Hallo ich bin neu Ich habe Interesse an einem Projekt, den ich gerne durchführen möchte. Ich soll einen Druckunterschied mit einem Mikrosystemdrucksensor messen. Die Schaltung soll mit einer 9-V-Batteriequelle, einen Drucksensor, anderer elektronischer Komponenten, einem LCD-Display zum Ablesen der Druckdifferenz und einem EIN / AUS-Schalter zur Steuerung der Stromversorgung ausgestattet. Der gesamte Aufbau ist auf eine Leiterplatte gelötet. Die Änderung des angewendeten Drucks wird von einem Drucksensor erfasst und auf dem LCD-Display angezeigt. Der Blockdiagramm habe ich hochgeladen. Der Gauge Drucksensor und einen Luftpumpe habe ich schon bestellt. Ich weiß aber nicht von wo ich anfangen sollte. MfG Van Essa
Angehängte Dateien:
-
Blockdiagramm.PNG
14 KB
Das ist eine reine Widerstandsbrücke, dazu braucht man noch einen Differenzverstärker, oft als Instrumentenverstärker bezeichnet. Diese Drucksensoren sind ziemlich temperaturabhängig, deshalb muss man für empfindliche Messungen auch noch eine Temperaturkompensation vorsehen, hier im Datenblatt als Konstantstromquelle. Reichelt hat 126 Drucksensoren im Programm, mit sehr unterschiedlichen Empfindlichkeiten von wenigen mm Wassersäule bis zu 1000 kPascal, andere Typen werden nach "pounds per square inch" angegeben. der empfindlichste von Freescale hat 0-3,9kPa: https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/MPXV5004G.pdf für <400mm Wassersäule, es gibt auch noch empfindlichere von Honeywell Der Differenzsensor hier von Omron hat "-50 to 50 kPa", ist also irgendwo im mittleren Bereich. Differenzverstärker kann man selbst aus Operationsverstärkern zusammenbauen oder eine kompletten in einem IC kaufen, z.B Reichelt INA 118/126/128
Man kann auch den Differenzverstärker im ADC Eingang einiger Mikrocontroller benutzen oder sich einen aus 2 konventionellen ADC Kanälen berechnen.
Nur der Neugier halber häng ich mich hier an. Druck ist ja Gewicht/Fläche. Ich las den de:WP Artikel - gauge stand dort für den Atmosphärendruck - Mal was anderes - welcher Art sind die in den Digitalbriefwaagen verbaute - die sind ja auch sehr genau und das wort Waage kommt leider im de:WP-Artikel gar nicht vor - fehlt da nicht was, hat Gewicht nichts mit dem Druck zu tun oder ich einen Denkfehler?
Waagen baut man vermutlich eher mit Dehnungsmesstreifen. https://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen Die Luftdrucksensoren sind im Prinzip auch Dehnungsmessungen in Silizium https://de.wikipedia.org/wiki/Silizium-Drucksensor es gibt noch andere Verfahren, aber im Datenblatt steht "MEMS" also microelectromechanical systems https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrosystem_(Technik) https://de.wikipedia.org/wiki/Drucksensor
Meine Frage hat sich erledigt: bei den Digitalwaagen sinds wohl DMS und die passende Literatur hab ich auch schon gefunden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Gauge_(Technik) ich wusste nicht, dass das als "geitsch" ausgesprochen wird, hat jedenfalls mehrere Bedeutungen, Maß oder Messlehre. Die Drucksensoren von Freescale sind einfacher zu handhaben, da sind Verstärker und Kompensation schon eingebaut. Da kommt direkt eine einzige Spannung heraus. https://de.wikipedia.org/wiki/Freescale_Semiconductor seit 2015 zu NXP (früher ein Teil von Philips in Holland) gehörig.
Braucht man für eine Differenzdruckmessung nicht einen Sensor mit 2 Schlauchanschlüssen? Zumindest wenn der eine Druck nicht der Luftdruck ist?
