Gewichtsmessung für Cocktails

[Klebwax]

Hier mal etwas zu Wägezellen:
http://www.instructables.com/id/Ardu...ad-Cell-Scale/

Möchte ich den kompletten Messbereich der 5kg nutzen und auf ca. 1 Gramm genau wiegen benötige ich also mindestens 12 Bit Auflösung (2^12 = 4096) mit einem 16 Bit ADC wäre ich also auf der sicheren Seite

Schätzen wir mal ein wenig: 5V auf (4096, also ca.) 5000 Schritte aufgelöst heißt 1mV pro Schritt. Wenn das noch sinnvoll sein soll, müssen allfälliges Rauschen und andere Störungen kleiner als 1mV sein. Das ist in einer digitalen Schaltung nicht leicht. Bei 16 Bit Auflösung wird das nicht leichter.

MfG Klebwax

[Bumbum]

Hallo Klebwax,

http://www.instructables.com/id/Ardu...ad-Cell-Scale/

Vielen Dank, dass hat mir weitergeholfen. Ein kleiner Verstärker wird also nötig sein, um eine solche Zelle auszuwerten. Aber im Link ist ja was passendes vorgeschlagen.

...aufgelöst heißt 1mV pro Schritt...

Wo wir wieder bei einer Zelle mit digitalem Ausgang wären. Oder ein externer ADC mit 12...16 Bit Auflösung, der auch Spannung > 5V messen kann.

Aber um die Signalauswertung festzulegen würde ich gerne erst mal wissen, ob es mit so einer (oder genau dieser verlinkten) Wägezelle überhaupt funktionieren kann. Vor allem was den Bereich Geschwindigkeit und Genauigkeit der Messung betrifft.

Viele Grüße
Andreas

[Peter(TOO)]

Hallo Andreas,

Vielen Dank, dass hat mir weitergeholfen. Ein kleiner Verstärker wird also nötig sein, um eine solche Zelle auszuwerten. Aber im Link ist ja was passendes vorgeschlagen.

Ohne Verstärker geht bei DMS normal nichts.

Aber um die Signalauswertung festzulegen würde ich gerne erst mal wissen, ob es mit so einer (oder genau dieser verlinkten) Wägezelle überhaupt funktionieren kann. Vor allem was den Bereich Geschwindigkeit und Genauigkeit der Messung betrifft.

Den DMS kannst du als Trägheitslos betrachten. Das Problem ist die mechanische Masse und die Schwingungen die Auftreten!
Hinzu kommen noch die nötigen Filter im Verstärker, welche den Verstärker ausbremsen.

Die Genauigkeit liegt in der Grössenordnung von Lineraity: = <0,005% FS; FS = 5kg

Die Ausgangsspannung liegt bei 1.0946mV / V
Wenn du 5V am Sensor anlegst, bekommst du 5.473mV am Ausgang, bei 5kg.

Wenn du das jetzt mit 5'000 Schritten auflösen willst, entspricht dies rund 1µV an der Messzelle!
Das ist dann so die Grössenordnung, welche ein Radio-Tuner als Empfindlichkeit hat!
Du wird also noch einiges in die Abschirmung investieren müssen.

Für die gravimetrische Dosierung waren Verstärker und µC in jeweils eigenen HF-Gehäusen untergebracht. Das Ganze, und das Netzteil, war dann zusätzlich in einem Metallgehäuse untergebracht.

Gab dann aber trotzdem noch Probleme bei einer bestimmten Anlage, auf welcher Müllsäcke geblasen wurden.
Das ist ein 10-15m hoher Turm. Unten befindet sich eine Ringförmige Düse aus welcher der Kunststoff quillt. In der Mitte der Düse wird Luft eingeblasen und der aus der Düse kommende Schlauch auf das Endmass aufgeblasen. Der Schlauch wird dann nach oben geführt und oben über eine Walze umgelenkt. Die Walze dient als Verschluss des Schlauches, damit die Luft auch Druck erzeugen kann.
Unsere Installation war unten im Turm, beim Extruder, und wir hatten alle 5-10 Sekunden eine Fehlmessung??!!
Ich fand dann in einem Büro ein Transistorradio und konnte damit ein Knistern empfangen, welches genau im Takt der Störungen war.
Und los ging die Schnitzeljagd.
Ganz oben im Turm fand ich dann eine Hochspannungsanlage, welche über Koronaentladungen kleine Krater in die Folie macht, damit die Druckfarbe haftet.
Das Problem waren nicht die Koronaentladungen selbst, sondern das Nachladen des Hochspannungsgenerators.

