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Thema: Leitwertmessung - Konzept richtig?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Leitwertmessung - Konzept richtig?

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    Hallo,

    das Thema hat zwar weniger mit Robotik als mit Automatisierung zu tun, aber ich hoffe mal, mir kann trotzdem jemand die Richtung geben
    Hintergrund ist eine Wasseraufbereitung bzw konkret der automatische "Verschnitt" von Leitungs- mit vollentsalztem Wasser, um einen bestimmten Leitwert zu erreichen. Das Ganze soll später mal mit RNControl und Magnetventilen laufen, aber ich will mir da jetzt noch nicht den Kopf zerbrechen, solange ich die Sensorik nicht im Griff habe...

    Zur Schaltung habe ich mir folgendes überlegt: um Probleme durch Polarisation der Elektroden bzw elektrochemische Prozesse zu vermeiden, wird mittels Wien-Generator (IC1A) eine Wechselspannung von rund 1,5 kHz erzeugt. Die Meßelektroden sind dabei in einer Brückenschaltung angeordnet, das Brückensignal wird mittels IC1B verstärkt. Daraufhin wird das Signal mit IC1C in den positiven Bereich angehoben und zuletzt erzeugt IC1D als Integrator daraus eine Gleichspannung für einen A/D-Wandler.

    Gibt es bis hierhin schon einen Denkfehler meinerseits? Bzw kann man die Geschichte noch vereinfachen? Falls nicht, könnte ich mich über die Dimensionierung und an einen Versuchsaufbau machen.

    Viele Grüße,
    Thomas
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Kurz überlegt: Du verstärkst ein sinusförmiges Signal variierender Amplitude und addierst dann einen fixen DC-Offset drauf. Anschliessend integrierst Du das Ganze. Was bleibt über? Der DC-Offset, das Signal ist weg. Anstatt das Signal anzuheben solltest Du es besser mit einem Messgleichrichter gleichrichten.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hoppla... Ich war davon ausgegangen, daß die Summe aus Gleichspannung und überlagerter Wechselspannung integriert und so ein Durchschnittswert gebildet wird. An einen Meßverstärker hatte ich in dem Zusammenhang gar nicht gedacht, der macht die Sache wirklich einfacher. Glaube ich zumindest in meinem jugendlichen Wahn...

    <mode="While E. Coyote">Also zurück an's Zeichenbrett...</mode>

    Viele Grüße,
    Thomas
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  4. #4
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Mit einer Synchrongleichrichtung könnte man noch die Richtung der Abweichung erkennen.
    Die Amplitude des AC Signals wird ins Messergebnis eingehen und die wäre bei einem Rechteckgenerator mit kapazitiver Ankopplung recht konstant.
    Manfred

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Es wird ja auch ein Durchschnittswert gebildet, nur ist der Durchschnitt einer Wechselspannung leider 0.
    @Manf: was genau möchtest Du uns sagen Ich arbeite zwar gerne mit Synchrongleichrichtern (aktuell mit einem Mischer bei 100MHz), aber aus Deinem Vorschlag werde ich gerade nicht wirklich schlau. Klär mich auf!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    'nen Synchrongleichrichter werde ich mir (jedenfalls, wenn wir das Gleiche meinen) wohl eher nicht antun - da kann ich dann auch gleich noch auf's Vierleiter-Prinzip umsteigen

    @shaun:
    Ok, nun hab ich's verstanden.

    @Manf:
    Wieso wäre die Amplitude nur bei kapazitiver Ankopplung konstant? Sind bei direkter Kopplung (vorausgesetzt, der Brückenwiderstand ist groß genug) Rückwirkungen auf den Ozillator zu befürchten? Die einfachste Variante wäre ja IMHO die unten angefügte - könnte das klappen?

    Viele Grüße,
    Thomas
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    So schwingt der Oszillator sicher nicht. Fehlt da vielleicht was..?

  8. #8
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    In der Mitte der Schaltung ist eine Messbrücke.
    Die 3 konstanten Widerstände sind z.B. 1kOhm.
    Ist der Widerstand des Sensors auch 1KOhm dann ist Brücke abgeglichen.

    Bei einer Veränderung des Sensorwiderstands erhält man eine Messspannung.
    Die Messspannung ist bei Synchrongleichrichtung der Änderung des Sensorwiderstands proportional.
    Bei Gleichrichtung ist sie nur dem Betrag der Änderung proportional.
    (Mit einem Analogschalter CD4016 ist eine Synchrongleichrichtung bei der tiefen Frquenz auch einfach zu realisieren. Ansteuerung des Schalters mit dem Oszillatorsignal.)

    Die Messspannung ist auch Proportional zur Versorgungsspannung der Brücke. Die AC Versorgungsspannung sollte deshalb möglichst konstant sein. Mit einem Rechteckgenerator ist dies leichter zu erreichen als mit der zunächst gezeigten Schaltung mit der Wienbrücke.
    Manfred

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    @shaun:
    Das kommt davon, wenn's schnell gehen soll. Da war eigentlich alles - nur leider nicht dort, wo's hingehört...

    @Manf:
    Ich stehe jetzt ehrlich gesagt auf'm Schlauch. Wieso würde eine Synchrongleichrichtung im Gegensatz zur "normalen" hier andere Ergebnisse liefern? Wenn ich das Prinzip richtig verstehe, fällt bei der synchronen Ausführung doch nur der Spannungsabfall an den Brückendioden weg?

    Viele Grüße,
    Thomas
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  10. #10
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    Bei einer Gleichrichtung mit Dioden kommt ja immer nur eine positive (oder bei anderer Polung der Dioden nur eine negative) Spannung heraus.
    Bei der Synchrongleichrichtung kommt die Spannung je nach Verstimmung der Brücke auch positiv oder negativ heraus.

    Soll die Brücke denn nur nach einer Seite verstimmt werden? Dann geht es auch mit Dioden.
    Manfred

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