Wägezelle + linear Displacement Transducer

[ch_ris]

Habe eine Wägezelle, Tedea Huntleigh LCT 12002 250kg.
ich finde dazu nix, scheinbar zu alt.
4 Kabel gehen rein, daher stell(te) ich mir das so vor:

Code: Alles auswählen

          |    blau    |
         .-.          .-.
         | |          | |
         | |          | |
         '-'          '-'
          |            |
         gelb         grün
          |            |
         .-.          .-.
         | |          | |
         | |          | |
         '-'          '-'
          |     rot    |

Die Einzel Widerstände messe ich mit 297 Ohm.(scheinbar)
Quer aber, blau/rot 418 Ohm, gelb/grün 350 Ohm.
das hier habe ich in einem Vishay Dokument gefunden:

aber dann müsste doch gelb/grün eher noch weniger sein als 297 ohm, wenn ich annehme das die OUTPUT sind.
also muss die Schaltung nochmal anders aussehen?

wenn die kaputt ist erübrigen sich weitere Überlegungen nach schnellstmöglichem auswerten etc.
an grün hängt noch ein Bauteil, 122k messe ich, Erwärmung hat kaum Effekt, -0.1 kOhm mit Feuerzeug kurz dran.

edit. oder so?

könnte die Werte imo erklären.
Unter der Annahme das die nicht defekt ist, was könnte dann input und output sein?

[Amper]

An sich sind die absolutwerte "egal", du siehst ja in welche Richtungen der Aufbau symmetrisch sein muss, bei der rautenförmigen anordnung musst du von oben nach unten das gleiche messen wie von rechts nach links. So kannst du auch bei deiner im anwendungsfall herausfinden was sache ist. Such dir zwei leitungen mit dem größtmögichen widerstand (350R), da kommt die versorgung dran, zwischen den zwei anderen hast du den gleichen widerstand, da kommt dein messsignal raus. Wei rum die brücke dann ist ist egal, schlimmstenfalls hast du halt ein invertiertes signal.

Ansonsten einfach mal anklemmen, wenn da wirklich diese widerstände zusätzlich drin sind (das wird aber eher symbolisch für leitungswiderstand sein) leg spannung an rt/bl an und mess ob bei den anderen beiden ca. 0V+-5mV rauskommt.

[ch_ris]

so getan, und ja, 0.0v kommen raus, danke.
Dem Backstein per Handauflegen was anders zu entlocken gelingt mir auch mit scope nicht.
Da muss ich erst mal eine Mechanik improvisieren.
temporär hab ich auch noch HX711 zum testen.

[Henrik_V]

Der 220k wird wohl zum Trimmen des Offsets verwendet worden sein ...
Typisch sind ja so 10-20mV/V bei Endausschlag, so ein paar mV sollten bei 5kg schon als Änderung zu sehen sein.
Sollte mit DMM zu sehen sein. (Ich nehm auch gerne mal den µA Bereich beim Fluke27 Backstein)

[ch_ris]

Huch, tatsächlich. mit Schraubstock, Waage, Kaffekannen-Last, 5V und anderem DMM,
kann ich ihr 0.03 mV bei 700 Gramm entlocken. So etwa jedenfalls.
Danke, das ist ja schon mal eine Hausnummer und ich kann mir überlegen
wie weit ich mit dem Differenz Verstärker vom tiny85 komme.

edit.Tiny: mit gain x20 kämen immerhin 200mV raus, bei 5v.
wenn ich 0.04 mV je Kilo annehme.
Wenn das nicht vorhandene Datenblatt 25v gutheißen würde, wär's kein Thema.
Dann kämen 1000mV raus, mit 1.1v Referenz....
bevor ich weiter gucke muss ich erst mal ermitteln wie schnell der Tiny sampeln könnte.
Trotzdem bleibt's ja bei den 10bit adc, das wären dann am Ende 2.5 Newton Auflösung.

umgekehrt, an Output besaftet, kommen etwa 20% mehr Spannung raus.