Die verlinkte Zelle verträgt 7.5kg maximal. Bei 10kg geht sie noch nicht kaputt, es kann aber sein, dass sie sich dauerhaft verstellt und erst mal neu geeicht werden muss! Bei über 10kg geht sie dann kaputt, meistens lösen sich die Klebeflächen des DMS ab.
Die Grenzwerte gelten auch für Schläge!

MfG Peter(TOO)

[Bumbum]

Hallo Peter,

vielen Dank für deine Beiträge, aber diese werfen mich irgendwie immer zurück. Das ist frustrierend, aber ich bin dankbar dafür. Immerhin plane ich dann nicht in die falsche Richtung.
Wie wird es denn dann in einer billigen Küchenwaage gemacht? Die schaffen es ja auch aufs Gramm zu wiegen (ob das genau ist steht auf einem anderen Blatt), aber ich glaube nicht, dass dabei solcher Aufwand wie geschirmten Gehäusen für Verstärker, etc. betrieben wird.

Ich denke auch nicht, dass eine Falschmessung alle paar Sekunden beim einschenken stören wird. Hälst du es für möglich mit der verlinken Zelle etwas brauchbares zu bauen? Wie schnell schätzt du die Genauigkeit beim einschenken ein, und wieviele Messungen pro Sekunde können erreicht werden?

Habe ich den Fehler mit 25g richtig berechnet? Ist dieser dann "statisch" und kann mit einem Tara ausgeglichen werden, oder ändert sich dieser (willkürlich oder nach einer Funktion?) bei Gewichtsänderung?

Viele Grüße
Andreas

[Peter(TOO)]

Hallo Andreas,

Wie wird es denn dann in einer billigen Küchenwaage gemacht? Die schaffen es ja auch aufs Gramm zu wiegen (ob das genau ist steht auf einem anderen Blatt), aber ich glaube nicht, dass dabei solcher Aufwand wie geschirmten Gehäusen für Verstärker, etc. betrieben wird.

Mit viel langsam!!
Also genügend Kondensatoren im Verstärker und den Durchschnitt über viele Messungen.

Hab gerade mal mit meiner KüWa getestet, die müsste von ALDI sein.
Die zeigt etwa 2 Messungen/Sekunde im Display an.
Wenn man 200g drauf stellt, zeigt sie das in 2 Schritten an, also in etwa 1s
Wenn man 2g zudosiert muss man etwa 2s auf das Resultat warten, da passiert zuerst gar nichts in der Anzeige.

Ich denke auch nicht, dass eine Falschmessung alle paar Sekunden beim einschenken stören wird. Hälst du es für möglich mit der verlinken Zelle etwas brauchbares zu bauen? Wie schnell schätzt du die Genauigkeit beim einschenken ein, und wieviele Messungen pro Sekunde können erreicht werden?

Elektrisch kannst du das im Bereich von Ms/s abfragen.

Die Messzelle kannst du verwenden, die ist nicht das Problem

Das Problem ist die mechanisch/pysikalische Seite!
Das Ganze verhält sich wie ein gedämpfter Schwingkreis.
Als Sprungantwort bekommst du so etwas vom DMS:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwing...fte_Schwingung
Masse, Dämpfungskonstante und Federkonstante ergeben sich aus deinem Aufbau.
Dumm dabei ist, dass die Masse nicht nur aus deinem Aufbau kommt, sondern dein Schnaps da auch mit enthalten ist, die Resonanzfrequenz ändert sich also dauernd etwas.

Habe ich den Fehler mit 25g richtig berechnet? Ist dieser dann "statisch" und kann mit einem Tara ausgeglichen werden, oder ändert sich dieser (willkürlich oder nach einer Funktion?) bei Gewichtsänderung?

Nö ich komme da auf viel weniger!
1% wären 50g
0.1% wären dann 5g
Es sind aber 0.005% von 5'000g !

Die Linearität ist auch 0.005%

MfG Peter(TOO)

[oberallgeier]

... Hab gerade mal mit meiner KüWa getestet, die müsste von ALDI sein ...

Meine Küchenwaage (Salter, Mod. 1030, max 5000 g, 1g/div) hat vermutlich einen von der Million gleicher Wägebalken mit Elektronik. Sie zeigt bei meinem Eichgewicht von 500,000^-0,005 g 502 an; Nachkomma gibts nicht.

... Masse, Dämpfungskonstante und Federkonstante ergeben sich aus deinem Aufbau... Masse ... Schnaps da auch mit enthalten ist ...

