Rundum Tastsensor / Optimale Stoßstange

[nestler]

hi bastler!

dein idee finde ich sehr ueberzeugend. die frage, die ich mir noch stelle ist,
ob sich der widerstandsdraht nach dem kontakt wieder problemlos von der
aluplatte loest. (denn eine feder ist ja bei dir nicht vorhanden)
aber vermutlich muss man da nur ein bisschen mit verschiedenen schaumstoff-
sorten, etc. herumprobieren.....

ciao,
simon

[Manf]

Es ging mir darum noch einmal kurz die Schaltung zu betrachten, wie sie auch für Tastaturencoder verwendet wird. Es gibt hier die Version a und b die verschiedene kleine Unterschiede haben:
Die Version a) verursacht einen ständigen Stromfluß, hat aber die Vorteile, daß über den Kontakt nur der Meßstrom fließt und daß der gesamte Meßbereich linear genutzt wird.
Die Version b) verbraucht praktisch keinen Strom, außer dem durch das hochohmige Meßergät, aber der Strom durch den Spanungsteiler fließt über den Kontakt und die Auflösung ist nicht über den Meßbereich konstant. Also keine Kritik an der Lösung, aber die kurze Betrachung wollte ich noch einbringen.
Es gibt natürlich auch die Möglichkeit, durch akitve Elemente, die Vorteile der beiden Varianten zu kombinieren.
Manfred

[Bastler]

Tut mir Leid wenn ich vorhin etwas aufbrausend war, ich hatte heute einen ziemlich miesen Tag, bitte nicht persönlich nehmen!



@nestler:

Jep, der Draht löst sich wunderbar wieder, da er ja am Schaumstoff festgeklebt ist, und der Schaumstoff versucht nach dem Aufprall, wieder in seine ursprüngliche Position zurückzukehren. Und da besagter Schaumstoff außer hübsch aussehen keine besonderen Eigenschaften haben muss (es muss also nicht Leit-, Akustik-, oder Isolierschaum sein) kann man sich auch prima im Baumarkt um die Ecke einen aussuchen, der relativ punktgenau auf Druck reagiert und sich danach sofort wieder "aufrichtet" (gabs da nicht mal so ne Matratzenwerbung mit nem Rotweinglas dazu?), sollte also kein Problem sein. Und außerdem kann man ja wie gesagt mit der Querschnittsform nach Herzenslust spielen wenn es noch nicht so ganz klappen will

[Frank]

Ich hatte nun mal Gelegenheit diesen flexiblen elastischen Leitschaumstoff zu bekommen. Merkwürdigerweise ist da der Widerstand garnicht linear. Weiß jemand warum?

[Manf]

Liner mit dem Weg beim Zusammendrücken oder linear quer über das Material?

[Frank]

Ich hab nur mal quer rüber gemessen. Bei 16 cm Abstand ca. 9KOhm und bei 8cm immer noch in etwa 7 - 8 kOhm. Der stärke des Andrucks der Messpitze (die ich zum besseren Kontakt längs andrücke) verändert das Ergebnis kaum.

[Bastler]

Da es nur relativ wenige bis gar keine Metallschäume gibt, die eine derart hohe dynamische Elastizität aufweisen vermute ich mal, dass dieser Schaumstoff ein synthetisch hergestellter Halbleiter ist, wahrscheinlich ein stark dotierter Polymerwerkstoff. (--> man nimmt sich einen Nichtleiter und kippt so lange irgend einen Elektronendonatorstoff dazu, bis das Zeug einigermaßen Strom leitet. Ungefähr so wie bei der Elektrolyse von Wasser, mit reinem H2O kann man das nämlich auch gleich lassen)
Da Polymermoleküle keine Gitterstruktur im herkömlichen Sinne bilden ist das mit der Regelmäßigkeit (--> Linearität) des entstehenden Halbleiters allerdings immer so ne Sache...

