Servus, ich suche einen DMS Verstärker, der mindestens mit 1 MHz verstärken kann. Ich möchte den Verstärker selbst aufbauen, also ich suche nix fertiges. Hab als erstes an einen Instrumentenverstärker gedacht, aber nichts passendes gefunden. Die Dinger kann man ja auch mit 3 OPV´s aufbauen. Auf welche Datenblattwerte muss ich achten? Oder reicht auch schon ein Differenzverstärker? Auf welche Datenblattwerte muss ich da achten? Oder hat vll. jemand einen Instrumentenverstärker oder OPV´s im Kopf, die passen würden? Wie groß sollte die Verstärkung sein? Danke schon mal!
Was meinst du mit "DMS Verstärker"? Etwa etwas für Dehnungs-Mess-Streifen? Da gibt es ja doch ganz unterschiedliche, aber wie da die 1 MHz rein passen, ist mir ein Rätsel. Ist das die einzige Anforderung?
Mann soll ja nie sagen das etwas unmöglich ist aber wie sieht denn das Budget aus?😄
Bin kein expliziter DMS-Experte, aber habe schon damit herum gepröbelt. 1 MHz ist unter diesen Voraussetzungen sicher nicht machbar. Instrumentenverstärker aus 3 OpAmps selber bauen? eher nicht.... hast du denn wirklich eine Mechanik, die sich so schnell bewegt, dass dein DMS-Verstärker 1 MHz können muss? ich würde mich da Kevin anschliessen: Kevin M. schrieb: > Mann soll ja nie sagen das etwas unmöglich ist aber wie sieht denn das > Budget aus?😄 1 kHz vielleicht noch. 1 MHz eher nicht.
Hermann S. schrieb: > Die Dinger kann man ja auch mit 3 OPV´s aufbauen. > Auf welche Datenblattwerte muss ich achten? Bei kleinen Signalspannungen willst du, dass z.B. die Offsetspannung der OPs nicht auseinander driftet. Alle OPs auf einem gemeinsamen Chip zu platzieren, hilft schon mal für gute thermische Kopplung.
Hermann S. schrieb: > ich suche einen DMS Verstärker, der mindestens mit 1 MHz verstärken > kann. Für welche Verstärkung? Hermann S. schrieb: > Hab als erstes an einen Instrumentenverstärker gedacht, aber nichts > passendes gefunden. Dann hast du nicht richtig gesucht. Parametrische Suche benutzen bei den bekannten Herstellern... INA849 wäre z.B. ein Kanditat. Hermann S. schrieb: > Wie groß sollte die Verstärkung sein? Echt, da fragst Du uns? Wir kennen weder deine Schaltung, noch was Du da genau vorhast. Tobias P. schrieb: > hast du > denn wirklich eine Mechanik, die sich so schnell bewegt, dass dein > DMS-Verstärker 1 MHz können muss? Das ist mir auch gleich aufgefallen ;) Selbst bei einem blanken DMS-Streifen habe ich da Zweifel, dass die so schnell können.
Servus, erstmal Danke für die ganzen Antworten und Erklärungen! Ok, habs mir schon fast gedacht, dass ein Instrumentenverstärker aus OPV´s eher eine schlechte Idee ist. Lt. Wiki sollen die DMS bis 8 MHz noch ohne Störungen funktionieren. Budget sollte sich natürlich in Grenzen halten für ein Bastelprojekt, die 10 € für den INA849 wären voll i. O. Aber sehe ich das richtig...der INA849 funktioniert erst ab 8 V? -Hätte ich vll. noch erwähnen sollen...3,3 V oder 5 V wären ideal. Ja ich hab ne ziemlich schnelle Mechanik, die Signale spielen sich um 3 ms ab, das will ich mit guter Auflösung aufnehmen. Zur Verstärkung...die weiß ich leider selbst noch nicht, müsste ich wahrscheinlich ausprobieren. Die Schaltung gibts auch noch nicht, da würde ich mich erstmal an die Beispielschaltungen z. B. vom INA849 orientieren. Bin also noch ganz am Anfang. Im speziellen gehts um das hier: https://grtools.de/doku.php?id=en:plugin:grtrace:plugin-grtrace Die Kommunikation mit der Software wäre aber erstmal zweitrangig. Mir gehts erstmal darum, das Signal vom DMS erstmal adäquat verstärken zu können. Wie auf der Seite zu sehen ist, arbeiten die mit nur einem DMS, also keine DMS-Vollbrücke. Der Rest der Whestonschen Vollbrücke (Widerstände) ist wahrscheinlich in der Messhardware. Und falls jetzt einer fragt...Berechtigungen usw. sind natürlich alle vorhanden. Danke und Gruß
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Hermann S. schrieb: > Wie groß sollte die Verstärkung sein? Das kommt halt auf deine Mechanik an. Also wie stark deine Mechanik die DMS im relevanten Messbereich dehnt. In typischen Anwendungen hat man oft Verstärkungen im niedrigen dreistelligen Bereich (100 V/V bis 200 V/V). Aber ich kann dir sagen die Anforderung "Bandbreite 1 MHz" ist für DMS-Anwendungen nicht gerade typisch :D
Hermann S. schrieb: > Lt. Wiki sollen die DMS bis 8 MHz noch ohne Störungen funktionieren. es mag exotische Anwendungen mit mirkostrukturieren DMS geben, bei denen 8MHz noch eine Rolle spielen. Aber wofür glaubst du Dehnungen mit 8MHz messen zu können? Dehnungen breiten sich im gemessenen Material mit der Schallgeschwindigkeit aus. Bei Metallen liegt die irgendwo im Bereich von einigen tausend m/s (sagen wir als Beispiel 5000 m/s). Eine Dehnung, die mit 8MHz schnell wechselt, läuft als 8MHz Schallwelle durch das Material. In einer halben Periode der 8MHz (zwischen maximaler und minimaler Dehnung) kommt sie also grade mal 300µm weit. Um mit einem DMS etwas messen zu können müsste die Gesamtgröße der Messanordnung deutlich unter 300µm liegen, sonst mittelt dein DMS ohnehin über mehrere aufeinanderfolgende Dehnungsmaxima und -minima. Planst du einen solch kleinen Aufbau? Falls nein: lege die Grenzfrequenz der Verstärkung deutlich niedriger aus. Alles, was du an unnötiger Bandbreite mitverstärkt, gibt dir nur mehr unnötige Störungen und Rauschen in deinem Ausgangssignal.