Tester schrieb: > Nur der Neugier halber häng ich mich hier an. Druck ist ja > Gewicht/Fläche. Nein, Kraft pro Fläche. https://de.wikipedia.org/wiki/Druck_(Physik)
>einen Sensor mit 2 Schlauchanschlüssen... es gibt drei Versionen, im oben erwähnten Datenblatt sind alle drei Bauformen gezeigt: https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/MPXV5004G.pdf mit Null, einem oder zwei Anschlußstutzen. Null heißt, der Luftdruck wird gegen Vakuum gemessen, ein Loch im Sensor verbindet eine Seite der Membrane mit der Außenluft, das Vakuum ist im Sensorinneren auf der anderen Membranseite. Ein Anschluß heißt, die gegenüberliegende Membranseite ist auch wieder durch ein Loch auf der Unterseite mit dem äußeren Luftdruck verbunden. Und zwei Anschlüsse können schließlich die Druckdifferenz zwischen beliebigen geschlossenen Räumen messen.
ooohh ich hatte nicht gewusst, dass es so schnell ging. Vielen Dank für alle ihre Antworte. Der Drückmessbereich fürs Projekt maximal 1 Bar sein. Ich hatte den Sensor von reichelt gesehen. Damit kann man nut bis 39mBar den Druck messen. Deshalb habe ich den Sensor von OMRON bevorzugt und schon bestellt. Ich brauche also dafür eine Konstantstromquelle für die Temperaturkompensation zu realisieren? LG Van Essa
Angehängte Dateien:
Reichelt hat noch mehr Freescale-Drucksensoren, das hier war nur der empfindlichste aus der Reihe. Da praktische ist, dass Temperaturkompensation und Instrumentenverstärker schon integriert sind, da kommt direkt eine linear vom Druck abhängige Spannung heraus. Der Omron-Sensor enthält praktisch nur die Widerstandsbrücke links im Bild. http://www.bitsavers.org/components/motorola/_dataBooks/1995_Motorola_Sensor_Device_Data.pdf damals hieß Freescale noch Motorola
:
Bearbeitet durch User
Die Drucksensoren von Freescale/NXP sind auf den NXP-Seiten nicht mehr vorhanden, das könnte bedeuten, das sie nicht mehr hergestellt werden oder wieder an eine andere Firma verkauft sind. Vielleicht auch nur ein Versehen. immerhin gibt es dort noch eine Sensor-Übersicht, Seiten 2-3 zu Drucksensoren: https://www.nxp.com/docs/en/product-selector-guide/SENSSELECT.pdf Honeywell hat üblicherweise etwas "professionellere" Preise, hier jedenfalls deren Übersicht: https://sensing.honeywell.com/de-de/sensors/board-mount-pressure-sensors In dem alten Motorola Datenbuch sind eine Menge Applikationen zum Thema, auf Seite 346 steht eine Umrechnungstabelle für die Druckeinheiten, metrisch, inch und Wassersäule/Quecksilbersäule.
Angehängte Dateien:
-
TietzeSchenk_KP100A.png
110 KB
Ich habe vor etwa 30 Jahren mal einen barometrischen Höhenanzeiger mit einem Drucksensor von Philips gebaut. Der enthielt nur die Widerstandsbrücke und einen Transistor zur Temperaturmessung und -kompensation. Im "Tietze-Schenk" sind hier die Abbildung der Innenschaltung (oben Mitte, Typ KP100A) und Vorschläge für eine genauere Kompensation: https://books.google.de/books/content?id=CLQvCwAAQBAJ&hl=de&pg=PA1084&img=1&zoom=3&ots=WGYv7Fu3hG&sig=ACfU3U3vLkQoP6qVMqFeJJFbtDdFVthngA&w=1280 Die Spannung am Emitter hatte ich als Temperaturmesswert benutzt und damit die Abhängigkeit wegkompensiert. Schließlich ließ sich so eine Höhenänderung von 10 cm noch nachweisen, natürlich mit großer Temperaturdrift. Den Höhenmesser habe ich in der Bundesbahn mal mitgenommen, Ein- und Ausfahrt in einem Tunnel ergaben einen virtuellen Höhensprung von etwa 10..20m, durch die Druckänderung.