[ALF2000]

Da faeoot mir ein. ich muss noch 4 Zellen bergengehen demnächst. habe eine komplette Plattform mit Waage begonnen zu demontieren, damit man mal die Möglichkeit hst zu sehen...ob man vollkommen Überladen fährt oder nicht

[ch_ris]

Ja mach das.
Deine Chancen stehen glaub ich besser als die meines Phantasieprojekts.
will dazu noch nix sagen, nur das der Balken als Kraftsensor bis 5000 N dienen sollen würde.
1:2 untersetzt.

ich hab mal ein projekt, K-Typ Thermocouple lesen mit tiny85, ausprobiert.
das macht was ähnliches, einen single und differenz adc lesen.
+ time, sind 6 Byte, als struct gesendet, cpu 8Mhz, 115200 Baud, komm ich auf 1.7 kHz Sample rate.
das klingt toll, aber ohne zusätzlichen Verstärker passen Auflösung und Messbereich nicht.

hier (https://www.ti.com/lit/an/sboa247a/sboa ... 5152704132) steht was drin,
das hab ich mal probiert mit einem TL1490, den hätte ich:

falls das so funktionieren würde käm ich wenigstens auf 5 Newton Auflösung.

[Amper]

heh ja, aber ein hx711 ist der weg. Sehr einfach, funktioniert wunderbar, 10Hz langt normal. Ansonsten halt einen differenzverstärker mit operationsverstärker basteln, wenn man was wirklich schnelles braucht. 1V ausgang von ner dmss brücke kann man leider nicht erreichen

[ch_ris]

ja. hab aber eine dynamische kraft, selbst 80hz liefern zu wenig Werte denk ich.
zum testen zumindest könnten die 10bit reichen.
oder gleich ltc2440, der kann 800hz.

[ch_ris]

habe den titel angepasst, ein poti weggeber gehört auch noch dazu, RP12-100 nennt er sich. empfohlen werden 0.1uA am schleifer.
R ist 10k bis 70ohm.
ich hab da mal was vorbereitet...tut nicht.
zur Unterhaltung, finde den Fehler:

[Später Gast]

ja. hab aber eine dynamische kraft, selbst 80hz liefern zu wenig Werte denk ich.
zum testen zumindest könnten die 10bit reichen.
oder gleich ltc2440, der kann 800hz.

Ads1118 macht 840sps@16 bit, iirc. Is wahrscheinlich günstiger.

[ch_ris]

stimmt, danke. ich behalte das im Hinterkopf.
ich war der Meinung ich hätte noch einen ltc2440 irgendwo rum fliegen, bei den preisen glaub ichs aber kaum.
wird eher ein ltc2410 sein (der auch zu lahm ist).

der OP Verstärker für den Wegmesser ist eigentlich unnötig.
Ich will nur gucken ob die Simulation hin kommt,
ist einfacher als bei der Wägezelle denk ich.

edit. wenn man rechts nicht mit links verwechselt, geht's auf einmal.
das ist ja ein Spannungsteiler 5:1, und der OP verstärkt wieder 5fach.
Das Model sagt: 0.038v bis 4.903v.
gemessen: 0.038v bis 4.967v.
gibs doch gar nich. mit 5% widerständen und eh alles nur so ungefähr.

[ch_ris]

hab ein platinchen für die DMS schaltung gebaut: geht nicht.
geht sofort in die Begrenzung bzw 4.9....volt

im Bild die Nummern an den Pfaden sind die unterschiedlichen Netze.
Wie das sein kann das zwischen 9 und 6 eine unterschiedliche Spannung anliegt,
hatte ich mich schon gefragt. Kurz. edit das da der Pfad nicht geschlossen ist ...

Nach auslöten von R15 gehts. warum auch immer.
Das Signal rippelt mit 67 kHz um 10 mV.
ich könnte noch mal einen hohen R15 probieren, obs besser wird.
es kann getestet werden.
unten der ripple und 3mal kurz mit der Hand drauf gedrückt in ac und dc.

edit nee, mit 180k, empfiehlt die simulation, ändert sich nix. und der ripple kommt vom Netzteil.
wie gesagt, das ist ja nur zum testen, sollte irgendwann die Mechanik fertig und gut sein, macht ein besserer adc Sinn.

[ch_ris]

ein Problem ist das die Zelle eigentlich zu schwach ist.
Hier sieht man mal die völlig übertriebene Biegung und die Hauptspannungen im Regelbetrieb bei Vollast.
Die dünnen Stellen sind quasi Gelenke einer Parallelogramm Kinematik.
Deswegen heißt die ja Plattformzelle.
unten links ist das Festlager, oben rechts die Kraft senkrecht.

Idee: ich stelle die einfach hochkant:

Spannungs-max ist jetzt am Lager. der Gelenk-Effekt entsteht nicht.
So geht das nicht.