Also wenn ich jetzt richtig gerechnet hab, sollte sich eine radiale Längenänderung von ca. 0,027 mm am Aussendurchmesser (35 mm) bei 3900 bar ergeben. Wie komme ich jetzt auf die Widerstandsänderung? Hätte zum Ausprobieren erstmal an diese günstigen Dinger gedacht: https://www.amazon.de/YOUMILE-BF350-3AA-BF350-Hochpr%C3%A4zises-Druckwiderstands-Dehnungsmessger%C3%A4t/dp/B07TVHSKD1/ref=asc_df_B07TVHSKD1/?tag=googshopde-21&linkCode=df0&hvadid=474176877004&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=7459303654034183904&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=m&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=20229&hvtargid=pla-1134980218948&psc=1&th=1&psc=1
Hermann S. schrieb: > Längenänderung von ca. 0,027 mm am Aussendurchmesser (35 mm) also eine Dehnung von 0,027/35=0,8*10^-3 Mit der Dehnung kannst du in die Formel deines DMS gehen. Wenn dessen Empfindlichkeit ungefähr 2 ist (was bei metallischen DMS üblich ist), ist die Widerstandsänderung 2*0,8*10^-3. Aus 350Ohm werden also 350,7Ohm. Wenn du ernsthaft mit schnell wechselnden Signalen messen willst, dann muss nicht nur dein Verstärker schnell genug sein. Du musst auch darauf achten, dass die parasitären Kapazitäten in deinem Aufbau gering sind und auf alle Zweige deiner Messbrücke gleich wirken.
@Achim: erstmal Danke für Deine ausführliche Erklärung! Ich will aber gar nicht mit 8 MHz verstärken. Ich denke 1 MHz ist ausreichend. Wie komme ich darauf? -Wenn ich ein Signal mit 1 ms Länge mit 1000 Messpunkten auswerten möchte, muss ich doch mit 1 MHz abtasten?! Das muss ja der Messverstärker auch mitmachen, oder sehe ich das falsch?
Hermann S. schrieb: > Ja ich hab ne ziemlich schnelle Mechanik, die Signale spielen sich um 3 > ms ab, das will ich mit guter Auflösung aufnehmen. Ja schön, das sind dann 330Hz. ich weiss ja nicht was Du an Auflösung willst, aber bis 1000000 Hz ist es doch etwas WEIT dahergeholt.
Achim S. schrieb: > Hermann S. schrieb: >> Längenänderung von ca. 0,027 mm am Aussendurchmesser (35 mm) > > also eine Dehnung von 0,027/35=0,8*10^-3 Hab mich wahrscheinlich unsachlich ausgedrückt, die 0,027 mm waren auf den Umfang bezogen, also dann 0,027/35*PI=2,42*10^-3 ?! > Mit der Dehnung kannst du in die Formel deines DMS gehen. Wenn dessen > Empfindlichkeit ungefähr 2 ist (was bei metallischen DMS üblich ist), > ist die Widerstandsänderung 2*0,8*10^-3. Aus 350Ohm werden also > 350,7Ohm. 2*0,8*10^-3 ergibt bei mir 1,6*10^-3, müsste ja die Einheit mV/V sein?! Wie kommst Du auf 0,7 Ohm Änderung? Steh ich aufm Schlauch? > Wenn du ernsthaft mit schnell wechselnden Signalen messen willst, dann > muss nicht nur dein Verstärker schnell genug sein. Du musst auch darauf > achten, dass die parasitären Kapazitäten in deinem Aufbau gering sind > und auf alle Zweige deiner Messbrücke gleich wirken. Ja das wird die nächste Herausforderung sein. Würd mich da an HF Aufbauten anlehnen, also vll. Manhatten-Style Aufbau?!
Andrew T. schrieb: > Hermann S. schrieb: >> Ja ich hab ne ziemlich schnelle Mechanik, die Signale spielen sich um 3 >> ms ab, das will ich mit guter Auflösung aufnehmen. > > Ja schön, das sind dann 330Hz. Ja wenn ich alle 3 ms messen wollen würde. > ich weiss ja nicht was Du an Auflösung willst, aber bis 1000000 Hz ist > es doch etwas WEIT dahergeholt. 1 ms mit 1000 Messpunkten, hab ich mal gedacht. Vll. reicht auch weniger. Aber lieber zu schnell als zu langsam.
Hermann S. schrieb: > Aber lieber zu schnell als zu langsam. Das kann problematisch werden wenn du ungewollt Störungen mitverstärkst ...
Hermann S. schrieb: > Ich denke 1 MHz ist ausreichend. > Wie komme ich darauf? -Wenn ich ein Signal mit 1 ms Länge mit 1000 > Messpunkten auswerten möchte, muss ich doch mit 1 MHz abtasten?! Das > muss ja der Messverstärker auch mitmachen, oder sehe ich das falsch? Ja, das siehst du falsch. Dem Meßverstärker ist vollkommen egal, wie schnell du abtastest. Denn das passiert ja nach dem Verstärker. Er muß nur schnell genug sein, um dem Signal folgen zu können. Wenn dein Signal mit 1ms Länge periodisch ist, dann hat es eine Grundfrequenz von 1kHz. Über Oberwellen wissen wir deswegen noch lange nichts. Mit eine Abtastung mit 1Mhz kannst du bestenfalls bis 500kHz messen, was darüber liegt produziert nur Aliasing-Fehler (Abtasttheorem).