Genau. Optimal wäre eine Dämpfung für aperiodischen Grenzfall, dann wird (relativ) langsam eingeschwungen, aber es gibt keinerlei Nachnicken. >>Nur an dem auf genau diese Masse bezogenen Arbeitspunkt<<. Denk an den Airliner: die Landemasse ist einigermassen konstant (leere Flieger gibts ja kaum), der aperiodische Grenzfall für den Landestoß ist auf 5 m/s Sinken ausgelegt. GENAU da kracht der Flieger auf den Boden und das Fahrwerk muckst nicht nach, ein bisschen langsamer gesunken oder schneller dann gibts deutliches Nachnicken.

Aber ein, zwei Gramm sind für Dich kein Problem.

Volumetrische Zumessung mal qualitativ. Bei den üblichen Getränken gehen runde 20 Tropfen auf einen Milliliter, also 1 Tropfen auf 50 mg. Die Durchflußmesszelle für Getränke möchte ich aber nicht auslegen müssen (es sei denn es gibt finanziell kaum Limits). Allerdings würde ich (wieder finanziell etwas aufwändig) die Zumessung mit einer Peristaltik machen, wie sie in Infusionspumpen eingebaut sind. Da kann die Pumpe die Mengen"messung" erledigen. Hier wäre aber im DIY-Bereich sicher ein gutes Feld zu einer innovativen Einfachlösung!

[Bumbum]

Guten Morgen,

ich habe mir die verlinkte Wägezelle von Amazon jetzt bestellt. Sobald sie da ist werde ich wie gesagt mal Versuche starten. Es gilt jetzt also noch den Messverstärker zu entwerfen. Hier liegt scheinbar der große Knackpunkt beim Projekt. Das mit der hohen Auflösung sehe ich auch als Problem. Deshalb fnde ich PICtures vorschlag nicht schlecht und würde ihn gerne umsetzen.

Ich baue also erst mal einen sehr exakten Verstärker, der das kleine Signal der Waage auf eine hohe Spannung verstärkt. Sagen wir mal bei 5kg Last 15V. Das ergibt 3mV je Gamm und klingt für mich einigermassen "handlebar". Vorschläge für diesen Verstärker nehme ich gerne an. Oder sollte ich einfach erst mal eine simple OP-Verstärker-Schaltung (nicht invertierend) planen, und schauen ob das schon ausreichend genau ist?
Als nächstes erzeuge ich mit einem (digitalen) Poti eine Tara-Spannung. Diese werde ich mit einem Differenzverstärker von der verstärkte Messspanung abziehen und das Ergebnis auf meinen ADC legen.
Wenn ich davon ausgehe maximal 500ml variables Gewicht (neue Zutat) zu messen, also maximal 500g ergibt sich bei 10 Bit eine Auflösung von ca. 0,5G. Das hört sich auch gut an.

Den Tara-Ausgleich werde ich automatisch per Software regeln. Vielleicht nehme ich für das Poti auch einen DAC. Aber es schwebt mir da irgendwas mit 8 Bit Auflösung vor. Es bleibt dann ein kleines Offset, dass ich vor der Messung speichern und dann abziehen muss.

Wie seht ihr das? Wo seht ihr Probleme?

Viele Grüße
Andreas

[White_Fox]

Küchenwaagen zeigen zwar auf das Gramm genau an-inwiefern die Anzeige dann aber der Realität entspricht ist eine ganz andere Geschichte. Wenn du 1kg auf das Gramm genau messen willst entspräche dies einer Fehlertoleranz von 0,1%. Meinst du wirklich, billige Küchenwaagen arbeiten so genau?

Da werden vermutlich viele Mittelwerte gebildet (der ADW des ATMega8 hat eine Abtastrate von 50-250kHz) und ansonsten lässt man eben eine ordentliche Fehlertoleranz zu. Und an diesem Punkt stellst du ja schon saftige Anforderungen...du willst 2kg aufs Gramm genau messen. Fehlertoleranz unter 0,05%. Das ist schon verdammt präzise.

Edit:
Verdammt, Peter war schneller.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Und an diesem Punkt stellst du ja schon saftige Anforderungen...du willst 2kg aufs Gramm genau messen. Fehlertoleranz unter 0,05%. Das ist schon verdammt präzise.

Die Messzelle kommt da hin.
Der Versärker wird nicht ganz einfach!

Edit:
Verdammt, Peter war schneller.

:-P

MfG Peter(TOO)

[White_Fox]

Die Messzelle kommt da hin.
Der Versärker wird nicht ganz einfach!

Aber genau von dem rede ich. Das Eigenrauschen des ADWs kommt dann ja auch noch dazu und wird schlimmer, je höher der auflöst.