Störungen auf Leitung zu einem Widerstands-Tankgeber

[Achim K. (achim67)]

Schönen Sonntag zusammen.

Bevor ich ins Detail gehe, erstmal grob gefragt:
Ein Widerstands-Tankgeber (Nennwert 33-240 Ohm) in einem 12VDC-Netz, 
einseitig fest auf Masse, hat auf der ~3m langen Anschlußleitung 
variable Störungen von 20 bis 200mV, 80-150kHz (Messung nur grob mit 
Multimeter möglich gewesen), egal ob die Leitung angeschlossen oder 
offen liegt.
Diese Störungen verfälschen die Auswertung mittels TS271 gewaltig.

Ich habe nun 2 Möglichkeiten.
1) Die Leitung mittels Filter zu entstören, was mir die einfachere, wenn 
auch ungenauere Möglichkeit scheint. Hier soll nun ausschließlich diese 
Option angefragt werden, wie so ein Filter aussehen könnte, wenn 
überhaupt machbar. Also bitte keine Diskussionen über den 
schwachsinnigen Schaltplan ;-D

2) Den Messeingang unempfindlicher und störungssicher zu konstruieren. 
Dafür mach ich evtl. später einen eigenen Strang auf, wenn 1) zu nichts 
führt.

Sonstige Info:
K1 schaltet bei eingeschalteter Zündung auf das mechanische 
12V-Instrument im Cockpit, sonst auf meine eigene Schaltung.
Meine Schaltung und Messung erfolgt bewußt mit sehr geringen Spannungen 
und Strömen und ist erstmal so wie sie ist, weil ich immerhin ich in 
einen Benzintank messe. Änderungen daran, erst wenn Punkt 2) nötig wird.

Bin gespannt auf Eure konstruktiven Ideen :-)
Danke und Gruß
Achim

[Rainer W. (rawi)]

Achim K. schrieb:
> Bin gespannt auf Eure konstruktiven Ideen :-)

Welche Signalbandbreite benötigst du für einen Tankgeber, d.h. wie oft 
muss ein aktualisierter Wert für den Füllstand übertragen werden?

> 1) Die Leitung mittels Filter zu entstören, was mir die einfachere, wenn
> auch ungenauere Möglichkeit scheint.

Was würde dadurch ungenau werden, wenn man es richtig macht?
Ein Signal von über 80kHz interessiert für den Füllstand bestimmt nicht.

Besser wäre natürlich, die Störquelle zu beseitigen oder die Einkopplung 
in die Leitung zu unterbinden. Aber solange die Störungen spektral 
dermaßen weit weg vom Nutzsignal sind, musst du nur darauf achten, dass 
daraus nicht irgendwo durch Gleichrichtung ein Offset wird.

[Michael B. (laberkopp)]

Achim K. schrieb:
> Bin gespannt auf Eure konstruktiven Ideen :-)

So eine Leitung hat keine Störungen, die ist viel zu niederohmig

Aber im Auto gibt es gerne Masseversatz, weil teils über Kabel und 
Karosserie, teils über schlechte Massekontakte, viel Strom fliesst.

Ein normales Tankinstrument interessiert das nicht, weil minutenlang 
gefiltert.

Keine Ahnung warum es für dich ein Problem ist, selbstgebaute Auswertung 
? Filter per Elko oder uC.

Ansonsten: sorge für bessere Masse, z.B. in dem du ein extra 
Massepotential vom Tankgeber zum Messinstrument ziehst 
'4-Leiter-Auswertung'.

> weil ich immerhin ich in einen Benzintank messe.

Und ? Da explodiert nichts, da fliegen eh die Funken der offen drin 
liegenden Benzinpumpe. Die Konzentration darin liegt immer oberhalb der 
Explosionsgrenzen. Nur bei entleertem Tank sollte man nicht dran 
schweissen

[Achim K. (achim67)]

Danke für die schnellen Antworten! :-)

@Rainer W.
Die Messung muss nahezu kontinuierlich erfolgen. Das Benzin schwappt 
gewaltig (Boot) und Sinn der Aktion ist,
per µC einen Mittelwert zu bilden und die Tankgeometrie zu 
berücksichtigen. Die Füllhöhe ist nicht linear zur Füllhöhe.
Die Schaltung funktioniert grundsätzlich auch schon, nur dass diese 
Störungen gewaltigen Einfluß auf das Ergebnis ausüben.
Meine Messung der Störung mit Multimeter ist dagegen sicherlich nicht 
zuverlässig, da nur ein Multimeter zur Verfügung stand. In Zukunft kann 
ich das mit einem neu erworbenen Owon HDS242 hoffentlich genauer 
feststellen :-)

Da die Störungen ungleichmäßig sind, kommen und gehen, dachte ich, dass 
ein Filter auch nur mit gewissem Fehleranteil arbeiten würde. Ein 
perfekter Filter würde wahrscheinlich den Rahmen sprengen?