Wie @marsufant schon erwähnte, hättest du ein Signal, dass eine Frequenz von ca. 330Hz hat. Wenn du jetzt Nyquist zur Hilfe ziehst, brauchst du als absolutes minimum mindestens das doppelte der Signalfrequenz als Abtastrate. Normalerweise ist man mit dem 5-fachen gut bedient. Heißt du wärst bei ca. 1,6kHz. Einen wirklichen Mehrwert bringt dir eine Abtastrate von 1MHz nicht wirklich.
Hermann S. schrieb: > 2*0,8*10^-3 ergibt bei mir 1,6*10^-3, müsste ja die Einheit mV/V sein?! > Wie kommst Du auf 0,7 Ohm Änderung? Steh ich aufm Schlauch? Mit den Formeln aus Wikipedia. Die Dehnung epsilon ist die relative Längenänderung. Also 0,027mm/35m Daraus ergibt sich die relative Widerstandsänderung von 0,7Ohm mit delta_R/R = k * epsilon. k ist bei metallischen DMS ungefähr 2 Die absolute Widerstandsänderung bekommst du mit R(epsilon) = R_0 (1+k*epsilon). R_0 ist bei dir 350 Ohm. Damit hast du die Widerstandsänderung (nach der hattest du gefragt). Um daraus die Spannungsänderung der Brücke zu bestimmen, musst du halt die Spannungsteiler der Brücke ausrechnen. Hermann S. schrieb: > Hab mich wahrscheinlich unsachlich ausgedrückt, die 0,027 mm waren auf > den Umfang bezogen, oh, war mein Fehler. Dann war meine Berechnung um einen Faktor pi daneben. Hermann S. schrieb: > Würd mich da an HF Aufbauten anlehnen, also vll. Manhatten-Style > Aufbau?! Mach dir erst mal wirklich bewusst, welche Bandbreiten du benötigst. Das richtet sich nach der Flankensteilheit der Signal, die du unverfällscht darstellen willst. Ist die Anstiegszeit deines Pulses 3ms? Oder die Gesamtdauer des Pulses. Eine Schaltung mit Bandbreite 1kHz und eine mit Bandbreite 1MHz haben sehr unterschiedliche Anforderungen.
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Axel S. schrieb: > Hermann S. schrieb: >> Ich denke 1 MHz ist ausreichend. >> Wie komme ich darauf? -Wenn ich ein Signal mit 1 ms Länge mit 1000 >> Messpunkten auswerten möchte, muss ich doch mit 1 MHz abtasten?! Das >> muss ja der Messverstärker auch mitmachen, oder sehe ich das falsch? > > Ja, das siehst du falsch. > > Dem Meßverstärker ist vollkommen egal, wie schnell du abtastest. Denn > das passiert ja nach dem Verstärker. Er muß nur schnell genug sein, um > dem Signal folgen zu können. Wenn dein Signal mit 1ms Länge periodisch > ist, dann hat es eine Grundfrequenz von 1kHz. Über Oberwellen wissen wir > deswegen noch lange nichts. Mit eine Abtastung mit 1Mhz kannst du > bestenfalls bis 500kHz messen, was darüber liegt produziert nur > Aliasing-Fehler (Abtasttheorem). Ok, super, Danke für die Erklärung! Dann wirds ja evtl. doch nicht so kritisch mit der Geschwindigkeit. Im Bild ist mal ein Beispiel aus dem Programm zur Druckmessung und Druckverlauf. Die Werte rechts oben sind eben ein Beispiel, ich weiß nicht in wie Weit man das als Referenz heranziehen kann (z. B. Verstärkung von 1279). Das Programm rechnet direkt die Spannungswerte der DMS Brücke in Druck um (man muss natürlich alle Möglichen Angaben machen, wie Durchmesser, Poissonzahl, etc.). Aber wie schon gesagt, das Programm ist erstmal zweitrangig, erstmal muss ich wissen und verstehen, wie man solche Signale adäquat verstärkt.
Achim S. schrieb: > Hermann S. schrieb: >> 2*0,8*10^-3 ergibt bei mir 1,6*10^-3, müsste ja die Einheit mV/V sein?! >> Wie kommst Du auf 0,7 Ohm Änderung? Steh ich aufm Schlauch? >. >. >. > Damit hast du die Widerstandsänderung (nach der hattest du gefragt). Um > daraus die Spannungsänderung der Brücke zu bestimmen, musst du halt die > Spannungsteiler der Brücke ausrechnen. Vielen Dank! (da hätt ich auch selber drauf kommen können...also doch aufm Schlauch gestanden^^)
@Gery: Das Signal ist eben alles andere als ein Sinus oder eine sich wiederholende Schwingung, von der man sagen kann, das Signal hat eine Frequenz von x Hz. Von dem her glaube ich nicht, dass man das Nyquist Theorem hier anwenden kann?! Die Flankensteilheit heranzuziehen wie Achim meinte wäre wohl besser?!
für einen einfachen Tiefpass gilt: Bandbreite * Anstiegszeit = 0,35 Das nimmt man oft als Abschätzung für die benötigte Bandbreite. Wenn dein Puls innerhalb von 0,5ms aufs Maximum ansteigt, wäre ein Bandbreite von ungefährt 0,35/500µs=700Hz passend. Also irgendwas mit Anstiegszeit von 1kHz passt halbwegs. Die Abtastrate muss dann schnell genug sein, dass du "genügend Messpunkte" auf dem Puls hast.
