Druck-Impuls messen

Der chaotische Hauptfaden

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Obelix77
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Druck-Impuls messen

Beitrag von Obelix77 »

Hi Zusammen!

Ich soll ein Gerät basteln. Das Gerät soll oben einen "Knopf" haben,
auf den quasi jemand mit dem Finger sehr schnell einen Impuls gibt.
Also hart drückt, oder drückt und schnell loslässt.
Das Gerät soll dann die Impulsgeschwindigkeit und die Druckstärke darstellen.

Mein erster Gedanke ist, Dehnungsmesstreifen -> Wheatstone Brücke -> Arduino.
Kann man das so machen? Und wie kann ich das kalibrieren?
Der entstandene Druck soll ja gemessen werden.

Bisher hatte ich noch nie einen DMS in der Hand.
Ich würd jetzt einfach mal so einen kaufen, oder spricht da was gegen?

Lg, Dirk

PS: bitte keine Fragen nach dem SINN des Gerätes.
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Bastelbruder
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von Bastelbruder »

Der DMS braucht aber auch noch eine Feder, auf die er draufgeklebt wird. Das gibts komplett als Kofferwaage oder so.

Eine ganz andere Idee: es geht um kurze dynamische Abläufe, die werden gern mit Piezosensoren gemessen. Vielleicht hast Du noch ein paar Piezoscheibchen?
Unbezahlbare Technik gibts vom Erfinder und Weltmarktführer Kistler.
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Obelix77
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von Obelix77 »

Hi Harald,
SEEEEEHR schöne Idee. Piezos hab ich tatsächlich noch irgendwo.
Das müsste dann ja sogar mit der Speicherfunktion vom Oszi gehen...
Lg,
Dirk
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Durango
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von Durango »

Es geht also um den Peak-Hold eines Sensors .
Na klar, ist das Möglich !
Sogar mit DMS !
Der DMS-Sensor ist genau beschrieben, evtl. mit Kalibrier Protokoll, jetzt muß er nur schnell genug abgetastet werden und ausgewertet werden.

Also mindestens 1kHz schafft die Kombination eines AVRs mit einem AD-Wandler von Mikrochip und 12bit Auflösung. Das sind Werte mit Aktualisierung des Displays etc. mit einem optimierten Programm in Assembler.
Wenn das Display nicht in Echtzeit aktualisiert wird, geht es noch Schneller.
Ein aktuelles Speicher-Osilloskope muß man vorher entsprechend einrichten: Also Peakhold, trigger auf positive Flanke, alles auf DC-Coppling, den Triggerwert auf ein vernüftigen Wert einstellen.

So hat man einen vernünftigen Wert im Bereich von 7 Bit, denn mehr machen die aktuellen Speicheroszis nicht.

73 Manfred
Till
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von Till »

Ich weiß ja nicht wo das nachher eingesetzt werden soll, aber es gibt auch jede Menge Drucktransmitter mit Frontbündiger membrane, wenn man es nicht übertreibt kann man damit auch gut Kräfte messen.

Alternativ gibt es das ganze auch in Keramik.

Oder eben "Blech" mit DMS, oder eine ganz normale kraftmessdose.


Kistler und Konsorten habe ich auf der arbeit jede Menge, kulite ist da auch gut ausgestattet was die schnellen transienten angeht.
Aber auch bei Keller bekommt man vieles für den OEM Bereich, die lassen sich teils auch erstaunlich gut zweckentfremden.


Bei all den Basteleien ist halt eine empfindliche, störarme und universelle auswerteelektronik klar von Vorteil.
Was das angeht bin ich ein bisschen verwöhnt.^^
TDI
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von TDI »

Finger hat vor Jahren mal Raketenmotoren vermessen und Kurven aufgezeichnet. Das wäre doch vom Prinzip her, was Du brauchst?
Da hat er bestimmt noch die Doku zu, ggf such online.
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RMK
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von RMK »

ich hätt ja jetzt ein Barometer mit Schleppzeiger vorgeschlagen, aber vermutlich sind die Kräfte da deutlich geringer. :)
sysconsol
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von sysconsol »

Gibt es Anforderungen an die Haptik des Knopfes?

