Druckmessbrücke Signal über Kabel übertragen

[Florian (flori_n)]

Moin,

mit dem Omron 2SMPP-02 oder -03
https://omronfs.omron.com/en_US/ecb/products/pdf/en-2smpp-02.pdf
https://omronfs.omron.com/en_US/ecb/products/pdf/en-2smpp-03.pdf
möchte ich Druckänderungen erfassen. Ich schreibe nicht messen, weil 
Genauigkeit und Langzeitstabilität nicht wichtig sind, sondern nur die 
qualitative Erkennung.
Die Druckänderungen liegen in der Größenordnung von 1 Hz und die 
Auflösung sollte so 1 mBar bzw. 100 Pa betragen.
Der 2SMPP ist eine Messbrücke mit einem Gesamtwiderstand von 20±2 kΩ und 
einer Empfindlichkeit von etwa 0,8 mV / mBar. Spezifiziert ist der 
Sensor für einen  Versorgungsstrom von 100 µA.

Da am Einbauort nicht viel Platz ist (ca. 25 mm Durchmesser, Beispiel im 
Anhang) und die Platine nur einseitig bestück sein soll, soll das 
Sensorsignal über Kabel übertragen werden (Größenordnung fünf Meter, 
eher zwei bis drei). Da der Sensor einen relativ hohen 
Ausgangswiderstand hat, würde ich das Signal vorher 'aufbereiten'.

Zu dem ganzen zwei Fragen:
1. Spricht etwas dagegen, den Sensorstrom (bei konstanter 
Versorgungsspannung)
durch einen Vorwiderstand einzustellen? Wie gesagt, Genauigkeit ist 
keine Anforderung. Sind irgendwelche merklichen Nachteile bei 12 V und 
100 kΩ zu erwarten?
2. Was ist der beste Weg, um das Signal zu übertragen?
Der platzsparendste wäre, die beiden Ausgangsspannungen des Sensors an 
jeweils einen Operationsverstärker als Impedanzwandler anzuschließen und 
einzeln zu übertragen.
Die offensichtliche Lösung wäre, auf der Platine die Differenzbildung 
und eine Vorverstärkung zu machen. Weil die Offsetspannung aber auch 
negativ werden kann, könnte ich Masse nicht als Referenzspannung nutzen, 
sondern müsste eine niederimpedante virtuelle Masse erzeugen, was wieder 
Bauteile und damit Platz braucht.
Die zwei Optionen sieht man im Anhang. (Der LM358 ist nur Platzhalter)
Oder gibt es bessere Möglichkeiten?

[Mi N. (msx)]

Florian schrieb:
> Auflösung sollte so 1 mBar bzw. 100 Pa betragen.
> ...
> einer Empfindlichkeit von etwa 0,8 mV / mBar.

Nimm einfach ein geschirmtes Kabel.

[H. H. (hhinz)]

Mi N. schrieb:
> Nimm einfach ein geschirmtes Kabel.

Sehe ich auch so. Vieradrige, geschirmte Litze ist über ein paar Meter 
gar kein Problem, vor allem bei der sehr niedrigen Grenzfrequenz.

[Florian (flori_n)]

H. H. schrieb:
> Mi N. schrieb:
>> Nimm einfach ein geschirmtes Kabel.
>
> Sehe ich auch so. Vieradrige, geschirmte Litze ist über ein paar Meter
> gar kein Problem, vor allem bei der sehr niedrigen Grenzfrequenz.
Ein geschirmtes Kabel wollte ich sowieso nehmen. Dank USB gibt es da ja 
viel Auswahl.
Ich dachte halt an Störungen, weil 800 µV doch relativ wenig sind und 20 
kΩ relativ viel. Allerdings habe ich da auch wenig Erfahrung.
Danke für die Einschätzung.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Wichtig ist differentiell zu arbeiten, mit 4 Leiter Technologie, und 
allenfalls Guard Ringen.
Den LM358 wurd ich vergessen, der hat eh zu viel Offset, Allenfalls 
etwas wie einen MCP616, mit 2uV/K und 200uV offset

[H. H. (hhinz)]

Wenn die Umgebung allzu störverseucht sein sollte, dann nimm als Opamp 
den THP210. Und die Konstantstromquelle solltest du dann auch lokal 
realisieren.

