Hallo, wie es im Betreff steht bin ich auf der Suche nach einem piezoelektrischen 3D-Beschleunigungssensor als IC, idealerweise mit analogem Ausgang. Trotz intensiver Suche bei Herstellern und Distris konnte ich keinen einzigen finden. Piezoresistive gibt es wie Sand am Meer, aber piezoelektrische sind anscheinend sehr rar gesät. Messbereich bis 2-3g wäre schön, ansonsten keine Anforderungen (wäre schon froh, wenn ich überhaupt einen haben würde). Kennt ihr vielleicht einen Hersteller?
Stefan schrieb: > Messbereich bis 2-3g wäre schön, ansonsten keine Anforderungen Und was für Anforderungen sprechen dann gegen einen "normalen" Sensor? Oder ist der Wunsch piezoelektrisch einfach nur eine Laune?
Floh schrieb: > Und was für Anforderungen sprechen dann gegen einen "normalen" Sensor? z.B. dass die Erdbeschleunigung nicht mitgemessen werden soll.
Stefan schrieb: > z.B. dass die Erdbeschleunigung nicht mitgemessen werden soll. geht das nicht über eine simple Differenzierung mit jedem?
Stefan schrieb: >> Und was für Anforderungen sprechen dann gegen einen "normalen" Sensor? > > z.B. dass die Erdbeschleunigung nicht mitgemessen werden soll. Warum sollte sich dafür ein piezoresistiver Sensor besser eignen als ein piezoelektrischer? Beschleunigung ist Beschleunigung. Ein Sensor kann grundsätzlich nicht zwischen Erdbeschleunigung und Beschleunigung durch Bewegung unterschei- den, es sei denn, man mat zusätzliche Informationen. Wenn bspw. Betrag und Richtung der Erdbeschleunigung bekannt sind, kann man sie vektoriell vom Messwert subtrahieren. Oder man kennt den Frequenzbereich der zu messenden Beschleunigung. Dann kommt man evtl. mit einer Filterung weiter (s. Beitrag vom Rächer der Transistormorde).
Stefan schrieb: > idealerweise mit analogem Ausgang. Also ein Sensor mit integriertem Ladungsverstärker ? Wirst Du so schnell nicht finden. Und den Ladungsverstärker extern aufzubauen wirst Du auch nicht schaffen. Die üblichen Verdächtigen sind Kistler und PCB Piezotronics gk
Hallo Leute, vielen Dank für die zahlreichen Antworten! Der Rächer der Transistormorde schrieb: > geht das nicht über eine simple Differenzierung mit jedem? Quark. Yalu X. schrieb: > Warum sollte sich dafür ein piezoresistiver Sensor besser eignen als ein > piezoelektrischer? Schau dir einfach an, wie die Sensoren funktionieren. Das sollte die Antwort liefern. Yalu X. schrieb: > Beschleunigung ist Beschleunigung. Ein Sensor kann grundsätzlich nicht > zwischen Erdbeschleunigung und Beschleunigung durch Bewegung unterschei- > den, es sei denn, man mat zusätzliche Informationen. Auch da muss ich dir widersprechen. Es kann sehr wohl über statische und dynamische Beschleunigung unterschieden werden. Daher nochmal der Hinweis: schau dir an, wie die Sensoren funktionieren... Yalu X. schrieb: > Wenn bspw. Betrag und Richtung der Erdbeschleunigung bekannt sind, kann > man sie vektoriell vom Messwert subtrahieren. Ja eben. Da gibt es nur ein unbedeutendes Problemchen: die Richtung der Erdbeschleunigung ist unbekannt, der Sensor kann ja beliebig orientiert sein. Wesentlich sinnvoller ist es einen Messprinzip zu wählen, das prinzipbedingt statische Beschleunigungen nicht misst. Yalu X. schrieb: > Oder man kennt den Frequenzbereich der zu messenden Beschleunigung. Dann > kommt man evtl. mit einer Filterung weiter Ja, den Gedanken hatte ich auch, aber es deht leider von knapp über DC bis etwa 2kHz. Da ist mit Filterung nicht wirklich was zu holen. gk schrieb: > Also ein Sensor mit integriertem Ladungsverstärker ? Wirst Du so schnell > nicht finden. Ja, das ist mir auch schon aufgefallen :-) Als Alternative wären noch IEPE-Sensoren zu erwähnen. Die gibt es wie Sand am Meer, sind aber halt recht klobig. gk schrieb: > Und den Ladungsverstärker extern aufzubauen wirst Du auch > nicht schaffen. Wenn du das meinst, dann wird es wohl so sein...