Es geht also um Druckmessung, wenn ich das richtig verstanden habe. Bei Impulsen in der ms-Gegend handelt es sich wahrscheinlich um flüssige Medien. Flüssige Medien in einem Rohrleitungssystem zeigen eine gewisse Eigenschaft, die man mit einem Tiefpass vergleichen kann, die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Druckimpulsen ist also begrenzt. Insofern wäre es extrem hilfreich zu wissen, was an der Messstelle überhaupt ankommt. Weiterhin beruht die Messung mit DMS auf einer reversiblen Verformung. Solche Systeme haben Resonanzfrequenzen. Im vorliegenden Fall kann man von einer ungedämpften Schwingung ausgehen. Was bedeutet, dass es wenig Sinn maht, oberhalb von 20 % der mechanischen Resonanzfrequenz zu messen. Bevor du also mächtig viel Energie in eine superschnellen Messverstärker steckst, sollten die Bedingungen besser geklärt werde. Das erspart sehr viel Arbeit.
Achim S. schrieb: > für einen einfachen Tiefpass gilt: Bandbreite * Anstiegszeit = 0,35 > > Das nimmt man oft als Abschätzung für die benötigte Bandbreite. Wenn > dein Puls innerhalb von 0,5ms aufs Maximum ansteigt, wäre ein Bandbreite > von ungefährt 0,35/500µs=700Hz passend. Also irgendwas mit Anstiegszeit > von 1kHz passt halbwegs. > > Die Abtastrate muss dann schnell genug sein, dass du "genügend > Messpunkte" auf dem Puls hast. Super geil! Dann ists ja weitaus "einfacher" als ich gedacht hätte. Hätte immer gedacht, der Verstärker müsse mindestens so schnell sein wie die Abtastung. Da war ich dann völlig aufm falschen Dampfer.
Je näher die Bandbreite des Verstärker am Signal ist, umso stärker wird er es verzerren. Die Frage ist also, wie genau soll er den Kurvenverlauf des Signals wieder geben? Da wirst du bestimmt einige Versuche machen müssen.
Hermann S. schrieb: > Ja ich hab ne ziemlich schnelle Mechanik, die Signale spielen sich um 3 > ms ab, das will ich mit guter Auflösung aufnehmen. Bis 1MHz sind das noch 3.5 Größenordnungen
ths schrieb: > Flüssige Medien in einem Rohrleitungssystem zeigen eine gewisse > Eigenschaft, die man mit einem Tiefpass vergleichen kann, die > Ausbreitungsgeschwindigkeit von Druckimpulsen ist also begrenzt. Genau, die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Druckwellen ist in einem inkompressiblen Medium vorzugsweise auf die Schallgeschwindigkeit im Medium begrenzt. Die liegt in flüssigen Medien größenordnungsmäßig bei 1.5 km/s.
ths schrieb: > Es geht also um Druckmessung, wenn ich das richtig verstanden habe. Bei > Impulsen in der ms-Gegend handelt es sich wahrscheinlich um flüssige > Medien. Druckmessung, richtig...aber das Medium ist gasförmig. > Flüssige Medien in einem Rohrleitungssystem zeigen eine gewisse > Eigenschaft, die man mit einem Tiefpass vergleichen kann, die > Ausbreitungsgeschwindigkeit von Druckimpulsen ist also begrenzt. > Insofern wäre es extrem hilfreich zu wissen, was an der Messstelle > überhaupt ankommt. Aber nur beim flüssigen Medium, sonst hat man ja Kavitation. Im gasförmigen Medium geht das auch über Schallgeschwindigkeit, wie in diesem Fall. Naja an der Messstelle kommt physikalisch eine Dehnung des Materials (Stahl) an, also eine Längenänderung von im Umfang ca. 0,027 mm. > Weiterhin beruht die Messung mit DMS auf einer reversiblen Verformung. > Solche Systeme haben Resonanzfrequenzen. Im vorliegenden Fall kann man > von einer ungedämpften Schwingung ausgehen. Was bedeutet, dass es wenig > Sinn maht, oberhalb von 20 % der mechanischen Resonanzfrequenz zu > messen. Reversible Verformung ist klar...plastische Verformung wär auch eher schlecht^^ Aber wie kommst Du auf ungedämpfte Schwingung...und wieso sollte man nicht über einer Resonanzfrequenz messen? > Bevor du also mächtig viel Energie in eine superschnellen Messverstärker > steckst, sollten die Bedingungen besser geklärt werde. Das erspart sehr > viel Arbeit. Genau das versuche ich herauszufinden, bevor ich mit der Hardware losleg
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Stefan ⛄ F. schrieb: > Je näher die Bandbreite des Verstärker am Signal ist, umso stärker wird > er es verzerren. Die Frage ist also, wie genau soll er den Kurvenverlauf > des Signals wieder geben? > > Da wirst du bestimmt einige Versuche machen müssen. Ok, heisst das, ich darf die Bandbreite des Verstärkers nicht zu hoch wählen, sonst wird das Signal zu sehr verzerrt? Oder was passiert, wenn die Bandbreite sehr viel höher als das Signal ist?
Hermann S. schrieb: > Ok, heisst das, ich darf die Bandbreite des Verstärkers nicht zu hoch > wählen, sonst wird das Signal zu sehr verzerrt? Nein, dann wird es nur unnötig teuer. Stefan ⛄ F. schrieb: > Je näher die Bandbreite des Verstärker am Signal ist, umso stärker wird > er es verzerren. Ein Signal mit einer Frequenz genau bei der Bandbreite wird in seiner Amplitude um 30% abgeschwächt und um 45° Phasenverschoben - weiter nichts. Verzerrungen entstehen gewöhnlich durch nichtlineares Verhalten in der Übertragungskette. Was meinst du genau?
