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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kleinsignal mit ADU auswerten


Autor: Denis (Gast)
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Hallo.

Ich habe einen Kraftmesser der nur ein geringes Ausgangssignal von 20mV 
hat.
0V = 0 N
20mV = 10 N

Welche Möglichkeiten gibt es das Signal möglichst genau mit dem internen 
ADU des ATMega128 auszulesen? Der ADU hat eine 10 Bit Auflösung.

Kann man einfach eine geringe Referenzspannung anlegen?
 Vref = 0,5 V
 U_LSB = 0,5/1024 = ca. 0,5mV
 20mV / 0,5mV = 40
 10 N / 40 = 0,25 N Genauigkeit
Das wäre schon ausreichend, die Frage ist, ob der ADU mit so kleinem 
U_LSB arbeiten kann.

Für bestimmte ADU Kanäle kann man noch ein GAIN von bis zu 200 
festlegen.
 Vref = 5 V
 7 Bit resolution bei GAIN=200
 U_LSB = 5/(2^7) = 39mV
 GAIN = 200
 20mV * 200 = 4 V
 4 V / 39mV = 102
 10 N / 102 = 0,1 N
Das wäre sehr schön, aber werden so kleine Spannungen auch sauber 
verstärkt? Immerhin kann man auch viel Geld für einen Messverstärker 
ausgeben...

Ich freue mich auf Eure Antworten,
bis dann
Denis

Autor: antworter (Gast)
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einfachste Lösung: mach eine Offsetkorrektur des Kraftmesser, indem Du 
seine Masse mit 2-3 Dioden gegen die eigentliche Masse schaltest. Dann 
noch einen Widerstand parallel zu dem Kraftmesser, damit durch die 
Dioden genug Strom fließt (die Diodenkennlinie beachten - unter 
Beachtung der Stromaufnahme des Kraftmessers) - damit sollte der 
Spannungsabfall über die Dioden hinreichend konstant und groß sein.

Dann hast Du schonmal eine Spannung, die Du mit einem Wald-und-Wiesen 
OpAmp verstärken kannst.

Autor: Branko Golubovic (Gast)
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Ja natürlich geht,zum Beispiel:

GAIN=200
Aref=4,088V
Ain=4,088V/200=20,44mV=511LSB
20mV=10N=500LSB
1LSB=10N/500=0,02N

Also die Auflösung beträgt 0,02N.
Kraftmesser Ausgangsignal ist zwischen ADC0 und ADC1 anzuschliesen.
Als Störsignalunterdruckung hilft Aufsummierung von 16 oder 32 
Messwerten.
Für Differenzialsignal-Messungen mit dem AVR verwende ich Funktionen in 
Anhang.

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