Hallo, ich habe das Problem, dass bei meiner Waage, welche mit diesen 5€ Wägezellen (in meinem Fall mit einer Zelle für 3kg) funktioniert, die erste Minute nach dem einschalten der Nullpunkt um mehrere Gramm in eine Richtung driftet (am Anfang schneller, dann immer langsamer). Jetzt möchte ich natürlich nicht nach dem einschalten erst einmal eine Minute warten bis ich etwas messen kann. Ich vermute dass der Drift durch den Strom verursacht wird (5V, Wägezelle hat 1kOhm), so dass sich die Zelle erwärmt und deshalb driftet. Wenn die Waage eine Weile an ist, ich sie ausschalte, und dann wieder einschalte driftet immer noch nichts. Weiß jemand warum das gekaufte Waagen nicht machen? Gibt es eine Art Notchfilter, der den Offset beibehält, aber alles andere was sehr langsam passiert herausrechnet und aber schnelle Änderungen wieder anzeigt? Oder sonst noch eine Idee? Vielleicht etwas wie e-Funktion in der ersten Sekunde fitten und abziehen? Ich habe mal 1kOhm vor die Brücke gelötet um die Brückenspannung zu halbieren, und damit die Leistung zu vierteln. Leider hat sich das fast nicht ausgewirkt.
Da man Wägezellen im Allgemeinen mit einem Differenzverstärker ausliest, sollte da durch die Brückenanordnung der Zelle gar nichts driften, da beide Ausgänge in die gleiche Richtung driften. Sowas wird vom Differenzverstärker ignoriert und erscheint nicht an seinem Ausgang. Es wird sich also um ein falsches Messverfahren handeln bei dir oder eine wirklich defekte Zelle.
Gerald M. schrieb: > Weiß jemand warum das gekaufte Waagen nicht machen? Die legen den Strom an die DMS nur in kurzen Impulsen an, nur genau zum Messzeitpunkt, daher quasi keine Erwärmung und vor allem kein unnützer Stromverbrauch, sie sind ja oft batteriebetrieben.
Matthias S. schrieb: > einem Differenzverstärker ausliest, sollte da durch die Brückenanordnung > der Zelle Nicht der Verstärker driftet, sondern die DMS änder den Widerstand auf Grund der Dehnung, die durch die Temperaturänderung verursacht wird.
Sogar hochpräzise teure Laborwaagen (6 Stellen) driften nach dem Einschalten. Deshalb soll man erst nach >10 Minuten mit dem Wägen beginnen. In Labor-Wägezimmern werden ALLE Waagen nach Arbeitsbeginn eingeschaltet und abends oder nie ausgeschaltet.
Gerald M. schrieb: > Jetzt möchte ich natürlich nicht nach dem einschalten erst einmal > eine Minute warten bis ich etwas messen kann. Bei Präzisionsmessungen aller Art ist es eigentlich immer so, das man nach dem Einschalten einige Zeit wartet, bevor man mit dem Messen beginnt.
Hallo zusammen, mir geht es hier nicht um "Präzisionsmessungen", bei denen es um ppm geht. Es geht hier um einen Drift im Bereich von 0,2% Fullscale. Bei einer 2kg Wägezelle habe ich genau das gleiche Verhalten, bei einer Vishay Tedea-Huntleigh 3kg Zelle habe ich dieses Verhalten quasi nicht messbar. Da überwiegt das Rauschen im Bereich von 0,1g eher. MaWin schrieb: > Die legen den Strom an die DMS nur in kurzen Impulsen an, nur genau zum > Messzeitpunkt, daher quasi keine Erwärmung und vor allem kein unnützer > Stromverbrauch, sie sind ja oft batteriebetrieben. Prinzipiell eine gute Idee, jedoch ist gerade bei den kleinen Signalen wie beim DMS doch Oversampling gang und gäbe so dass ja quasi dauerhaft gemessen wird?! Die Waage soll übrigens eine Küchenwaage werden, weshalb 1min warten nicht akzeptabel ist.
Gerald M. schrieb: > Die Waage soll übrigens eine Küchenwaage werden, weshalb 1min warten > nicht akzeptabel ist. Wen stören bei einer Küchenwaage 0.2% ? Drogenküche ?
Dich stört also nicht dass deine Waage kurz nach dem Nullen 3 Gramm anzeigt?
