gibt?

Walter T. schrieb:
> Dann lieber den Andruckkörper vergrößern.

Das ist leider nicht möglich, die Größe der Probem ist vorgegeben.

Wolfgang schrieb:
> Dafür musst du die Kraft bei (mindestens) zwei verschiedenen
> Verfahrwegen messen, um Gewichts- und Deformationskraft zu trennen.
> Falls die Masse sich nichtelastisch verformt, wird es komplizierter.

Wie sich die Masse verhält, kann man (noch) nicht sagen. Sie wird 
vermutlich nur teilelastisch sein. Da gerade die Veränderung der 
Festigkeit gemessen werden soll (Aushärtung), ist eine absolute 
quantitative Bestimmung nicht erforderlich.
Ich dachte daran, einen Prüfstempel eintauchen zu lassen und dann den 
Peak der Kraft zu messen und zu vergleichen, was für einen MCU ja kein 
Problem sein sollte.
Gast #5911887
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Inzwischen haben wir einen Aufbau ähnlich dem von Christoph gezeigten 
vorgenommen.
Derzeit haben wir noch eine 1000g Zelle, da keine andere zur Verfügung 
stand. Wir werden es dann noch mit einer 500g und 100g Zelle probieren.

Viele Grüsse

svensson

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