DMS-Vollbrückenschaltung kompensieren

  • Ersteller des Themas Benutzer256112
  • Erstellungsdatum
B

Benutzer256112

Gast
Hallo,

Ich möchte eine Schaltung aus vier Dehnungsmessstreifen kompensieren. Die Differenzspannung der Brücke beträgt nach dem Kleben beim Bestromen wenige Millivolt im unbelasteten Zustand. Ich möchte die Schaltung im Nullpunkt aber auf (nahezu) 0 Volt Differenzspannung haben. Es ist eine Vollbrücke mit zwei Längs- und zwei Quer-DMS (typischer Zug-Druckstab). Wie erreiche ich das? Durch Zwischenschalten von Widerständen oder hat jemand bessere Ideen? Das wäre nämlich schwierig, da es nur ein paar Millivolt Differenzspannung sind.

Danke im Voraus!
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Wenn dein Messsystem an einer von der DMS-Brücke potentialgetrennten Spannungsversorgung liegt,
kann du einfach dessen Masseingang hochlegen.
 
B

Benutzer256112

Gast
Hallo,
Das liegt nicht vor. Die Spannungsversorgung ist konstant und nicht veränderlich. Es geht darum, wirklich die entstehende Differenzspannung zu nullen, also nicht mit irgend einer Messelektronik, sondern wirklich elektronisch dieses Ziel zu erreichen.
Wie kann ich das machen?
 
B

Benutzer256112

Gast
Nein, die Differenzspannung geht durch einen Messverstärker und daraufhin wird die verstärkte Spannung gemessen. Der Spannungsbereich, der gemessen werden kann ist aber begrenzt. Heißt, dass mein Messbereich durch ein Offset eingeschränkt wird/die Genauigkeit leidet.
Also: Wie kann ich durch Hinzufügen von Widerständen an der Schaltung die Differenzspannung nullen?
 
B

Benutzer256112

Gast
Danke, einen ähnlichen Ansatz hatte ich auch. Also muss ich herausfinden, welcher Widerstand zu hoch ist und dort parallel schalten? Wie finde ich raus, welcher Widerstand das ist? Die Differenzspannung ergibt sich ja aus dem Verhältnis von R1/R2 zu R3/R4. Damit finde ich heraus, welcher "Zweig" zu hoch/niedrig ist, aber nicht, welcher Widerstand. Wie finde ich das raus?
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Es ist unwichtig, welcher WIDERSTAND zu hoch ist:
Es kommt drauf an, welche SPANNUNG zu hoch ist
und das findest du mit einem Voltmeter heraus!
 
B

Benutzer256112

Gast
Versteh ich nicht. Eine Brücke ist abgeglichen, wenn gilt: R1/R2 = R3/R4.

Wenn R1 und R2 die Widerstände links sind und R3 und R4 die Widerstände rechts (bezogen auf dein Bild in Beitrag 6) und ich klemme mein Voltmeter mit + zwischen R1 und R2 und mit - zwischen R3 und R4 und ich messe +3mV:

Wo muss ich einen Widerstand parallel schalten?
 
B

Benutzer256112

Gast
Hallo,
Ich habe doch noch eine Frage: Wenn man, wie du dargestellt hast, die Brückenspannung im unbelasteten Zustand auf 0 setzt, ändern sich die Messwerte, abgesehen vom Offset? Also bekommt man so noch richtige Ergebnisse raus?
 
B

Benutzer256112

Gast
Ich meine das so: Die Differenzspannung ändert sich mit der Änderung der Widerstände. Wenn ich die "Grundeinstellung" ändere, indem ich einen Widerstand ändere, bleibt die Änderung der Differenzspannung durch Änderung der Widerstände durch Verformung gleich und erhalte ich die gleichen Ergebnisse?
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Natürlich nicht:
Der zusätzliche Widerstand "belastet" die Spannungsquelle des Messsignales,
wenn du aber nur 3 mV kompensieren willst,
wird der Widerstand sehr hochohmig und die Änderung sehr gering sein.

Alernativ könntest du auch in Serie zum DMS 4 einen relativ niederohmigen Widerstand setzen,
was jedoch grundsätzlich nichts am oben beschriebenen Ergebnis ändert.
 
B

Benutzer256112

Gast
Hallo,
Aber wenn die Anfangsverstimmung von 3 mV durch Toleranzen der DMS zustandekommen, sind doch die Ergebnisse "falsch", da nicht alle DMS den gleichen Widerstandswert haben. Würde ich das nicht durch das Parallelschalten "berichtigen" oder wie sieht das aus?
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Zu hoffen, dass die DMS zu 100% ohne die kleinste Abweichung den gleichen Widerstand haben,
ist realitätsfremd: Das ist zunächst mal ein dünner Draht, der in Serpentinen auf Folie gepickt wurde.
Die Ausgangsspannung einer DMS(-Brücke) ist deshalb weder richtig noch falsch:
Um daraus eine quantitative Aussage gewinnen zu können, muss das erst mal geeicht werden
und diese Eichung musst du eben NACH der Kompensation vornehmen.

Du kannst das vergleichen, als ob du eine Waage gebaut hättest und die zeigt leer nicht Null an.
Was kann man machen?
Man kann die Mechanik so beeinflussen - z.B. indem man ein kleines Gewicht raufpickt oder ein Federl vorspannt,
dass die gewünschte Nulllage erreicht wird
und DANN kann man die Waage eichen.
Alternativ könnte man die "Nullpunktsverschiebung" auch einfach bei der Eichung berücksichtigen,
d.h. rausrechnen.
 
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