Halbleiterwägezelle direkt im Kraftfluss - Woher?

Am 12.09.12 18.42, schrieb Sven Schulz:
gut, dass Du das präzisierst - das ist eine andere Frage.
"druckabhängiger Kristall" - da könnte die Lösung hydraulischer Art sein: irgendeine Blase, auf der horizontal gefesselt, aber vertikal beweglich die Messplattform steht. Der Druck in der Blase wird mit einem Drucksensor gemessen. Für Bastlerbedarf gibts Drucksensoren auch bei den gängigen Elektronik-Distributoren, z.B.
formatting link
einfach mal nach Drucksensor suchen. Die Dinger sind auch durchaus erschwinglich.
"Kristall" wird ansonsten bei Kraftmessung nichts. Halbleitersensoren, die kristallines Silizium als Federwerkstoff einsetzen, sind entweder Mikromechanik im weitesten Sinne (z.B. Beschleunigungssensoren) oder Drucksensoren. Punktuelle Einleitung von Kräften und die Sprödheit des Federwerkstoffs schließen sich aus, mal ganz davon abgesehen, dass monokristallines Silizium mit "bastelkompatiblen" Abmessungen nicht zu beschaffen sein wird und wenn, dann mit Gold aufzuwiegen ist. Außerdem bedarf es einer ausgefeilten Aufbau- und Verbindungstechnik (anodic bondig - hast Du mal eben eine Vakuumanlage?), um sowas überhaupt irgendwo festzukriegen - einspannen ist nicht.
Piezoelektrische Sensoren können nur dynamische Gräfte oder Drücke messen, nicht statische. Im Bastelstadium könnte man zwar mit einer Integration arbeiten, aber das ist elektronisch nicht ganz trivial und eher nicht paarhuferstallkompatibel. Und scheidet sowieso aus, wenn Du nicht gelegentlich mal einen Knopf drücken möchtest.
Bleibt also der Selbstbau einer Kraftmessdose, entweder mit Schwingdraht oder Federkörper und DMS oder irgendetwas in Richtung Hebelgetriebe und Kraftkompensation.
DMS aufkleben will gelernt sein. Faustregel: der 300. Versuch hält und tut was er soll. Macht aber nix: die Dinger gibts ohnehin in Verpackungseinheiten zu 100 Stück :-) Da hast Du also schon den ersten Tausender ausgegeben. Und ein bisschen Elektronik kommt ja auch noch dazu: stell Dich seelisch darauf ein, eine Trägerfrequenzmessbrücke entwickeln zu wollen. DMS gibts auch bei HBM unter
formatting link