Wolfgang schrieb: >> Je näher die Bandbreite des Verstärker am Signal ist, umso stärker wird >> er es verzerren. > > Ein Signal mit einer Frequenz genau bei der Bandbreite wird in seiner > Amplitude um 30% abgeschwächt und um 45° Phasenverschoben - weiter > nichts. > > Verzerrungen entstehen gewöhnlich durch nichtlineares Verhalten in der > Übertragungskette. Was meinst du genau? Die von Dir beschriebenen Signalveränderungen nennt man "lineare Verzerrungen".
Hermann S. schrieb: > Ok, heisst das, ich darf die Bandbreite des Verstärkers nicht zu hoch > wählen, sonst wird das Signal zu sehr verzerrt? Anders herum. Bei nicht Sinus-Förmigen Signalen muss die Bandbreite des Verstärkers hoch sein, damit das Signal möglichst originalgetreu wiedergegeben wird.
Wolfgang schrieb: > Ein Signal mit einer Frequenz genau bei der Bandbreite wird in seiner > Amplitude um 30% abgeschwächt und um 45° Phasenverschoben - weiter > nichts. > > Verzerrungen entstehen gewöhnlich durch nichtlineares Verhalten in der > Übertragungskette. Was meinst du genau? Das gilt für Signale in Sinus Form, hier ist es aber eben kein Sinus und soll auch keiner werden.
Hermann S. schrieb: >> Bevor du also mächtig viel Energie in eine superschnellen Messverstärker >> steckst, sollten die Bedingungen besser geklärt werde. Das erspart sehr >> viel Arbeit. > > Genau das versuche ich herauszufinden, bevor ich mit der Hardware losleg Überlege Dir auch schon mal, wie Du deine "Anordnung" kalibrieren könntest. Und überlege Dir auch, dass das Rohr (Wandstärke, Material) Teil deiner Messanordnung ist. Die benutzten Materialen verhalten sich auch unterschiedlich, je nach Zeitdauer der Belastung: Eine Einwirkungzeit von 1ms unterscheidet sich ganz ordentlich von mehreren Sekunden. Genaue 3000 oder 4000 bar gibt es auch nicht an der Tankstelle. Die rechtliche Fragen, falls es um speziell angefertigte "Messzylinder" geht, musst Du dir selbst beantworten. Falls du gar nicht weiter kommst: Die Jungs in der Albstraße 74, 89081 Ulm helfen dir gerne weiter...
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Alois schrieb: > Falls du gar nicht weiter kommst: Die Jungs in der Albstraße 74, 89081 > Ulm helfen dir gerne weiter... Und was machen die Jungs da?
Harald W. schrieb: > Und was machen die Jungs da? Blöde Frage, das hättest du in 5 Sekunden finden können: https://rp.baden-wuerttemberg.de/rpt/abteilungen/abteilung-10/beschusswesen/beschussamt-ulm/
Hermann S. schrieb: > Im speziellen gehts um das hier: > https://grtools.de/doku.php?id=en:plugin:grtrace:plugin-grtrace Und da steht: How it works A strain gage is a small foil-type sensor with a fine conductive grid on its surface and used to measure strain on an object. The gage is glued on a barrel and as steel around the barrel expands by pressure, the gage is stretched. The stretching causes a small resistance change of the gage, which can be measured. Vor allem wird der DMS die Ausdehnung des Rohrs durch die Erwärmung registrieren. Die aber wahrscheinlich niemanden interessiert. M.E. schreit das Meßproblem doch geradezu nach der Verwendung eines piezoelektrischen Sensors, der vernünftige Meßspannungen ergibt. Ausserdem ist es evtl einfacher über den Kraft- oder Wegverlauf des Rückstosses den Beschleunigungsverlauf des Geschosses zu ermitteln. Auch daraus kann man Drucke berechnen. Evtl. muss man dabei noch die Reibung sowie die Masse der nachströmenden Verbrennungsgase berücksichtigen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Hermann S. schrieb: >> Ok, heisst das, ich darf die Bandbreite des Verstärkers nicht zu hoch >> wählen, sonst wird das Signal zu sehr verzerrt? > > Anders herum. Bei nicht Sinus-Förmigen Signalen muss die Bandbreite des > Verstärkers hoch sein, damit das Signal möglichst originalgetreu > wiedergegeben wird. Ok, verstanden, also die Bandbreite doch lieber zu hoch als zu niedrig wählen. Und zur Abschätzung der "Mindestbandbreite" hätte ich dann Achims Formel herangezogen...ja ich denke so kann ich mal probieren.