Jetzt aber mal die einfachste Schaltung: keine Temperaturkompensation und ein gewöhnlicher Operationsverstärker als Differenzverstärker geschaltet: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm Da sind nur der OP und vier Widerstände. R1 und R3 sollten deutlich größer sein als die vier Widerstände des Drucksensors, damit sie die Messbrücke nicht verfälschen. Das Datenblatt von Omron sagt "Bridge resistance 20 ± 2 kΩ", also vielleicht 100kOhm oder 220kOhm für R1 und R3. Das Verhältnis zu R2 (= R4) bestimmt die Spannungsverstärkung wie weiter unten steht. Wenn die beiden 1MOhm oder 2,2MOhm haben, wäre das 10-fache Verstärkung. Die zulässige Betriebsspannung des Sensors ergibt sich indirekt aus den Gesamtwiderstand der Brücke (20 kOhm) und dem maximal zulässigen Strom "100 μADC (130 μADC absolute max.)" Ohmsches Gesetz U=I*R ergibt 0,00013×20000= 2,6V max. und 2V typ. also ist ein direkter Betrieb aus einer 9V-Batterie nicht möglich. Ein Vorwiderstand der die Spannung reduziert muss also (9-2)V / 100µA =70 kOhm haben, der nächste Normwert sind 68kOhm. Die Differenzspannung ist laut Datenblatt je nach Ausführung maximal 31 oder 43 mV. Das kann ein normaler Operationsverstärker noch gut verarbeiten, Fehler durch die Offsetspannung sind maximal um 1 mV, ein besserer Typ wie z.B. OP07 hat ein paar Mikrovolt.
:
Bearbeitet durch User
Kann man dann einen Spannungsregler benutzen, um die 2,6V auf 9V zu erhöhen?
Der Vorwiderstand wirkt auch als eine Art Konstantstromquelle, es ist die einfachste Lösung. Welcher der beiden Sensortypen ist es, der unidirektionale ..-02 mit 0...37kPa oder der bidirektionale ..-03 mit -50...+50kPa? Für den bidirektionalen ist die Schaltung etwas komplizierter, weil der Operationsverstärker eine doppelte Betriebsspannung braucht, ersatzweise könnte man die 9V als virtuelle +/- 4,5V aufteilen. Dazu muss nur der Widerstand R4 auf halbe Batteriespannung geführt werden statt nach Minus. Die anschließende Spannungsmessung wird dann auch auf diesen künstlichen Nullpunkt bezogen, dann liefert sie positive und negative Werte.
@ Aure Du schreibst "Druckunterschied" und "Druckdifferenz" Der verlinkte Sensor ist aber doch ein Absolutdrucksensor!
Es steht aber Gauge. Ist das nicht für Gauge Sensor damit gemeint ?
Das Datenblatt beschreibt zwei Typen, daher auch meine Frage, welcher der beiden es ist. 0 to 37 kPa (2SMPP-02) -50 to 50 kPa (2SMPP-03) Hier gibt es zwei etwas ausführlichere "User Manuals" des Herstellers Auf Seite 3 steht jeweils ganz unscheinbar "Air inlet hole" an der Sensorseite, das ist der "Anschluss" für den Atmosphärendruck. Beides sind Differenzsensoren, aber der 02 kann nur Überdruck gegen die Umgebung der andere Über- und Unterdruck. Sensor -03: https://omronfs.omron.com/en_US/ecb/products/pdf/en_a283_e1_01.pdf Sensor -02: https://omronfs.omron.com/en_US/ecb/products/pdf/en_a282_e1_01.pdf
Christoph db1uq K. schrieb: > ich wusste nicht, dass das als "geitsch" > ausgesprochen wird, "gätsch" wäre korrekt, dass ä eher etwas ziehen, nicht so kurz wie get sprechen
Angehängte Dateien:
-
Drucksensorschaltung.png
93 KB
Ich hätte eher die französische Aussprache mit "oh" vermutet. Die Schaltung aus dem User Manual ist nicht schlecht, wie schon beschrieben die klassische Schaltung, mit geregelter Konstantstromquelle und Instrumentenverstärker. Ich habe noch eine OP zur Erzeugung eines virtuellen Nullpunkts bei +4,5V eingezeichnet und die Verstärkung kann man sicher noch etwas vergrößern durch Vergrößerung der beiden Widerstände rechts. Ich habe mal 100 k eingezeichnet für 10fache Verstärkung. Das Messinstrument muss auch an der virtuellen Masse angeschlossen sein, dann liefert es positive und negative Anzeigen. Ich hätte ein Zeigerinstrument mit Ruheposition in Mittelstellung genommen, das zeigt das dynamische Verhalten besser als schnell veränderliche Zahlen. https://www.reichelt.de/drehspul-messwerk-50-a-60x46-mm-pm-2-50-a-p14742.html?&trstct=pol_0 So etwas, noch ein Vorwiderstand davor, dass bei 50µA um die 4V abfallen.
:
Bearbeitet durch User
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.