Such Dir einen aus unter den 3000 unterschiedlichen Typen.
Schwingdraht scheint mir für das Bastelstadium da noch eher geeignet zu sein: Elektromagnet, Pickup von der Gitarre, Oszillator, Frequenzmessung mit einem Controller, vielleicht ein Temperatursensor zur Temperaturkompensation, Kalibrierung notfalls mit dem Wassereimer, Hängewaage mit Plattform für die Viecher.
Wie auch immer - mit einer Bastellösung wirst Du Dir ehrgeizigere Anforderungen in Sachen Reproduzierbarkeit, Unsicherheit, Nullpunktstabilität eher abschminken können. Da liegt der Gewinn eher im Tun.
Frohes Basteln!
V.
Reply to
Volker Staben
Loading thread data ...
formatting link
Schon. Jedoch schrieb Sven dass er nur den Unterschied wissen muss zwischen "Paarhufer gerade draufgegangen" und "statisch". Damit haette man auch mehr oder weniger automatisch das stoerende Gewicht draufliegenden Kotes oder von Lehmklumpen weg.
Gusseisern robust fuer den echten landwirtschaftlichen Betrieb wird das aber nur wenn alles sauber gekapselt ist. Wo es nichts schadet wenn eine der Ziegen auf der Waage Pipi macht und man das hinterher einfach alles mit dem Wasserschlauch oder dem Kaercher abspritzen kann.
--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
Reply to
Joerg
Volker Staben schrieb:
Mann, bei einer Kristalldiode wird der Kristall auf ein Blech geklebt und dann mit nur _einem_ Draht kontaktiert. Heisst dann auch Detektordiode oder kurz Detektor. In welchem Jahrhundert lebst du?
--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf Bombach
formatting link
--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
Reply to
Joerg
Moin!
Die Messabweichung. Du wolltest 100g Auflösung, also eine Anzeige in Stufen von 100g. Legst Du 100g mehr drauf, werden 100g mehr angezeigt. Das heißt noch lange nicht, daß das angezeigte Gewicht nicht auch ganze Kilos daneben liegen kann (und in der morgendlichen Frische was ganz anderes angezeigt wird als in der Nachmittagssonne). Das ist dann die Messunsicherheit.
Gruß, Michael.
Reply to
Michael Eggert
Am 12.09.12 23.38, schrieb Michael Eggert:
Nein. Die Unsicherheit ist eine Angabe zur halben Breite U eines Intervalls um den angezeigten Wert A herum, innerhalb dessen der richtige Wert mit gegebener Irrtumswahrscheinlichkeit liegt. Das Messergebnis E ist
E = (A +- U) * Einheit
U fasst alle Phänomene zusammen, die dazu führen können, dass ein angezeigter Wert unrichtig ist - da steckt sowohl die Abweichung als auch "Luft" für statistische Schwankungen drin, außerdem - und das ist das Neue und systematisch Gute am GUM - wird mit der Unsicherheit berücksichtigt, dass auch Einflussgrößen bei einer indirekten Messung nur unsicher bekannt sind.
s. "Guide to the expression of uncertainty in measurement", kurz "GUM" genannt. Oder
formatting link