Einen DMS samt Balken gibt es in billigen Waagen.
Den Balken kann man auch auf einen federbelasteten Klappmechanismus montieren - der Haptik wegen.
Geht mit einem Piezo aber auch - sogar einfacher, weil man den in der Kraftlinie montieren kann.
Man muss nur bedenken, dass derartige weiche Lagerungen eine Kraft-Weg-Kennlinie haben.

Von Kistler habe ich auch einiges auf Arbeit. Und auch einigen Ärger damit...
(Was nicht heißt, dass Kistler nicht gut ist.)
Till
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von Till »

Vega hatte vor ein paar Jahren Mal eine Druckmessung mit der Keramik membrane nach oben in ihrem Showtruck montiert und herzlich dazu eingeladen sie ein bisschen mit dem Schlüssel zu Maltertieren.
Dort konnte man auch schön eroieren er den kräftigsten Daumen hat.
Henning
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von Henning »

Jau, ich würde eine ganz stinknormale Wägezelle (Messdose) einsetzen... Der Kram ist linear, und lässt sich problemlos kalibrieren.
Mit ein bisschen Peripherie kennt man dein Gebilde ja schon als "Messkeule":


Bild
ch_ris
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von ch_ris »

+1 für Piezo.
auf ein biegeelement geklebt lässt sich die kraft begrenzen, bzw. der effekt mechanisch "einstellen".
kabel verdrillen wegen kapazitiv empfindlich.
auswertung mit oszi. kostet 20,20€ mit oszi, 0,20€ ohne.
sysconsol
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von sysconsol »

Henning hat geschrieben: So 5. Apr 2020, 11:00 Mit ein bisschen Peripherie kennt man dein Gebilde ja schon als "Messkeule":
Du packst dat Dingen an dem Schwarzen an, haust das mit der markierten Platte deinem Nächsten auf den Schädel und kannst dann ablesen, wie hart der Schwinger war? :lol:
Messkeule - war gerade zu viel für mich...
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Bastelbruder
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Re: Druck-Impuls messen

Beitrag von Bastelbruder »

Ich weiß nicht wie groß die Taste werden soll, aber ich würde folgende Teile übereinander aufschichten: Grundplatte - O-Ring groß - Piezomembran - O-Ring klein - Deckel. Ein durchschnittlicher Summer-Piezo hat 10 nF, der kann nicht direkt mit dem Oszi belastet werden weil die untere Grenzfrequenz viel zu hoch wird. Ich würde einen Ladungsverstärker mit einer Zeitkonstante von vielleicht einer Sekunde einsetzen, der läßt sich einfach realisieren und muß nicht aktiv zurückgesetzt werden. Damit werden auch Dreckeffekte wie Temperaturdrift vermieden.

Ich denke daß der absolute Nullpunkt nicht interessant ist, weil irgendwann der Daumen ja nicht draufdrückt und das Kleinhirn diesen Zustand auch nachträglich der Nullinie zuordnen kann. Die Stärke des Drucks ist sauber kalibrierbar indem man ein Gewicht draufstellt und das ohne viel Gewackel wegnimmt.

Also wird bloß ein FET-Opamp (TL71, besser LMC6062) mit etwas Peripherie gebraucht, die negative Betriebsspannung kann mit einer Ladungspumpe (2 Kondensatoren, 2 Dioden) aus irgendeinem digitalen Wackelsignal erzeugt werden.

R1 wird durch R3/R2 effektiv vertausendfacht, die untere Grenzfrequenz liegt also bei 10 nF x 10 GΩ = 100 Sekunden. Vielleicht mal mit R2 = 10k anfangen, das regelt den Offset eines TL71 besser aus.
Die Ruhe-Ausgangsspannung wird mit R4 auf etwa 2,5 V eingestellt.
C1 bestimmt die Verstärkung, die Ausgangsspannung des Ladungsverstärkers sollte innerhalb der Betriebsspannung bleiben. :D
R5 ist für die EMV.

edit: irgendwie hab ich mal wieder was vergessen - nämlich die Schaltung. UND den Reset-Knopf, der der Schaltung ihren Arbeitspunkt zeigt damit das nicht Stunden dauert. In Reihe zu R2 miß noch ein Schalter, dazu eignet sich ein MOSFET 2N7000.
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