Hallo zusammen,
kurzer Hintergrund: ich bin Dipl.-Ing. Masch'bau und kein E.-Ing.:
Im Rahmen eines Hobby-Projektes und evtl. mal Dissertation möchte ich ein schnelles Signal mit Hilfe eines DMS auslesen. Hierfür habe ich ein Budget von ca. 1000 €. Die Messung/Messaufbau selbst sollte nicht zum neuen Hobby werden. Soll heißen: Eine Brückenschaltung und einen Stecker kann ich löten, auch einen DMS kann ich ordentlich aufkleben. Aber ein Riesen-Projekt nur zum Messen sollte es nicht werden. Gerne kaufe ich fertiges Mess-Equipment und damit Zeit. Das eigentliche Projekt ist groß genug.
Die erwarte Gesamt-Signaldauer vom DMS ist einmalig ca. 1-2 ms lang. Das Signal der Halbbrückenschaltung ist vermutlich 1-2 mV im Peak. Über Vollbrückenschaltung könnten ich eventuell im Peak 2-4 mV rausholen. Exaktere Werte hätte ich nur nach der Messung. Also lieber im Minimalfall 1mV im Peak annehmen. Den erwarten Signalverlauf habe ich als Bild angehängt.
Also: steiler Anstieg, nahezu rechteckig, und etwas flacher zum Schluss. Neben dem Peak vom Signal interessiert mich insbesondre der konkrete Verlauf (wie verläuft der Anstieg etc.). Auch das zweite Sinusartige Signal möchte ich auslesen.
Versuchsweise habe ich den Aufbau schon mit zwei hintereinander geschalteten AD623 Verstärker - Modulen von Amazon und mit einem Microcontroller mit 1 MHz Ad-Wandler ausprobiert. Für langsame (statische) Signale funktionierte das mit Software Tiefpass (gleitender Mittelwert über sehr viele Messungen) auch ganz gut. Die benötigte dynamische Messung konnte ich so aber nicht durchführen. Im Kern war der Aufbau eher als Küchenwaage und 50 Hz Empfänger tauglich. Als Problem konnte ich in diesem Aufbau den Verstärker ausmachen. Zumindest kam der 1 MHz Ad-Wandler (ein Arduino) mit einem 250 kHz Rechtecksignal super klar, nur mit Verstärker für das kleine Brückensignal wurde dann das Signal ein Rauschen ohne jeglichen Informationswert (naja... die Netzfreqzenz von 50 Hz und ganz viele andere Spitzen hatte die FFT-Analyse dann doch gezeigt ;-) )
Bitte korrigiert daher gerne falsche Annahmen von mir und gibt mir Hinweise für einen sinnvolleren Messaufbau:
Variante 1: Nur gutes Oszilloskop statt 30 € Arduino verwenden. Konkret: a) Brückenschaltung b) Referenzspannungsquelle (Spannungsreferenzmodul, 2,5 V/5 V/7,5 V/10 V Hochgenaue Elektronische Komponente AD584 Spannungsreferenzmodul Karte. Gerne auch besseres Setup empfehlen, falls es jemand kennt? c) gutes Oszilloskop (https://www.picotech.com/oscilloscope/4262/picoscope-4262-overview. <-- das scheint mir pauschal für meine Zwecke gut , viel Auflösung auch im mV -Bereich, und soo schnell ist mein Signal ja letztlich dann doch nicht..) d) am Oszilloskop geerdetes und geschirmtes Kabel zur Brückenschaltung/DMS.
Variante 2: Variante 1 + Verstärker Oder muss ich das Signal vorher verstärken und dann an ein Oszilloskop (weil z. B. im mV - Bereich Oszilloskope nicht mehr sehr genau sind):
Wenn ja, welche Bandbreite bräuchte ein Verstärker? Mir ist aus dem Studium noch das Theorem von Shannon in Erinnerung geblieben. Aber aus 1 ms Signal Dauer = 1000 Hz, mal 2 (Shannon) = 2000 Hz zu schlussfolgern, kommt mir falsch vor. Ich würde bedingt dadurch, dass ich den Signalverlauf messen will, eher mehr vermuten? 100 kHz ? 50 kHz? Keine Ahnung! Wie gesagt habe ich den Aufbau mit zwei hintereinander geschalteten 20 € - AD623 Modulen von Amazon schon probiert, und der AD623 ist laut meinem Verständnis vom Datenblatt dafür auch theoretisch ok. Praktisch funktionierte dieser Aufbau aber, wie bereits geschrieben, nur statisch.
Die "Premium-Variante" eines Verstärkers (Hottinger mit ML10 und besser) hätte z.B. eine Bandbreite von 100 kHz. Die Preise für so etwas sind allerdings auch gebraucht SEHR hoch und gefühlt dann doch ein Overkill für meine Anwendung. Oder gibt es da günstigere Varianten?
Oder bräuchte ich für so ein Signal nur Verstärker bis 10 kHz? Da wäre dann die Auswahl der Verstärker deutlich höher und man ist mit mit 1-2 Hundert € dabei...
4: Kann ich das anders sinnvoll erschlagen?
Gefühlt hapert es bei mir "nur" an der rauscharmen Verstärkung.
Über Rückmeldungen würde ich mich sehr freuen!
PS: Falls sich jemand an der Einheit "sinnvoll, rauscharm" etc. stört. Ich bin kein E-Ing. und will es auch nicht mehr werden :-), daher die Beschreibung vom Signal. Wenn ich die Kurven so gut rausbekomme wie in dem gezeigten Bild, wäre ich völlig zufrieden.
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