Stefan schrieb: > Die gibt es wie Sand am Meer, sind aber halt recht klobig. dazu, siehe Dein Zitat: Stefan schrieb: > Schau dir einfach an, wie die Sensoren funktionieren. Und wenn die Sensoren schon so klobig sind, wird Dein "IC" nicht unbedingt kleiner werden. Das haben die Sensorhersteller schon begriffen und MEMS Sensoren etabliert. Stefan schrieb: > Ja eben. Da gibt es nur ein unbedeutendes Problemchen: die Richtung der > Erdbeschleunigung ist unbekannt, der Sensor kann ja beliebig orientiert > sein. Richtig. Und ohne Bezugsrichtung kannst Du aus Deinen X,Y,Z Signalen erst recht nicht feststellen, in welche Richtung der Sensor sich bewegt. Da bist Du vielleicht froh, wenn Du aus den statischen Signalen der Erdbeschleunigung eine Bezugsrichtung heraus rechnen kannst. gk
Stefan schrieb: > Yalu X. schrieb: >> Oder man kennt den Frequenzbereich der zu messenden Beschleunigung. Dann >> kommt man evtl. mit einer Filterung weiter > > Ja, den Gedanken hatte ich auch, aber es deht leider von knapp über DC > bis etwa 2kHz. Da ist mit Filterung nicht wirklich was zu holen. Wenn du "knapp über DC" in Form einer Grenzfrequenz angeben kannst, bist du ja mit einem piezoresistiven Sensor mit nachgeschaltetem Hochpass gut bedient. Wenn nicht, hilft dir auch ein piezoelektrischer Sensor nicht weiter, denn dieser liefert letztendlich auch nichts anderes als ein hochpass- gefiltertes Signal. Ein piezoelektrischer Sensor mit nachgeschaltetem Ladungsverstärker hat den Vorteil, dass du die Grenzfrequenz weitgehend unabhängig von den Sensorparametern festlegen kannst.
Von Kistler geschrieben
>Ein piezoelektrischer Beschleunigungssensor ist in der Regel AC-gekoppelt >und
eignet sich nicht, um statische Beschleunigungen, etwa in einer >Zentrifuge, zu
messen.
Dann kannst du jeden Typ von Beschleunigungssensor mit Analogausgang
nehmen solange du das Signal über einene Kondensator auskoppelst.
Was wäre denn ein statischer Beschleunigungssensor? Misst der etwa nur Beschleunigungen, die sich nicht verändern? ;-) Beschleunigungssensor ist Beschleunigungssensor. Die Piezoscheiben sind eben funktionsbedingt bereits Hochpasssysteme.
Uwe schrieb: > Dann kannst du jeden Typ von Beschleunigungssensor mit Analogausgang > nehmen solange du das Signal über einene Kondensator auskoppelst. Uwe, du bist ein Genie! Danke Dir für die Idee, wird im Labor direkt aufgebaut!
Stefan schrieb: > Uwe schrieb: >> Dann kannst du jeden Typ von Beschleunigungssensor mit Analogausgang >> nehmen solange du das Signal über einene Kondensator auskoppelst. > > Uwe, du bist ein Genie! Danke Dir für die Idee, wird im Labor direkt > aufgebaut! Ist das jetzt ernst gemeint? Oh mann!
Simon K. schrieb: > Ist das jetzt ernst gemeint? Oh mann! Da im Labor korrekte Werte rausgekommen sind, kann ich darauf leider nur folgendes Antworten: "Wenn man aber auch wirklich gar keine Ahnung hat, einfach mal....." Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt mein Problem. Auf diese Idee sind überigens auch zwei FAEs nicht gekommen. Uwe, danke nochmals.
@Stefan: Die drei in diesem Thread gemachten Vorschläge - simple Differenzierung, - Hochpassfilterung und - Auskopplung mit Kondensator beschreiben im Wesentlichen das gleiche Vorgehen, nämlich den Gleichan- teil des Signals mittels der frequenzabhängigen Impedanz eines Kondensa- tors zu eliminieren. Trotzdem reichen deine Bewertungen von > Quark. über > Da ist mit Filterung nicht wirklich was zu holen. bis > Uwe, du bist ein Genie! Bist du sicher, das eigentliche Problem wirklich verstanden zu haben? Stefan schrieb: > Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt > mein Problem. Natürlich. Denn damit hast du den quarkigen Differenzierer bzw. den nicht anwendbaren Hochpass aufgebaut, der im piezoelektrischen Sensor schon implizit enthalten ist :) Gedanken um die Grenzfrequenz des Signals solltest du dir aber trotzdem machen. Sonst kann einer der folgenden beiden Fälle eintreten: - Geringe, lang anhaltende Beschleunigungen werden nicht erfasst oder verfälscht (Zeitkonstante des Filters zu klein) - Nach dem Drehen des Sensors (Änderung des Erdbeschleunigungsvektors) braucht das System zu lange, um wieder den Nullpunkt zu erreichen (Zeitkonstante des Filters zu groß) Evtl. hast du auch mit beiden Problemen gleichzeitig zu kämpfen, dann musst du das Gesamtkonzept deines Systems überdenken.