Alois schrieb: > Hermann S. schrieb: >>> Bevor du also mächtig viel Energie in eine superschnellen Messverstärker >>> steckst, sollten die Bedingungen besser geklärt werde. Das erspart sehr >>> viel Arbeit. >> >> Genau das versuche ich herauszufinden, bevor ich mit der Hardware losleg > > Überlege Dir auch schon mal, wie Du deine "Anordnung" kalibrieren > könntest. Und überlege Dir auch, dass das Rohr (Wandstärke, Material) > Teil deiner Messanordnung ist. Die benutzten Materialen verhalten sich > auch unterschiedlich, je nach Zeitdauer der Belastung: Eine > Einwirkungzeit von 1ms unterscheidet sich ganz ordentlich von mehreren > Sekunden. Genaue 3000 oder 4000 bar gibt es auch nicht an der > Tankstelle. > > Die rechtliche Fragen, falls es um speziell angefertigte "Messzylinder" > geht, musst Du dir selbst beantworten. > > Falls du gar nicht weiter kommst: Die Jungs in der Albstraße 74, 89081 > Ulm helfen dir gerne weiter... Ja rechtlich muss natürlich alles i. O. sein. Einen speziellen Messzylinder wollte ich jetzt nicht. Da bräuchte ich dann wahrscheinlich wieder ein Bedürfnis und Eintragung in WBK...wenn das überhaupt geht, da müsste ich dann sowieso nachfragen. Aber so professionell will ichs gar nicht. Ich bin zufällig darauf gestoßen, als ich Ladedaten für meinen k98 gesucht hab (bin Wiederlader). Und da bin ich eben mehr oder weniger zufällig auch auf dieses Programm gestoßen und fands ganz interessant mit den DMS...eben weil man nichts an wesentlichen Teilen verändern muss. Und ich hab mich dann auch gefragt, ob man so eine Messhardware nicht auch selbst hinbekommt. Aber trotzdem guter Hinweis mitm Beschussamt, Mellrichstadt hat 8x57IS Messläufe...da kann man ja Munition zur Druckmessung hinschicken, dann hab ich meine Referenz. https://www.beschussamt.bayern.de/mam/informationen/met_gasdruckmesslaeufe_2017.pdf
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Hp M. schrieb: > Vor allem wird der DMS die Ausdehnung des Rohrs durch die Erwärmung > registrieren. > Die aber wahrscheinlich niemanden interessiert. Während diesen +-3 ms, die eine Messung ungefähr dauert wahrscheinlich nicht, da die Temperatur wahrscheinlich länger braucht, um sich bis an die Messstelle auszubreiten. Aber warm wirds auf alle Fälle...aber man könnte ja immer wieder auf "0" kalibrieren zwischen den Messungen. > M.E. schreit das Meßproblem doch geradezu nach der Verwendung eines > piezoelektrischen Sensors, der vernünftige Meßspannungen ergibt. Piezosensoren kann man aber nicht einfach aussen aufkleben, ohne was an der Hardware verändern zu müssen?! Oder gibts da auch was? Es gibt ja auch Druckmessläufe, die haben Querbohrungen, wo man Drucksensoren einschrauben kann, aber wie schon geschrieben, das ist für mich keine Option. https://www.lothar-walther.de/de/messlaeufe/ > Ausserdem ist es evtl einfacher über den Kraft- oder Wegverlauf des > Rückstosses den Beschleunigungsverlauf des Geschosses zu ermitteln > Auch daraus kann man Drucke berechnen. Evtl. muss man dabei noch die > Reibung sowie die Masse der nachströmenden Verbrennungsgase > berücksichtigen. Interessanter Gedanke, aber ich denke mit zu vielen Unsicherheiten verbunden. Meinst man bekommt den Druckverlauf so schön abgebildet? V. a. auch die Reibung. Die ist ja bei jedem Geschoss auch wieder anders, da wären wahrscheinlich sehr viele Versuche notwendig. Und vor allem auch ein Teststand, wo man die Waffe einspannen kann.
Hermann S. schrieb: > Ja rechtlich muss natürlich alles i. O. sein. Einen speziellen > Messzylinder wollte ich jetzt nicht. Da bräuchte ich dann wahrscheinlich > wieder ein Bedürfnis und Eintragung in WBK... Ganz sicher sogar, Büchsenmacher bist Du ja auch nicht. Die Preise bei Lothar Walter willst du auch nicht bezahlen - und drunter geht's halt nur schwerlich. > Ich bin zufällig darauf gestoßen, als ich Ladedaten für meinen k98 > gesucht hab (bin Wiederlader). Und da bin ich eben mehr oder weniger > zufällig auch auf dieses Programm gestoßen und fands ganz interessant > mit den DMS... Du weißt schon, wie stabil die Hülse eines 98k ist, und dass sich da schwerlich was dehnt? Und du weißt auch, dass ein DMS von der Brückenanordnung lebt: 2 Sensoren werden gedehnt, 2 gestaucht? Wie willst du das auf der Hülse realisieren? Und welches Signal erwartest Du? Nicht umsonst wird beim Beschussamt mit Cu-Stauchzylinder, oder neumodisch mit Kistler Piezo/Quarz (-> https://www.kistler.com/de/produkt/type-6215/) gemessen. Darauf sind auch die Walter-Messläufe ausgelegt. Und wieso eigentlich die ganze Messerei? Um Papier zu lochen, muss ich nicht das letzte Joule aus der Patrone pressen. Im Gegenteil: Es gibt Ladungen, die sind schlapper aber auch deutlich präziser. Aber mach mal, ist ja dein Projekt und nicht meins.