formatting link

formatting link

formatting link

formatting link

V.
Reply to
Volker Staben
Am 13.09.2012 06:02, schrieb Volker Staben:
[GUM]
Ja, das beschreibt die Messunsicherheit. An dem Verfahren gibt es allerdings auch reichlich (zum Teil berechtigte) Kritik.
Nur leider kennt das in der Praxis kaum jemand und verstehen tuts erst recht keiner außer man hat da wirklich jemanden der sich mit Messtechnik und der Unsicherheitsberechnung auseinander setzt.
Thorsten
Reply to
Thorsten Just
Piezo als Wägezelle? Vergiss es. Die laufen zu schnell weg. Du willst ja auch genau sein (0,1%?).
M.
Reply to
Matthias Weingart
Gernot Fink schrieb:
in den grusligsten Billigwaagen, die ich jemals gesehen hatte.
"Schwingsaitenwägezelle" wobei das schwingende Element durchaus kein "Draht" sein muss.
auch piezoresistiv erhältlich
Da gibt's schon noch einige andere Verfahren
Piezoelektrisch wurde schon genannt, ist recht verbreitet.
Kreiselwägezellen
formatting link
- genau und hochauflösend. Ich habe noch eine herumliegen, ist jemand interessiert?
Etwas exotischer wird's bei "Induktivitätsänderung von Schraubenfedern", interferometrische Verfahren etc.
Servus
Oliver
--
Oliver Betz, Munich
despammed.com is broken, use Reply-To:
Reply to
Oliver Betz
Dann kann ich dir nur viel Spaß wünschen. Ich hoffe, es ist kein ernsthaftes Projekt, weil es dann teuer wird. Sehr teuer. Wenn du keine Ahnung von der Materie hast (wie du es auch selber geschrieben hast), dann mußt du erstmal viel lernen. Mit Kristallen ist es sehr schwierig, sie schwimmen mit der Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sind nichtlinear und Langzeitverhalten ist auch nicht so gut. Es gibt fertige Zellen mit Piezo, aber der interne Aufbau ist nicht sehr trivial. Dehnungsmeßstreifen sind da schon etwas besser und werden in solchen Anwendungen gerne verbaut. Die frage ist wieder: warum selber basteln, wenn es schon fertige Wiegezellen für relativ wenig Geld zu kaufen gibt. Du mußt noch bedenken, daß deine Umgebung nicht unbedingt elektronikfreundlich ist. Die Vieher pinkeln überall, die Säure zersetzt ziemlich alles, mit dem Kot werden die Löcher verfüllt und du hast den Salat. Wenn du wirklich basteln willst, kaufe dir doch die billigsten elektronischen Waagen in einem 1¤laden, hole die Sensoren daraus und bastele bessere Elektronik drumherum. Es reicht die Verstärker von billigst-OPs auf Instrumentalverstärker umzubauen und schon kannst du 0.1% Genauigkeit erreichen.
Waldemar
--
My jsme Borgové. Sklopte ¨títy a vzdejte se. Odpor je marný.
Reply to
Waldemar Krzok
Am 13.09.12 09.28, schrieb Thorsten Just:
ob die Kritik berechtigt ist oder nicht, dazu kann man sicher unterschiedlicher Meinung sein. Ich kenne nur unsachliche Kritik und Kritik aus der Geodäsie-Ecke - über die man reden kann, die mir aber hauptsächlich daher zu kommen scheint, dass sich die Geodäten schon immer fundiert mit Metrologie auseinandergesetzt haben und daher eben auch eine andere Historie haben. Der mir bekannten Hauptkritikpunkt, die Unsicherheit schließe den "wahren Wert" der Messgröße nicht sicher ein, kann ich eigentlich nicht nachvollziehen.
Der Wert des GUM liegt IMHO vor allem in der systematischen Modellierung des Messprozesses mit dem Zwang zur Betrachtung aller Einflussfaktoren und der Berücksichtigung nichtgaußförmiger Verteilungen. Auch die Budgetierung ist ein Fortschritt - man sieht auf einen Blick, woher die "dicken" Beiträge zur Unsicherheit kommen und was man tun muss, um diese zu verringern.
Solange die DIN V ENV 13005 den Status einer Vornorm hat, wird sich daran auch wenig ändern. Aber irgendwann wird es soweit sein. Und die Flensburger Absolventen kommen damit teilweise standardmäßig in Kontakt, das ist doch wenigstens etwas.
V.
Reply to
Volker Staben
Guck mal bei Sparkfun:
formatting link
Das ist ein kleiner 50kg Kraftsensor den man irgendwo unterlegen kann. Ist eine DMS-Halbbrücke, d.h. du brauchts noch einen Instrumentationsverstärker und zwei Widerstände für die 2. Hälfte der Brücke.
M.
Reply to
Matthias Weingart
War jetzt nicht direkt diese Piezokeramik, aber wird haben es mal kapazitiv ausgewertet um Druecke zu erfassen und das lief recht gut.
--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
Reply to
Joerg
Moin!
Okay - die mit vorgegebener Wahrscheinlichkeit _maximale_ Abweichung. In jedem Fall etwas völlig anderes als die Auflösung, welche Sven (so vermute ich) damit verwechselt hat.
Gruß, Michael.
Reply to
Michael Eggert
Am 12.09.2012 19:47, schrieb Joerg:
Es gibt da noch ein paar weitere Dinge zu beachten ;-)
z.B. dass da Tiere dran herumknabbern, z.B. an herumhängenden Kabeln oder Bedienelementen.
Viel problematischer sind da aber die Zweibeiner, die in solchen Betrieben rumlaufen. Da murkst dann auch mal einer mit nem großen Schraubendreher an der Waagenmechanik herum, um da Strohreste rauszuprökeln. Kann auch sein, dass da mal ein Hammer oder ein Spaten zum Einsatz kommt.
Das wildeste, was ich mal erlebt habe, war in einem Zerlegebetrieb für Puten. Da wurde am Wochenende umgebaut und auf einer ca. 10.000,- ¤ teuren geeichten Bizerba Waage stand ein Maurerkübel mit Mörtel ;-)
Ach ja, und dann gibt es noch die Arbeitsplätze, wo die Leute Messer in der Hand haben. Da wird dann schon mal eine Folientastatur mit der Messerspitze betätigt, aber nicht so oft ;-)
Gruß
Stefan
Reply to
Stefan

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.