Härteprüfgerät Leeb - Spitze-Spitze-Messung

[Bernhard D. (bdrescher)]

Hallo Community,
Ich soll im Auftrag meines Bruders ein altes Härteprüfgerät reparieren 
(Equotip I), bei dem komische Werte angezeigt wurden und schließlich das 
LCD starb. Da in dem Gerät Eigenbau-Bauteile der Firma vorherrschten 
wollte ich einfach die komplette Schaltung selbst realisieren.
Das Prüf verfahren ist wie folgt:
In einem kleinen Stift mit integrierter Spule wird ein Magnetbällchen 
auf das zu prüfende Objekte fallen gelassen. Die induzierte Spannung 
steht 1:1 im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Kugel, sodass sich aus 
dem Verhältnis der Anfangs- zur Endgeschwindigkeit nach dem Aufprall auf 
dem Objekt direkt der Leeb-Härtewert ergibt. (v_E / v_A * 1000 = H_LEEB)
Anbei habe ich mal ein Spannungsverlauf des Stabes hinzugefügt.

Um den Spitze-Spitze-Wert vernünftig einlesen zu können mit einem AVR, 
würde ich das Messsignal mit einem Rail-to-Rail OPAmp verstärken und 
vorher das Signal um 2,5V anheben, sodass ich ein 0-5V Signal erhalte. 
Dann per AVR einlesen und Min. und Max. rausfiltern. (Gerät soll auf 
Batterie laufen, deswegen Rail-to-Rail).
Nun ist meine Frage:
Packt ein Atmega8 das vernünftig einlesen zu können? Habe wegen dem 
schnellen Wechsel der Flanke meine Bedenken.
Gibt es noch eine andere Idee als einen ADC zu nutzen? Habe heute meinen 
Sensorik-Professor gefragt und er meinte ich solle ein 
Spitze-Spitze-Messbauteil nehmen... Nur finde ich dergleichen nirgendwo.
Kennt jemand so ein Bauteil?

Mit freundlichen Grüßen
  B. Drescher

[Ulrich H. (lurchi)]

Die Spitze hat eine Breite von vielleicht 1 ms. Das sollte ausreichen, 
um das Signal auch noch mit dem ADC aufzunehmen. Der ADC in den 
klassischen AVRs geht bis etwa 15 kHz Samplingrate. Die Form der Spitze 
könnte man ggf. auch noch anpassen - man muss also nicht mal exakt den 
Spitzenwert mit dem ADC erwischen.

Wenn es genauer und schneller werden soll, gäbe es auch noch die Xmega 
Serie mit schnellerem ADC und mehr Auflösung. Alternativ auch kleine ARM 
µCs - die haben auch oft einen 12 Bit ADC.

Als extra IC kenne ich auch keine Spitzenwertschaltungen, aber man kann 
die Aufbauen mit je 2 OPs und Kleinteilen. Die Spitzenwerte sind dann 
bis zum Reset stabil, um sie zu erfassen. Wenn man sich etwas anstrengt 
bekommt man damit auch noch den 2. Aufpall gemessen. Die analoge 
Spitzenwertschaltung hat aber auch nur eine Endliche Genauigkeit - die 
Zeitskala ist aber relativ günstig.

Beim Verstärker muss man auf Offsets achten, denn die gehen gleich 
doppelt in die Bestimmung der Spitzenwerte ein.

Ich würde von der Tendenz her die Direkte Auswertung mit dem µC 
bevorzugen. Der Hardwareaufwand und auch der Stromverbrauch ist geringer 
und man kommt ohne Abgleich von Nullpunkten aus. Die Genauigkeit sollte 
eigentlich auch ausreichen und muss nicht schlechter sein als mit der 
Spitzenwertschaltung. Es braucht aber wohl etwas mehr Software.

[Bernhard D. (bdrescher)]

Vielen Dank für deine Tipps.
Dann bleib ich auch beim direkten Auslesen. Die Software ist kein 
Problem.

Jetzt frag ich mich nur was mein Professor mit diesen Bauteilen meinte.
Das mit der Schaltung aus zwei OPAmps. Würde es nicht ausreichen einen 
Kondensator mit hohem Parallelwiderstand an den Ausgang des OPAmps zu 
schalten (schnelles aufladen, aber langsames entladen). Um den 
Spitzenwert zu "puffern"?