Alois schrieb: > Hermann S. schrieb: > >> Ja rechtlich muss natürlich alles i. O. sein. Einen speziellen >> Messzylinder wollte ich jetzt nicht. Da bräuchte ich dann wahrscheinlich >> wieder ein Bedürfnis und Eintragung in WBK... > > Ganz sicher sogar, Büchsenmacher bist Du ja auch nicht. Die Preise bei > Lothar Walter willst du auch nicht bezahlen - und drunter geht's halt > nur schwerlich. Ne Büchsenmacher bin ich nicht, und wenn was an wesentlichen Teilen verändert werden soll/muss, muss das eh der Büchsenmacher machen. Und wie schon geschrieben, es ist eigentlich nur Spielerei. An die offiziellen Ladedaten der Pulverhersteller werd ich mich sowieso halten. Wär aber schon interessant, wie gut das System mit DMS funktioniert. > Du weißt schon, wie stabil die Hülse eines 98k ist, und dass sich da > schwerlich was dehnt? Und du weißt auch, dass ein DMS von der > Brückenanordnung lebt: 2 Sensoren werden gedehnt, 2 gestaucht? Wie > willst du das auf der Hülse realisieren? Und welches Signal erwartest > Du? Ja das weiß ich und doch, es dehnt sich doch was. Die Hülse zum Teil sogar leicht plastisch, nicht umsonst längt man die von Zeit zu Zeit neu ab. Es dehnt sich sogar der Lauf im Bereich des Patronenlagers. Aber dieser eben nur elastisch und nicht plastisch. Der DMS kommt nicht auf die Patronenhülse, sondern auf den Lauf, siehe Seite 8: https://www.shootingsoftware.com/ftp/PTII-Help.pdf Es wird hier jedoch nur mit einer viertelbrücke gearbeitet (also ein DMS, vier Widerstände), aber das reicht anscheinend. Signal siehe Post weiter oben. > Nicht umsonst wird beim Beschussamt mit Cu-Stauchzylinder, oder > neumodisch mit Kistler Piezo/Quarz (-> > https://www.kistler.com/de/produkt/type-6215/) gemessen. Darauf sind > auch die Walter-Messläufe ausgelegt. Ja dort muss es ja genau und verlässlich funktionieren, da werden ja u. A. auch Munitionen zugelassen. Da gibts natürlich Druckmessläufe mit den entsprechenden Sensoren. Aber der Sensor ist schon interessant! Bis 6000 bar, da ist was los^^ > Und wieso eigentlich die ganze Messerei? Um Papier zu lochen, muss ich > nicht das letzte Joule aus der Patrone pressen. Im Gegenteil: Es gibt > Ladungen, die sind schlapper aber auch deutlich präziser. Ja da hast Du recht und das weiß ich auch! Ich hab ne gute Scheibenladung, die ist lt. Ladedaten so in der Mitte der Pulvermenge und schießt ganz ordentlich. Und mir gehts auch nicht darum das Ganze auszureizen, sondern mich interessiert einfach das Messprinzip.
Aber mal zurück zum Thema...wie siehts mit dem INA2128 aus? https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina2128.pdf Könnte ich die 2 Verstärker in Reihe schalten? Mit z. b. jeweils einem 59 Ohm Widerstand als Verstärkerwiderstand?!
Hermann S. schrieb: >> Du weißt schon, wie stabil die Hülse eines 98k ist, und dass sich da >> schwerlich was dehnt? Und du weißt auch, dass ein DMS von der >> Brückenanordnung lebt: 2 Sensoren werden gedehnt, 2 gestaucht? Wie >> willst du das auf der Hülse realisieren? Und welches Signal erwartest >> Du? > > Ja das weiß ich und doch, es dehnt sich doch was. Die Hülse zum Teil > sogar leicht plastisch, nicht umsonst längt man die von Zeit zu Zeit neu > ab. Sorry - war von mir schlecht formuliert: gemeint war die Verschlußhülse (neudeutsch: receiver). Beim 98er ist das Teil derart massiv und umschließt das nicht weniger massive Patronenlager, dass ich nicht glaube, dass sich da viel tut. Hast schon mal überschlagen, was an Signal aus dem DMS raus kommt?
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Ah ok, dann ists mir jetzt auch klar^^ Hab am Anfang auch ans Systemgehäuse gedacht, aber besser ist direkt aufm Lauf, und zwar vor der Stelle, wo der Lauf in den Systemkasten/Gehäuse eingeschraubt wird (Also wie in der verlinkten Beschreibung). Sonst hat man ja auch noch das Laufgewinde als Übergang mit in der Messung, und es ist dann recht massiv, ja, da wirds auf jeden Fall schwieriger mit der Messung, da hast Du recht. Ja ich hab mir sogar ne klein Excel-Tabelle gebastelt zum Durchrechnen. Der Lauf hat an der Messstelle einen Aussendurchmesser von 24,35 mm (35 mm wie oben schon mal erwähnt war nämlich das Maß des Gehäuses). Und bei 3900 bar sollte sich der Lauf an der besagten Stelle um ~0,026 mm im Durchmesser elastisch dehnen. Das hat dann eine Widerstandsänderung im DMS von ~0,765 Ohm zur Folge. Aus der Whestonschen Viertelbrücke kommen dann ca. 1,8 mV Spannung raus, die dann noch verstärkt werden müsste, etc.
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Hermann S. schrieb: > Und bei > 3900 bar sollte sich der Lauf an der besagten Stelle um ~0,026 mm im > Durchmesser elastisch dehnen. Der DMS-Streifen ist doch aussen am Lauf angeklebt, also muss man doch da auch mit der Änderung des Umfangs rechnen. Wenn der Streifen nur ein Teil des Umfangs abdeckt muss man das dann auch berücksichtigen in der Berechnung.
Planst du 2 gleichartige Verstärker? Dann solltest du die Verstärkungsfaktoren auch multiplizieren und vor allem besser aufteilen. Laut deiner Tabelle hast du einmal Verstärkung 736-fach und einmal 2-fach, was nicht besonders sinnvoll erscheint. Arno
GeGe schrieb: > Der DMS-Streifen ist doch aussen am Lauf angeklebt, also muss man doch > da auch mit der Änderung des Umfangs rechnen. > Wenn der Streifen nur ein Teil des Umfangs abdeckt muss man das dann > auch berücksichtigen in der Berechnung. Ja logischerweise hast Du schon Recht, aber in der Formel hat man einfach nur das Verhältnis, egal ob Durchmesseränderung/Durchmesser oder das Ganze *PI, das Kürzt sich raus
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Arno H. schrieb: > Planst du 2 gleichartige Verstärker? Dann solltest du die > Verstärkungsfaktoren auch multiplizieren und vor allem besser aufteilen. > Laut deiner Tabelle hast du einmal Verstärkung 736-fach und einmal > 2-fach, was nicht besonders sinnvoll erscheint. > > Arno Ah ja Du hast Recht, Danke für den Hinweis...so stimmts dann^^ Der Vorteil mit 2 Verstärkern in Reihe mit jeweils niedrigerer Verstärkung ist ja die höhere Bandbreite, oder sehe ich das falsch?