[Hp M. (nachtmix)]

Florian schrieb:
> Die Druckänderungen liegen in der Größenordnung von 1 Hz und die
> Auflösung sollte so 1 mBar bzw. 100 Pa betragen.

Soll das ein Variometer werden?
Dann solltest du dir mal Absolutdrucksensoren wie den BMP280 ansehen, 
den es -auf kleine Platinen montiert- für sehr wenig Geld in der Bucht 
gibt.
Da hat Bosch den Drucksensor schon mit der Temperaturkompensation und 
der Signalaufbereitung zusammengebaut, und raus kommt ein fertiger 
Digitalwert, der nicht so leicht zu stören ist, wie die winzigen Signale 
einer DMS-Brücke.
Nachteil: Diese Dinger haben keinen Analogausgang, du brauchst also 
einen Mikrocontroller zur Auswertung und Darstellung der digitalen 
Daten.

[Florian (flori_n)]

Bis auf Pandur S., der meinem Eindruck nach ein bisschen overengeneeren 
will (und dafür Driven Shields und Triaxialkabel vergessen hat ;-) ), 
scheint die Mehrheit ja keine Probleme zu sehen.

H. H. schrieb:
> Wenn die Umgebung allzu störverseucht sein sollte
Besonders störverseucht ist die Umgebung nicht.

Hp M. schrieb:
> Dann solltest du dir mal Absolutdrucksensoren wie den BMP280 ansehen
Ich habe mich auch mit anderen Sensoren beschäftigt und den 2SMPP als 
für mich besten rausgesucht. Aber danke für den Hinweis.

Hp M. schrieb:
> Soll das ein Variometer werden?
Nein. Es soll ein Handkraftmesser werden, nicht nur für die 
Maximalkraft, sondern auch für leichte Anspannungen. Ich weiß, dass es 
auch Kraftsensoren gibt, aber durch die Durckmessung denke ich, kann ich 
die Gesamtkraft besser messen, ohne zu viele Kraftaufnehmer verwenden zu 
müssen. Die hohe Druckauflösung, damit der Griff relativ fest sein kann.
Das nur zur Erklärung, falls es jemanden interessiert. Es ist hier nicht 
die Frage, inwieweit der Ansatz sinnvoll ist.

Danke nochmal für die Antworten.

PS: Sieht jemand bei den geringen Genauigkeitsanforderungen einen 
Vorteil, eine lokale Konstantstromquelle vorzusehen anstatt 
Vorwiderstände zu nehmen?

[Pandur S. (jetztnicht)]

> S: Sieht jemand bei den geringen Genauigkeitsanforderungen einen
Vorteil, eine lokale Konstantstromquelle vorzusehen anstatt
Vorwiderstände zu nehmen?

Eine Aenderung, oder eine Abewichung der die Bruecke versorgenden 
Spannung geht linear in den Fehler ein. Statische Fehler koennen von 
langen Leitungen kommen. Die wuerden sich aber nicht aendern. Dynamische 
Aenderungen durch Einstahlung, Felder. Dann besser einen 100nF Cap ueber 
die Supply Pins. Mit Vorwiderstaenden. Eine Konstantstromquelle ist 
unnotiger Aufwand

[Mi N. (msx)]

Pandur S. schrieb:
> Eine Aenderung, oder eine Abewichung der die Bruecke versorgenden
> Spannung geht linear in den Fehler ein.

Da man sowieso ratiometrisch misst, ist das doch wurscht.
Wer mit der Offsetspanung von OPVs nicht zufrieden ist, sollte sich mal 
den Offset der Brücke selber ansehen.
Aber gut, es ist gute 'deutsche Tugend', aus jeder Mücke mal eben einen 
Elefanten zu machen.

[Florian (flori_n)]

Pandur S. schrieb:
> Dann besser einen 100nF Cap ueber die Supply Pins.
Der ist sowieso vorgesehen.

Pandur S. schrieb:
> Mit Vorwiderstaenden. Eine Konstantstromquelle ist unnotiger Aufwand
Ok, dann probiere ich es mal.
Danke.