Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kleine Kraft messen


von Jemin K. (jkam)


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Ich würde gern eine sehr kleine Kraft messen: im Bereich von ca. 10 mN 
mit einer Auflösung von ca. 20 µN. Absolute Genauigkeit ist nicht so 
wichtig.
Hat jemand eine Idee, wie man das am besten bewerkstelligt?

von Joe F. (easylife)


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Um was für eine Kraft geht es?
Gewichtskraft? Das ginge dann in Richtung Feinwaage (10mN ~ 1 Gramm, 
20uN ~ 2 Milligramm).

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Ich bin jetzt du faul um Kataloge zu blättern. Dehnungsmesstreifen 
(strain gauge) in mN habe ich aber schon gesehen.
Saufiligran und schwer zu linearisien

von Wolfgang (Gast)


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Jemin K. schrieb:
> Hat jemand eine Idee, wie man das am besten bewerkstelligt?

Mit einer Spannungswaage, nur anders rum.
Die Spannung wird über einen Regelkreis so eingestellt, dass die Waage 
austariert ist.

von Harald W. (wilhelms)


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Jemin K. schrieb:

> Ich würde gern eine sehr kleine Kraft messen: im Bereich von ca. 10 mN
> mit einer Auflösung von ca. 20 µN.

"Klein" wären pN. :-)
Lösung für Dich wären Biegebalken mit Messung der Durchbiegung mit
optischen Interferrometer. Bei geringen Genauigkeitsansprüchen
reichen vielleicht auch Dehnungsmessstreifen.

von Mehmet K. (mkmk)


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Wolfgang schrieb:
> Mit einer Spannungswaage, nur anders rum.

https://www.youtube.com/watch?v=n90whRO-ypE

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

>> Hat jemand eine Idee, wie man das am besten bewerkstelligt?
>
> Mit einer Spannungswaage, nur anders rum.
> Die Spannung wird über einen Regelkreis so eingestellt, dass die Waage
> austariert ist.

Meinst Du nicht eher "Stromwaage"?

von Jemin K. (jkam)


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Es geht um die Ausziehkraft eines Sensors aus einem Gel. Wir wollen nur 
wissen, welche Beschichtung des Sensors wieviel besser ist.

von Noti (Gast)


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Versuch skalieren, so dass er mit "Hausmitteln" wie z.B. einer 
Federwaage messbar wird?

Für sehr kleine Kräfte wäre eine Drehwage / Torsionswage geeignet. Wir 
haben damit im Physikunterricht die Gravitation von Massen bestimmt. 
Geschickt aufgebaut, so dass z.B. die Verdrehung mittels Laser / Spiegel 
/ Bewegung des Punktes an der Wand sichtbar wird, wäre einfach 
umsetzbar.
Für eine saubere Vergleichsmessung kritisch sehe ich nur die 
Versuchsbedingungen konstant zu halten, vor allem die 
Ausziehgeschwindigkeit.

von Wolfgang (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Meinst Du nicht eher "Stromwaage"?

Dann hätte ich "Stromwaage" geschrieben ;-)
Ein Drehspulinstrument als Stromwaage nimmt einem aber zweifelsohne viel 
Bastelei bei der Mechanik ab.

von Flupps (Gast)


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Jemin K. schrieb:
> Ich würde gern eine sehr kleine Kraft messen: im Bereich von ca.
> 10 mN mit einer Auflösung von ca. 20 µN. Absolute Genauigkeit ist nicht
> so wichtig.
> Hat jemand eine Idee, wie man das am besten bewerkstelligt?

Ganz normale feinwaage. Gibts mit Aufloesungen von 0,1mg was hoeher 
qufgeloest ist als von dir gefordert.

Thread kann geschlossen werden. Frage wurde bearnwortet.

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

>> Meinst Du nicht eher "Stromwaage"?
>
> Dann hätte ich "Stromwaage" geschrieben ;-)

Kannst Du mal näher erklären, was Du unter einer "Spannungswaage"
verstehst?

von Jemin K. (jkam)


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Feinwaage: wäre optimal, aber wie lese ich kontinuierlich das Signal 
aus?

von Flupps (Gast)


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Jemin K. schrieb:
> Feinwaage: wäre optimal, aber wie lese ich kontinuierlich das
> Signal
> aus?

Die Feinwaagen haben entsprechende Schnittstellen. Einfach darauf 
achten, dass man sie z.B. per RS232 an den PC anschließen kann.


PS:
Bitte darauf achten alle Anforderungen in der Ausgangsfrage 
zusammenzufassen.
Es ist für den Helfer zeitraubend und ärgerlich, wenn er ständig 
Info-Häppchen nachgereicht bekommt ;-)

von Gerald B. (gerald_b)


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Prinzip des Kondensatormikrofones ginge auch. Wenn Schallwellen die 
Membran auslenken, können das auch entsprechend kleine Kräfte. Als 
Membran Alufolie, Blattgold, o.ä. verwenden. Die Auslenkung ändert die 
Kapazität und diese kann man elektrisch messen.

von Jemin K. (jkam)


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Flupps schrieb:
> Bitte darauf achten alle Anforderungen in der Ausgangsfrage
> zusammenzufassen.

Da hast Du recht, aber ich wollte erstmal eine ungelenkte Meinung.
Das Problem an der Feinwaage ist zB: wo gibt es eine für nen schmalen 
Taler die ein entsprechend schnelles Interface hat?

von Flupps (Gast)


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Womit wieder zwei Anforderungen hinzu kommen: Schnell und billig. Wobei 
beides unpräzise und beliebig bleibt. Den schnell kann alles mögliche 
bedeuten.

Bitte genau beschreiben was du suchst. Ich bin da nicht so nachtragend, 
aber es gibt Leute im Forum die da regelrecht ausflippen. :-O

von Flupps (Gast)


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PS: das ist nicht bös gemeint. Mir passiert das auch ab und zu. Aber 
bitte nimm es dir zu Herzen.

von Werner H. (werner45)


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Wie schon früher erwähnt, ist die Federwaage das richtige 
(erschwingliche) Instrument für die Aufgabe.
Das Interface bist Du selber:
Wert ablesen, im Kopf auf Plausibilität überprüfen und mit den Fingern 
über eine Tastatur in den Computer hacken...
Ist das denn so schwer?

Gruß - Werner

von Wolfgang (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Kannst Du mal näher erklären, was Du unter einer "Spannungswaage"
> verstehst?

Eine, bei der die Anziehungskraft zwischen zwei Kondensatorplatten die 
Gegenkraft bildet. Die Kraft ist bei konstantem Plattenabstand 
proportional zur Spannung über den Kondensatorplatten.

von Harald W. (wilhelms)


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Gerald B. schrieb:

> Prinzip des Kondensatormikrofones ginge auch. Wenn Schallwellen die
> Membran auslenken, können das auch entsprechend kleine Kräfte.

Nun, sog. kapazitive Wegmesser sind kaufbar. Die nimmt man aber eher
für Wegmessungen im nm-Bereich, was hier wohl etwas übertrieben wäre.
Der sog. Biegebalken deckt tatsäclich den Bereich von pN bis MN ab
(natürlich in interschiedlicher Grösse).

von Tom B. (botas)


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Es gibt auch speziell dafür entwickelte Messgeräte. Die sind nicht 
gerade billig. Aber man kann Auftragsmessungen machen lassen.
Um keine Werbung zu machen nur ein Link zu Wikipedia: 
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Tensiometer_(Oberfl%C3%A4chenspannung)

Wenn das ganze Gebiet der Oberflächenspannung neu für einen ist kann man 
da auch viele Informationen bekommen.

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