Hermann S. schrieb: > Ah ja Du hast Recht, Danke für den Hinweis...so stimmts dann^^ > Der Vorteil mit 2 Verstärkern in Reihe mit jeweils niedrigerer > Verstärkung ist ja die höhere Bandbreite, oder sehe ich das falsch Das siehst Du richtig. Ebenso ist es dann bestmöglich ausgelegt, wenn jeder der Verstärker sqrt(gewünschte_Gessmtverstärkung] hat.
Hermann S. schrieb: > Hab am Anfang auch ans Systemgehäuse gedacht, aber besser ist direkt > aufm Lauf, und zwar vor der Stelle, wo der Lauf in den > Systemkasten/Gehäuse eingeschraubt wird ... Immerhin vor dem Stoßboden, aber immer noch im Bereich der sehr massiven 98er-Verschlußhülse: An der Stelle kannst die Kessel/"Bockwurst"-Formel komplett vergessen. Aber ich wiederhole mich ... Andrew T. schrieb: >> Der Vorteil mit 2 Verstärkern in Reihe mit jeweils niedrigerer >> Verstärkung ist ja die höhere Bandbreite, oder sehe ich das falsch > > Das siehst Du richtig. > Ebenso ist es dann bestmöglich ausgelegt, wenn jeder der Verstärker > sqrt(gewünschte_Gessmtverstärkung] hat. Eine Milchmädchenrechnung, die sowieso nur passt, wenn man 2 identische Verstärkerstufen benutzt... In der Praxis hängt das Optimum von diversen Individual-Faktoren ab, wie z.B. der Verstärkungsbandbreite, dem/der frequenzabhängigen Eingangsrauschen, Eingangswiderstand, Gleichtaktunterdrückung - nur um einige zu nennen. Und in allererster Linie natürlich vom Designziel. just my 2ct Alois
Alois schrieb: > Eine Milchmädchenrechnung, die sowieso nur passt, wenn man 2 identische > Verstärkerstufen benutzt... > > In der Praxis hängt das Optimum von diversen Individual-Faktoren ab, wie > z.B. der Verstärkungsbandbreite, dem/der frequenzabhängigen > Eingangsrauschen, Eingangswiderstand, Gleichtaktunterdrückung - nur um > einige zu nennen. > > Und in allererster Linie natürlich vom Designziel. > > just my 2ct Man sieht, das Du das Thema nicht durchdrungen hast. Geschweige denn dem Inhalt dieses threads folgen konntest. Deswegen für Dich Alois: setzen, fünf.
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Hermann S. schrieb: > Hab am Anfang auch ans Systemgehäuse gedacht, aber besser ist direkt > aufm Lauf, und zwar vor der Stelle, wo der Lauf in den > Systemkasten/Gehäuse eingeschraubt wird (Also wie in der verlinkten > Beschreibung). Sonst hat man ja auch noch das Laufgewinde als Übergang > mit in der Messung, und es ist dann recht massiv, ja, da wirds auf jeden > Fall schwieriger mit der Messung, da hast Du recht. Ich habe dir mal einen Schnitt angehängt: eine mögliche Position des DMS wäre imho zwischen A und B. Rechts von A verstärkt sich die Wandung (wegen Patronenschulter), links von B durch das Laufmundstück und zusätzlich dem Hülsenkopf. Vermessene Durchmesser D(A) = 25.1mm, D(B) = 11.4 mm Ich weiß nicht, wie du die Zugspannung berechnest, die "Bockwurstformel" (-> https://www.krv.de/artikel/kesselformel-kessel-formel-bockwurst-formel) dürfte hier nicht ausreichen, da - a) Rohr nicht dünnwandig und - b) gestört duch die beiden o.g. Bereiche. Auch würde ich mit deutlich weniger Druck rechnen. Die genannten 3900 bar sind das absolute Maximum lt. CIP. Für meine noch ziemlich harte Scheibenladung wirft QL 2600 bar...
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Hermann S. schrieb: > Ah ja Du hast Recht, Danke für den Hinweis...so stimmts dann^^ > Der Vorteil mit 2 Verstärkern in Reihe mit jeweils niedrigerer > Verstärkung ist ja die höhere Bandbreite, oder sehe ich das falsch? Hab dir mal den Druckverlauf auf Quickload angehängt. Nach 1.4 ms ist alles vorbei. Sampelst Du mit 1/100, d.h. 14us (= 71kHz), müsste das in etwa passen. Signalbandbreite B wäre damit 36kHz. Der Teiler aus je 350 Ohm (DMS & Rv), also 175 Ohm rauscht mit 1.7nV/sqrt(Hz), bei B=36kHz ergo 0.32uV(eff) (ca. 1uVpp) - eine rauschfreie Speise-Spannung (Referenz) vorausgesetzt. 1.8mV willst du mit angenommenen 8bit auflösen, entspr. LSB = 4uV. Viel verschenken willst du nicht - denn dann sind auch 9 (oder gar 10) bit drin. Ich würde zu einem AC-gekoppeltem VV tendieren, irgendwas in der LT1028/1128-Klasse (1.2nV/sqrt(Hz) @ >100Hz). Ein LT1007 (4nV/sqrt(Hz) @ >100Hz) könnte es geradeso auch noch tun. Und hier ordentlich Verstärkung rein drücken (x50 ... x100 - du braucht ja insgesamt x 2500, eher mehr). Den "2ten Brückenzweig" berücksichtigst du erst nach dem VV (Offset subtrahieren) oder drückst dies ganz der unteren Bandbegrenzung aufs Auge (~100Hz, wichtig wegen dem 1/f-Rauschanteil). Hängt auch etwas von der Qualität der Referenz ab. Jedenfalls müsste man das Ganze noch mal mit richtigen Zahlen durchrechnen. Imho anspruchsvoll, aber gehen könnte es...
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