Wenn ich die Kraft in 30° Winkel einleite

halbieren sich Spannungen und Verschiebung ca.
So könnte das was werden. Wie die DMS darauf reagieren, bzw die evtl. Linearität...
wegen der Drachen in der Fem. Und in der Physik.
Ist das sowieso immer nur so halbgar und zu hinterfragen.

[Hendi]

Steht ein PC mit Soundkarte in der Nähe?
Ich (Der auf Arbeit unter Sensoren in Wheatstonekonfiguration untergeht) würde gerne mal mit Soundkarte AC-Erregung schreiben und Brückenausgang am DC-entkoppelten Mike in oder Line in ansehen.

[ch_ris]

wie jetz? ich könnte auch 3v Ac signal drauf tun. und mit scope messen?

[Bastelbruder]

Die Soundkarte könnte vielleicht eine bessere Auflösung der Amplitude bieten.

[ch_ris]

naja, laptop steht da. klinken müßte ich was zusammensuchen/basteln.

[ch_ris]

Steht ein PC mit Soundkarte in der Nähe?

einen PC mit "richtiger" Soundkarte gibt's aber auch noch.

[Henrik_V]

Da das Ergebnis aus einer Verhältnismessung kommt, und die Soundkarte zwei synchron abgetastete Kanäle hat (+DA in sync) , einfach die Erregerspannung runterteilen und auf den zweiten Kanal.
Dann 20 - 100 Perioden sampeln, einen 3 Parameter Sinusfit (Frequenz ist bekannt) auf beide Känäle und das Ratio ausrechnen. Frequenz nicht zu hoch wählen, dann kann es um den Nullpunkt wg. Phasenverschiebungen etwas trickreicher werden ... aber Auflösung sollte mehr als genug da sein

Info zu Sinusfit: https://www.ippt.pan.pl/repository/open/o3063.pdf

Wenn die Verstärkung konstant bleibt, landen die Gainfehler in der Kalibrierung ....

[Bastelbruder]

In der Zackenbude (neu-hochschwäbischer Kosename für Zahnr...) werden seit 25 Jahren manche Meßbrücken mit 3 kHz Sinus, 6Veff angetrieben, sowohl Erregung als auch Auswertung sind transformatorisch symmetriert. Der Eingangstrafo des Vorverstärkers ist doch tatsächlich genau so Einer.
Die erreichbare Empfindlichkeit ist richtig gut, Vollaussteuerung einstellbar etwa 1:100 bis 1:2000 (wenn ich mich nicht verrechnet habe), Nichtlinearität unabhängig vom Meßbereich maximal 1%.
Vorteil der Wechselerregung ist Vermeidung von Thermospannungen und Offsetproblemen, auch bei Monatelangen Meßreihen. Der Sensor darf 25 m vom Verstärker/Synchrongleichrichter/... entfernt sein.
Wechsellasten (Schwingungen) bis 600 Hz sind damit noch auswertbar.

Ich befürchte daß eine durchschnittliche Soundkarte diese Daten deutlich übertreffen kann. Man braucht halt einen kleinen "Lautsprecherverstärker", am elegantesten mit symmetrischem Brückenausgang, und vielleicht einen Instrumentenvorverstärker zur Wahrung der Symmetrie.

In allen professionellen Kraftaufnehmern sind ein Relais und ein Kalibrierwiderstand enthalten, mit deren Hilfe sich der "Vollausschlag" abgleichen läßt.

[ch_ris]

Puh Leude, ich bin ja schon stolz wie bolle auf oben den differenzverstärker.
wenn mal grundsätzlich alles funktioniert, kann der durch was besseres ersetzt werden.
wenn ich richtig gerechnet hab,
mit adc prescaler 16, 16fach oversampling, 2 Kanäle, komm ich auf theoretische 2.4kHz samplerate,
das sind dann knapp 40 Werte zum darstellen einer Kurve.
Wenn die dann erstmal hier am Pc auf dem Bildschirm liegt...

[ch_ris]

hab mal ne test software für nano gebaut,
daten in 8 byte struct.
stückweise sinds 330 Samples/s,
als 512 byte buffer , 2khz die am pc ankommen.
mit 128 adc prescaler? muss ich noch mal prüfen ob das tatsächlich stimmt
edit stimmt natürlich nicht,
mit adc prescaler 16 gibts 2500 Samples/sec