Halbleiter reagieren generell sehr empfindlich auf elektrische und elektrostatische Felder (genau das ist nämlich das Prinzip des Feldeffekttransistors) und ihre Stromkennlinie ist dadurch meist wenn überhaupt, dann nur in einem bestimmten, sehr genau eingegrenzten Bereich einigermaßen linear, schon gar nicht bei einem "zufällig geformten Element und einer zufällig gewählten Meßspannung". Der spezifische Leitwert eines jeden beliebig kleinen Volumenelementes dV ist also im Allgemeinen abhängig von der an diesem Volumenelement angelegten Spannung.

Im Klartext: Wenn Du den Widerstand nach 16cm misst hast Du Deine Messpannung und erzeugst dadurch ein elektisches Feld auf 16cm Länge.

Legst Du nun die Meßspitze aber schon nach 8cm auf das Material stauchst Du auch das E-Feld zusammen, die Feldliniendichte ("das Gefälle") wir höher und dadurch ändert sich nicht nur Dein Gesamtwiderstand, sondern auch Dein spezifischer Widerstand pro Längenelement...

Es wäre also eigentlich eher überraschend, wenn man bei einer spontanen Messung eines von der Stange abgeschnittenen Stückes Schaumstoff zufällig exakt den linearen Bereich treffen würde, sofern es überhaupt einen gibt...

Das heisst nicht, dass es grundsätzlich nicht möglich ist, eine lineare Kennlinie damit zu erzeugen, aber wenn die Stoffdaten nicht ganz genau bekannt sind ist es wohl meist einfacher, die nichtlineare Kennlinie hinzunehmen und die Messergebnisse bei bestimmten Abständen schlicht zu tabellarisieren...

Nach dieser grauen Theorie nun noch ein bisschen Praxis:

Was Du beim Messen mal versuchen kannst ist, das Messgerät in den Diodentestmodus zu schalten (vorausgesetzt das Multimeter kann das).
Nein, nicht das mit dem Piepton, das womit man bei Dioden den Zenerleitwert, den Sperrstrom usw messen kann. Da benutzen die Geräte zur Messung ne andere Spannung, die die Dioden durchschaltet, das kann bessere Werte liefern (muss aber nicht).

Wenn das keine Änderung ergibt kannst Du mal versuchen, den Widerstand über eine Messbrücke durch Potentialausgleich zu messen, das hat den Vorteil, dass man die für die Messung verwendete Spannung kontrollieren und variieren kann, ist aber deutlich aufwendiger und meist auch teurer als "Spitze dranhalten", weil Du dafür unter Anderem hochpräzise und gegebenenfalls auch noch regelbare Widerstände brauchst.
So kann man zum Beispiel einer Spannungsabhängigkeit des spezifischen Widerstandes auf die Spur kommen und evtl durch ausprobieren einen linearen Teilbereich abstecken...

[hrrh]

1. es kann aber auch sein, dass der leitschaumstoff kohlensoff enthellt, der leitet den strom auch
2. das zeug ist auf minimalen preis und darauf optimiert, dass es vollkomen gleichmaessig ist. also geringerrer preis wobei das zeug unregelmaesiger wird

[Manf]

Ich habe noch gar keinen Hinweis gelesen, daß das Mareial selbst unregelmäßig ist.

Beim Kontaktiern einer Fläche von schlechtleitendem Material ist der größte Widerstand im Bereich der Kontaktpunkte.

Mit dem Abstand der Kontaktpunkte nimmt der Widerstand zunächst einmal nicht linear zu.

Kennt zufällig jemand die Abhängigkeit des Widerstands vom Abstand der Kontaktpunkte?, bei Erdungen tauchen solche Berechnungen auf und vor kurzem habe ich sie auch bei der Herstellung der Metall-Halbleiter-Kontakte im Temperaturfühler KTY10 gesehen. Nur leider finde ich den Artikel gerade nicht mehr.

Manfred

[hrrh]

mit unregelmaesig habe ich gemeint, dass nicht das technisch machbare ausgenutzt um den schaumstoff moeglichst geichmaesig zu machen. das zeug muss ja nur den strom leiten und ics schuetzen. wie gros die unregelmaesigkeiten sind weis ich nicht