Gerald M. schrieb: > Dich stört also nicht dass deine Waage kurz nach dem Nullen 3 > Gramm anzeigt? Nein. Meine mechanische bis 3kg Zeigerwaage, da steht der Zeiger nicht bei 0, sondern ja nach dem von wo man guckt bei -30g oder +10g, und ich fang da nicht an am Tara-Knopf zu drehzen. In der Küche sind 10% schon übertriebene Messgenauigkeit. Ja, die richtige Menge Salz im Brot wiege ich meistens ab, die Menge Mehl nur grob, schon das Wasser geht dann nach gutdünken rein.
Ist ja auch nicht für mich sondern ein Geschenk. Und da kommt das einfach nicht so gut rüber :D
Karl schrieb: > Nicht der Verstärker driftet, sondern die DMS änder den Widerstand auf > Grund der Dehnung, die durch die Temperaturänderung verursacht wird. Bei einer Messbrücke sollten Temperaturänderung durch Anordnung der DMS als Brückenschaltung automatisch kompensiert werden, solange alle DMS-Elemente die selbe Temperatur besitzen. Die Widerstandsverhältnisse ändern sich dann nicht. Gerald M. schrieb: > Wenn die Waage eine Weile an ist, ich sie ausschalte, und dann > wieder einschalte driftet immer noch nichts. Dann liegt es vielleicht an deiner (unbekannten) Schaltung.
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Mir ist durchaus klar wie eine Vollbrücke funktioniert. Das ändert nichts daran dass ich einen Metallbalken einseitig mit 25mW heize, sodass dieser sich verformt, was eben der DMS misst. Den Effekt habe ich auch bei dem HX711 beobachtet (fliegender Aufbau, bevor meine Platine kam), müsste aber noch einmal testen, da ich damit nichts kalibriert hatte und entsprechend die Stärke des Effekts nicht abschätzen kann. Ansonsten verwende ich die angehängte Schaltung.
Die Drift durch die Erwärmung vom Messstrom kann man nicht vermeiden. Man kann sie Reduzieren, indem man mit weniger Strom misst. Ggf. muss dann der Verstärker weniger Rauschen haben. Wenn es sein muss könnte man den Ausgleich beschleunigen, indem nach dem Einschalten für einige Zeit (z.B. 5 sekunden ein höherer Strom genutzt wird, so dass man etwas schneller auf Betriebstemperatur ist. Das ändert nichts an der Zeitkonstante, aber den Ausgangspunkt kann man verbessern. Wenn der Drift Teil reproduzierbar ist, könnte man den ggf. auch rechnerisch abziehen. Für weniger Drift gibt es ggf. bessere DMS, die weniger driften.
Also der Drift verläuft immer sehr ähnlich. Allerdings habe ich das Problem dass ich beim Ausschalten der Waage auch die Spannung vom Mikrocontroller ausschalte. Ich habe also keine Information darüber ob der Drift "schon passiert ist" oder ob er noch kommt. Ich könnte mir vorstellen die vergangenen Samples in beispielsweise zwei Hälften zu unterteilen, und schauen ob ein Fit ähnliche Steigungen (mit wenigen zehntel Gramm/s) ausgibt. Falls ja, kann man diese abziehen. Falls etwas aufgelegt wird, sind die Steigungen unterschiedlich und es darf nichts abgezogen werden. Danach sind die Steigungen wieder ähnlich, und die Steigung darf vom Wert abgezogen werden. Nach einer Minute wird diese Funktion deaktiviert.
Gerald M. schrieb: > bei einer > Vishay Tedea-Huntleigh 3kg Zelle habe ich dieses Verhalten quasi nicht > messbar. Bei kommerziellen Kraftaufnehmern wird die Nullpunkt- und Empfindlichkeitsabweichung über die Temperatur kompensiert. gk
Gerald M. schrieb: > Metallbalken einseitig mit 25mW heize Ich/man würde die Vollbrücke nicht einseitig auf den Messsteg kleben. Zusätzlich gibt es das die speziell auf unterschiedliche Materialien angepasst sind. Z.b. für Alu oder Stahl. Außerdem vergiss die 0,2% Fullscale....wenn du 1% schaffst bist du gut...
Die 0.2% FS habe ich ja. Das liegt aber daran dass ich ja maximal 2 Minuten messe. Ich weiß dass man bei Langzeitdrift eher von Stunden bis Tage redet. Das will ich ja gar nicht.
Das Problem mit den Neustart nach nur eher kurzem Ausschalten könnte man ggf. über einen Speicherkondensator erkennen. Also ein Kondensator der die ähnlich langsam entlädt (und lädt) wie sich die DMS Brücke erwärmt. Mit ein paar µF und einigen 10 MOhms kommt man in den Bereich, und ein FET könnte die Spannung ohne große Last messen. Alternative ein thermisches Gedächnis mit ähnlicher Zeitkonstante wie die DMS Brücke. Der Abgleich ist aber schwerer zu berechnen.