@Michael B
Dachte ich auch, die Störungen sind aber da. Selbst, wenn ich den 
Widerstand direkt per Multimeter messe, erhalte ich fehlerhafte Werte. 
Getestet mit verschiedenen (digitalen) Multimetern, die auch alle 
unterschiedliche, abweichende Werte zeigen. Gegentest, wenn ich das Boot 
komplett stromlos mache, stimmen die gemessenen Ohm.
Leitungen ziehen will ich wegen hohem Aufwand erstmal nicht. Hatte 
diesbezüglich schon überlegt, die vorhandene Leitung gegen eine 
abgeschirmte zuersetzen.
Die Idee mit eigener Masseleitung ist aber auf jedenfall schonmal eine 
gute Idee.
Da ich nirgendwo Limits über in Tanks verwendete Messspannungen/-Ströme 
gefunden habe, war ich halt extrem vorsichtig.
Das mechanische (Kreuzspul-)Instrument arbeitet, soweit ich mich recht 
erinnere mit max 50mA, wobei ich aber nicht weiß, wie das
Ganze für den Kurzschlußfall abgesichert ist.
Übrigens, es gibt hier keine Benzinpumpe im Tank, nur den Geber.

Störquelle könnte ein Kühlschrank (12V= und 230V~) und das zugehörige 
Schaltnetzteil sein. Die Fehlmessungen sind (nur?) abhängig davon,
ob der Kühlschrank stromlos ist, ob er läuft oder nicht, mit 12V oder 
230V betrieben wird. Kann das aber nicht wirklich sicher bestätigen.

[Michael B. (laberkopp)]

Achim K. schrieb:
> Selbst, wenn ich den Widerstand direkt per Multimeter messe, erhalte ich
> fehlerhafte Werte

Nimm mal ein Oszilloskop, damit du siehst, welches Problem überhaupt 
vorliegt.

Ich hoffe es ist Benzin und kein Diesel.

[Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)]

Achim K. schrieb:
> Hatte
> diesbezüglich schon überlegt, die vorhandene Leitung gegen eine
> abgeschirmte zuersetzen.

Das wäre schon mal ein Schritt in die Richtung. Dann 4-Leiter-Messung, 
dann aus mehreren Messwert den Mittelwert bilden.

Dann haben z.B. Tanks im Auto z.B. ein Messrohr, das nur durch einen 
dünnen Kanal verbunden ist. Wegen der Schwap-Schwap-Schwankung. In 
diesem Messrohr sitzt deine Messonde, und wird fast nicht durch das 
Schwabbern verfälscht.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Achim K. schrieb:
> per µC einen Mittelwert zu bilden

Da kann die OpAmp Schaltung schon gut mithelfen. Schalte einen 
anständigen Kondensator (100nF-10µF ausprobieren) parallel zu R5 und du 
hast einen schönen Tiefpass.

[Achim K. (achim67)]

@Michael B.
Die Saison ist leider zu Ende, daher sind Live-Messungen erst wieder im 
späten Frühjahr möglich.
Schaltung habe ich allerdings ausgebaut und mitgebracht, um mit 
Signalgenerator und Oszi ein paar Versuche machen zu können.
(Ja, es ist ist Benzin)

@Thomas S.
Mechanisch sind keine Änderungen möglich.
4-Leiter Messung würde sicher die Genauigkeit erhöhen, aber die 
Störungen verhindern? Zudem wäre wieder Leitung ziehen nötig, was ich ja 
erstmal hinten an stellen möchte. (Bleibt aber im Hinterkopf)

@Matthias S.
Die Idee gefällt mir. Dachte eigentlich, ich müßte die Störung an der 
Quelle beseitigen, aber warum nicht so?
Werde ich in meine Versuchsreihe aufnehmen :-)

Danke Euch schonmal :-)