Stefan schrieb: > Simon K. schrieb: > >> Ist das jetzt ernst gemeint? Oh mann! > > > Da im Labor korrekte Werte rausgekommen sind, kann ich darauf leider nur > folgendes Antworten: > > "Wenn man aber auch wirklich gar keine Ahnung hat, einfach mal....." > > Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt mein Problem. Auf diese Idee sind überigens auch zwei FAEs nicht > > gekommen. Uwe, danke nochmals. da kann man nur sagen dito: "Wenn man aber auch wirklich gar keine Ahnung hat, einfach mal.....". Schon lustig, dafür ins Labor zu gehen.
Yalu X. schrieb: > Stefan schrieb: >> Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt >> mein Problem. > > Natürlich. Denn damit hast du den quarkigen Differenzierer bzw. den > nicht anwendbaren Hochpass aufgebaut, der im piezoelektrischen Sensor > schon implizit enthalten ist :) Yalus Post ist im Prinzip das, was ich in Kurzform meinte. Das Prinzip eines Hochpasses/Differenzierers ist jetzt keine Raketentechnik.
@yalu: Sorry, mein Fehler. Stand heute etwas auf dem Schlauch. Danke Euch für die Hilfe!
Stefan schrieb: > Die Idee mit dem Kondensator mag einfach anmuten, aber es löst exakt > mein Problem. > Auf diese Idee sind überigens auch zwei FAEs nicht gekommen. Vermutlich, weil du dein Problem nicht korrekt beschrieben hast. Denn aus der Beschreibung vom Beitrag "Piezoelektrischer 3-Achsen Beschleunigungssensor-IC gesucht" kann man nicht erahnen, was dein eigentliches Problem ist.
Nur mal so als Idee: Wenn die Lage im Raum das Problem ist, könnte man diese doch mit einem oder zwei Magnetfeld-(Hall-)Sensor(en) bestimmen. Das Magnetfeld verläuft immer parallel zur Erdoberfläche und die Gravitation wirkt senkrecht dazu... Damit sind dann auch geringe, lang anhaltende Beschleunigungen messbar und die Verzögerung durch einen Filter (Kondensator) entfällt.
Volker U. schrieb: > Das Magnetfeld verläuft immer parallel zur Erdoberfläche Das stimmt so nicht. http://de.wikipedia.org/wiki/Inklination_(Magnetismus)
Volker U. schrieb: > die Verzögerung durch einen Filter (Kondensator) entfällt. Das ist keine "Verzögerung", sondern eine "Ignoranz", weil langsame oder gar konstante Beschleunigungen unterdrückt werden. In einer Zentrifuge ist übrigens auch eine konstante Beschleunigung anzutreffen. Nur wenn sich die Geschwindigkeit ändert, ändert sich auch die Beschleunigung...
Lothar Miller schrieb: > Das ist keine "Verzögerung", sondern eine "Ignoranz", weil langsame oder > gar konstante Beschleunigungen unterdrückt werden. Kommt eben drauf an, was man messen will. Wenn ich eine sich langsam ändernde Gleichspannung messen will, stelle ich mein Oszilloskop auch nicht auf AC...
Volker U. schrieb: > Kommt eben drauf an, was man messen will. Es ging mir um die Terminologie: ein Kondensator allein ergibt ganz einfach keine wie auch immer geartete "Verzögerung".
Floh schrieb: > Volker U. schrieb: >> Das Magnetfeld verläuft immer parallel zur Erdoberfläche > > Das stimmt so nicht. > http://de.wikipedia.org/wiki/Inklination_(Magnetismus) Sagen wir mal, es stimmt nicht so ganz. Kommt eben drauf an, wie die Beschaffenheit der Erdkruste ist. Aber man kann das System ja mit Hilfe einer Wasserwaage auf die jeweilige Umgebung kalibrieren. Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen.