Oft sind Thermospannungen der Leitungen / Steckverbindungen schuld. Evtl. die Brückenspeisespannung verringern, dann gibt es weniger Verlustleistung.
Thermospannungen sollten durch das zyklische Drehen von Gnd und der Anregespannung (AC-Excitation), was ich auch mache, genullt werden.
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Falls jemand selbst eine Idee hat. Ich habe hier zwei Datensätze, einmal nur der Drift und einmal der Drift und abwechselnd Belastung.
Also ich habe hier eine Waage, die Drift um den Tara-Punkt in Software wegkorrigiert. Ändert sich da in einem Messintervall der angezeigte Wert nicht um mehr als 2 der kleinsten gemessenen Einheiten, bleibt einfach 0 da stehen.
Die Kurve sieht aus als wäre das Rauschen deutlich kleiner als die Drift. Mit weniger Spannung / Strom zur Anregung (bzw. pausen und nur Zeitweise messen) sollte sich das Verhältnis verschieben: weniger Drift und mehr Rauschen. Ich würde mehr Rauschen in Kauf nehmen. Die Kurve sieht auch nicht nach nur 1 Zeitkonstante aus, sondern eher nach 2: einmal eher schnell und dann noch was richtig langsames.
Nimm ein Material welches eine geringe Wärmeausdehnung hat. zB. Ceran, kann man sich (ggf.mit Waterjet) aus einem kaputten Herd rausschneiden. Stein ist ca 2x besser als Stahl, Alu ganz ungünstig. Glas- oder Kohlefaser wäre perfekt
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So, habe es jetzt so gemacht wie Sven es meinte. Funktioniert sehr gut. Der Drift ist auf dem Bild nicht mehr so "gerade" wie vorher, vermutlich weil ich die Wägezelle für die Aufnahme an die Kante gehalten hatte. Bei der zweiten Messung hatte ich es schwer so das größere Gewicht über längere Zeit zu halten, deshalb hat das öfter mal gewackelt, aber wenn ich die Zelle fest gehalten hatte, hat sich der Wert nicht geändert. Das einzige was man merkt ist eine Änderung im Offset bei den Sprüngen. Also am Anfang 0.0g, dann 69g Gewicht drauf, --> 69.0g, dann wieder herunter --> 0.1g. Macht natürlich auch Sinn, da der Drift während des Sprungs nicht mehr vom echten Wert unterschieden werden kann. Aber das macht nichts. Die Nachkommastelle ist nur zur Orientierung für kleine Grammangaben. Jede Änderung von weniger als 30 LSB (= weniger als 0,1g) wird jetzt in den "Drift Value" integriert, welcher vom Display und Tara Wert abzieht. Eigentlich sollte ich jetzt noch einen Sprungwert-abhängigen Gain kalibrieren, da ja der der Creep, also das Nachlaufen des Wertes nach einem Sprung, ebenfalls in den Drift Value fließt. Aber ja, wäre übertrieben :)
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Ich kann nochmal präzisieren, dass diese Waage hier die Korrektur explizit nur um den Tarapunkt herum macht. Ist das Gewicht 10g, wird auch eine Änderung um 0.01g angezeigt und bleibt dann so. Selbst habe ich keine besonders ausgeprägte Meinung dazu was richtig ist, aber offenbar ist das das, war sich jemand der schon länger Waagen baut mal überlegt hat ;)
Gerald M. schrieb: > Das ändert nichts daran dass ich einen Metallbalken einseitig mit 25mW > heize, sodass dieser sich verformt, was eben der DMS misst. Du könntest alternativ mal mit z.B. einem Zehntel der Leistung heizen, um den Temperatureinfluss durch die Heizung zu reduzieren und von Kriecheffekten zu trennen. Gerald M. schrieb: > Also der Drift verläuft immer sehr ähnlich. Allerdings habe ich das > Problem dass ich beim Ausschalten der Waage auch die Spannung vom > Mikrocontroller ausschalte. > Ich habe also keine Information darüber ob der Drift "schon passiert > ist" oder ob er noch kommt. Dann schalte die Waage nicht ab. Wenn du die Brückenversorgung getrennt steuerst, kannst du den Duty-Cycle und damit die mittlere Heizleistung kräftig reduzieren und die Drift verfolgen.
