Sensorsignalverstärker? Arbeitsplan Stückliste Werkzeuge + Prüf-und Hilfsmittel Schaltplan Wheatstonesche Brücke Platinenlayout (oben/unten)

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2 Sensorsignalverstärker? Arbeitsplan Stückliste Werkzeuge + Prüf-und Hilfsmittel Schaltplan Wheatstonesche Brücke Platinenlayout (oben/unten) Anschlussplan Innen und Außenansicht Genauere Informationen Autor

3 Ein Sensorsignalverstärker verstärkt die Differenzspannung eines in Halbbrückenaufbau geschalteten Dehnungsmessstreifens. Bei meinem Modell stehen zwei Potentiometer zur Verfügung, mit dessen Hilfe man den Nullpunkt und die Verstärkung des Signales einstellen kann. Der Verstärker wird zwischen Sensor und Messgerät geschaltet.

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7 Dritte Hand, Lötzinn und Lötkolben Die Standard Ausrüstung für das Perfekte Löten.

8 Feindrahtabisolierer Eine Abisolierzange hauptsächlich für Litzen und sehr dünne Kabel.

9 Flachzange Zum greifen von Kabeln sehr gut geeignet, da sie keine Schäden an der Isolierung hinterlässt.

10 Diverse Zangen Zangen zur vielseitigen Benutzung.

11 Pinzetten Pinzetten für das sichere Greifen von z.b. SMD Bauteilen und Silberdraht.

12 Silberdraht Zum Korrigieren und Reparieren von Leiterbahnen.

13 Schutzbrille Bietet Schutz beim Löten, Draht schneiden oder Platinen Ätzen. Die Sicherheit geht immer vor.

14 Belichtungsgerät Belichtet mit Hilfe der Ausgedruckten Folien die noch durch eine Fotoschicht geschützte Platine.

15 Ätzbad Ein Ätzbad zum Ätzen der schon belichteten Platine um die Leiterbahnen frei zu legen.

16 Säulenbohrmaschine Mit einem 0,9mm und 1,2mm Bohrer kann die Platine mit dieser Maschine gebohrt werden.

17 Spiritus Zum Reinigen der Platine

18 Lötlack Um die Leiterbahnen nach dem Reinigen mit einem gewissen Schutz auszustatten.

19 Multimeter Zum Messen und kontrollieren der Bauteile und Funktionen.

20 Entlötlitze Entfernt überschüssigen Lötzinn oder Hilft beim Entlöten einzelner Bauelemente.

21 Maßstab Dient zur Feststellung einzelner Masse.

22 Seitenschneider Unverzichtbares Werkzeug zum Schneiden von Kabeln und Drähten.

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24 Die Wheatstonesche Messbrücke oder auch Widerstandsbrücke ist eine Schaltung aus zwei parallelgeschalteten Spannungsteilern. Die Verbindung zwischen den Punkten A und B wird als Brücke bezeichnet. Die Gesamtspannung teilt sich an den Widerständen auf. Wenn das Verhältnis der Widerstände gleich groß ist, dann haben beide Punkte gleiches Potential. Besteht zwischen diesen beiden Punkten ein Potentialunterschied, so fließt ein Strom von A nach B oder von B nach A. Die Veränderung der Gesamtspannung beeinflusst nicht die Potentialdifferenz zwischen Punkt A und B. Zur Messung eines unbekannten Widerstandes mit einer Brückenschaltung kann nun ein veränderbarer Widerstand (z. B. R 1 ) so lange geändert werde bis die Brücke abgeglichen ist. Nun kann man den Widerstand durch die Werte der anderen berechnen.

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27 Anschlussplan HP: Keine Bedeutung. Erleichtert Eagle die Leiterbahnen-Generierung. BRÜ-MP: Dient zur Kalibrierung der Brückenschaltung. SENSOR-/+: Ein-und Ausgang des Sensors. SENS-MP: Der in der Mitte abgegriffene Sensoren Messpunkt. POTI1-2: Ein-und Ausgang des Potentiometers für die Nullpunkteinstellung. POTI3: Schleifer des Potentiometers. V1-2: Ein-und Ausgang des Potentiometers für die Verstärkung des Signals. VS: Der Schleifer des Potentiometers. +9,GND: Anschlussösen der Batterie für die positive Spannung. -9,GND2: Anschlussösen der Batterie für die negative Spannung. Hier werden die Pole verkehrtherum angeschlossen. Plus an GND2 und Minus an -9 OZ-MP: Der Anschluss für das Oszilloskop, um das fertig verstärkte Signal des Sensors zu ermitteln und darzustellen. OZ-GND: Der Erdungsanschluss für das Oszilloskop.

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30 Zwei 9V Blockbatterien sorgen für den benötigten negativen und positiven Strom, der durch zwei Stromregler auf 5,7 Volt gesenkt wird. Intern kann man die Brücke mit Hilfe eines Potentiometers kalibrieren. Die dazu benötigte Schraube kann man von außen leicht erreichen. Das sich im Millivoltbereich befindende Signal des Sensors wird durch einen INA111 und einem nachgeschalteten einfachen Operationsverstärker verstärkt.

31 INA111 Der INA111 ist ein Hochgeschwindigkeits-Instrumenten-Verstärker und bietet eine sehr gute Leistungsfähigkeit. Ein Instrumentenverstärker ist eine besonders präzise Operationsverstärker Schaltung mit einem sehr hochohmigen Eingang. Er zeichnet sich durch ein besonders hohes Gleichtaktunterdrückungsverhältnis sowie geringe Eingangoffsetspannungen aus.

32 Dieses Projekt wurde entworfen, gebaut und dokumentiert von Fabian Gosch. Auszubildender am IPN Kiel.