Lothar Miller schrieb: > Volker U. schrieb: >> Kommt eben drauf an, was man messen will. > Es ging mir um die Terminologie: ein Kondensator allein ergibt ganz > einfach keine wie auch immer geartete "Verzögerung". Heute sind wir aber päpstlicher, als der Past, was? Ersetze "Kondensator" durch "RC-Glied". Ich bezog mich auf den Beitrag von Yalu X., der die evtl. große Zeitkonstante bei der Auskopplung über einen Kondensator bemängelte.
Volker U. schrieb: > Ersetze "Kondensator" durch "RC-Glied". Naja, kann ja keiner wissen, was da durch was ersetzt werden soll... ;-)
Volker U. schrieb: > Floh schrieb: >> Volker U. schrieb: >>> Das Magnetfeld verläuft immer parallel zur Erdoberfläche >> >> Das stimmt so nicht. >> http://de.wikipedia.org/wiki/Inklination_(Magnetismus) > > Sagen wir mal, es stimmt nicht so ganz. Nein, es stimmt überhaupt nicht ;-) Saheu dir mal hier das Bild mit den Feldlinien an: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld#Form_und_St.C3.A4rke Nur am Äquator verlaufen sie parallel zur Erdoberfläche. > Kommt eben drauf an, wie die Beschaffenheit der Erdkruste ist. Die spielt dabei nur eine unwesentliche Rolle. > Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen. Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-)
Yalu X. schrieb: >> Volker U. schrieb: >> Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen. > > Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-) Hehe, das war auch mein erster Gedanke. Praktisch jeder Neigungssensor reagiert auch wiederum auf störende Beschleunigungen.
Yalu X. schrieb: > Nein, es stimmt überhaupt nicht ;-) Ja, ist auch eigentlich logisch, dass die Feldlinien am Pol nicht mit 90° die Erde verlassen können und dann einige Tausend Kilometer weiter plötzlich 0° haben. Wieder was dazu gelernt :-). >> Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen. > Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-) Ist doch eigentlich egal, worauf er basiert, wenn er zuverlässig die Neigung anzeigt :). Ich vermute aber, dass diese Dinger eher auf dem Wasserwaagenprinzip beruhen werden und nicht auf einer Beschleunigungsmessung. Deshalb liefern sie auch nur bis etwa 70° zuverlässige Daten. Ist aber nur eine Vermutung von mir.
Simon K. schrieb: > Praktisch jeder Neigungssensor reagiert auch wiederum auf störende > Beschleunigungen. Dann kalibrieren wir doch den Magnetfeldsensor in Ruhe mit Hilfe des Neigungssensors und arbeiten dann beim wilden Umherfliegen mit dem Magnetfeldsensor. :-)
Volker U. schrieb: > Yalu X. schrieb: >> Nein, es stimmt überhaupt nicht ;-) > > Ja, ist auch eigentlich logisch, dass die Feldlinien am Pol nicht mit > 90° die Erde verlassen können und dann einige Tausend Kilometer weiter > plötzlich 0° haben. Wieder was dazu gelernt :-). > >>> Ansonsten würde ich einen Neigungssensor als Alternative empfehlen. >> Einen Neigungsmesser, der auf Beschleunigungssensoren basiert? ;-) > > Ist doch eigentlich egal, worauf er basiert, wenn er zuverlässig die > Neigung anzeigt :). Ich vermute aber, dass diese Dinger eher auf dem > Wasserwaagenprinzip beruhen werden und nicht auf einer > Beschleunigungsmessung. Deshalb liefern sie auch nur bis etwa 70° > zuverlässige Daten. Ist aber nur eine Vermutung von mir. Und dein "Wasserwaagenprinzip" lässt sich also nicht durch andere Beschleunigungen stören... Soso
Simon K. schrieb: > Und dein "Wasserwaagenprinzip" lässt sich also nicht durch andere > Beschleunigungen stören... Soso S.o. Außerdem war das Wasserwaagenprinzip nur eine Vermutung. http://www.asm-sensor.com/asm/news_detail.php?lang=de&det=akt_arc&news=141 "Da der auf der MEMS-Technologie basierte PTAM2-Sensor berührungslos und verschleißfrei arbeitet, bietet er eine deutlich verbesserte Zuverlässigkeit in extremen Umweltbedingungen, insbesondere unter starken mechanischen Stößen." Oder ein Neigungssensor auf Magnetbasis, aber mit höherer Einschwingzeit: http://www.asm-sensor.com/asm/pdf/pro/ptas2_de.pdf
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