Sven B. schrieb: > Ich kann nochmal präzisieren, dass diese Waage hier die Korrektur > explizit nur um den Tarapunkt herum macht. Ist das Gewicht 10g, wird > auch eine Änderung um 0.01g angezeigt und bleibt dann so. Interessant. Bei mir funktioniert das so zumindest nicht, da ja der Drift dann voll durchkommt sobald etwas Gewicht aufgelegt wird. Also am Anfang 0g, dann werden nach wenigen Sekunden 10g aufgelegt, nach weiteren 10 Sekunden sind es plötzlich 11g. Beim herunternehmen steht dann noch 1g auf der Waage. Ich muss nur noch das Verhalten untersuchen, wenn man etwas langsam rein schüttet. Dafür muss ich aber erst den Rest der Waage fertig bauen, da das auf der Zelle allein zu schlecht funktioniert. Muss dann gegebenenfalls mit den Filter (im Moment 4 Messwerte, größter und kleinster fliegt raus) sowie der Samplefrequenz spielen. Natürlich kann ich je schneller ich Sample, desto niedriger kann ich die Schwelle zum "ist Drift" setzen, aber desto mehr rauschen habe ich, wobei das Rauschen nicht so viel ausmacht, da das ja gleich verteilt ist, so dass das im Mittel wieder raus integriert wird. Die Brückenspannung kann ich tatsächlich auch ausschalten. Ich muss Mal schauen ob es besser ist die Spannung / den Strom über einen Vorwiderstand zu senken oder kleinere Pausen zu machen, oder auch beides. Ach, selbst an etwas popeligem wie einer Waage kann man sich rein steigern :D
kleiner Nachtrag: habe nun zwischen die 5V Brückenspannung und der Messbrücke 1kOhm gelötet. Nun wird die 1kOhm Messbrücke mit 2,5V versorgt. der Drift selbst hat sich nur um etwa 20% reduziert. Vielleicht hat das mit der Wärmeleitfähigkeit des DMS mit dem Aluminium der Wägezelle zu tun.
Gerald M. schrieb: > Interessant. Bei mir funktioniert das so zumindest nicht, da ja der > Drift dann voll durchkommt sobald etwas Gewicht aufgelegt wird. Also am > Anfang 0g, dann werden nach wenigen Sekunden 10g aufgelegt, nach > weiteren 10 Sekunden sind es plötzlich 11g. Beim herunternehmen steht > dann noch 1g auf der Waage. Ja, genau so ist es hier aber auch. Stellt man die Waage am Tarapunkt hin, bleibt sie auf 0.00, aber mit einem Gewicht drauf driftet sie. Beim Herunternehmen des Gewichts ist dann auch der Tarapunkt verschoben.
Ah, ich habe dort "deine" Variante beschrieben, und was mich dran stört. Bei mir passiert das nicht, da auch mit Gewicht drauf das "wegwandern", also alles was weniger als ~0.1g/0.07s ausmacht, vom Wert abgezogen wird. Deshalb wandert das Tara auch nicht mit, so dass wenn ich die Waage einschalte automatisch auf 0 gestellt wird, dann lege ich ein Gewicht auf, das wird dann auch konstant angezeigt, un wenn ich es wieder herunter nehme ist wird mit maximal eine Differenz von 0.2g angezeigt, obwohl die Waage eigentlich um 2g in der Zeit gedriftet ist. Falls man irgendetwas langsamer auf die Waage legt als diese 0.1g/0.07s, wird das aber auch komplett weggefiltert, aber das kann ein Mensch vermutlich nicht so einfach so konstant.
Gerald M. schrieb: > Nun wird die 1kOhm Messbrücke mit 2,5V versorgt. der Drift > selbst hat sich nur um etwa 20% reduziert. Die Empfindlichkeit wird sich dabei allerdings auch halbiert haben.
Die Empfindlichkeit nicht, da ich den widerstand auch vor die Referenzspannung gepackt habe, allerdings wird das Rauschen zugenommen haben, aber das ist immernoch angenehm (und auch überraschend ) klein.
Gerald M. schrieb: > Falls man irgendetwas langsamer auf die Waage legt als diese 0.1g/0.07s, > wird das aber auch komplett weggefiltert, aber das kann ein Mensch > vermutlich nicht so einfach so konstant. Das ist halt gerade das Problem, ich weiß nicht ob dieser Fall so unrealistisch ist, wenn du z.B. ein feines, trockenes Pulver schüttest kann ich mir das locker vorstellen.
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