Forum

Hallöchen ELKO-Forum.
Ich habe ein kleines, bzw. kurzes, Problem. Ich habe im laufe meines Studiums einen TDC Baustein kennen gelernt und möchte nun eine kleine Messsonde damit bauen. Es gibt von großen Sensorfirmen schon diverse Arten, doch für mein kleines Aquarium möchte/werde ich keinen 500Euro-1000Euro Füllstandsmesser kaufen.

Meine Sonde soll mit dem "Puls-Echo"-Prinziep auf einem Messstab messen. Meine bisherigen Versuche haben zwar Energietechnisch recht gute Effekte gehabt (24V Spannung --> 500V-600V Puls) jedoch hat alles zulange gedauert. Meine Pulsbreite beträgt im Schnitt immer ca. 300ns, was für eine Echo-Laufzeitmessung zuviel ist.

Kennt jemand eine Schaltung oder vieleicht sogar ein einziges Bauteil das ich Anregen kann, welche/s mir dann einen sehr kurzen, aber starken energetischen Puls erzeugt.

» Hallöchen ELKO-Forum.
» Ich habe ein kleines, bzw. kurzes, Problem. Ich habe im laufe meines
» Studiums einen TDC Baustein kennen gelernt und möchte nun eine kleine
» Messsonde damit bauen. Es gibt von großen Sensorfirmen schon diverse
» Arten, doch für mein kleines Aquarium möchte/werde ich keinen
» 500Euro-1000Euro Füllstandsmesser kaufen.

Hallöchen alleine!

Erkläre bitte mal mit wenigen Worten was überhaupt ein TDC-Baustein ist.

Ich habe zwar im folgenden Link etwas gefunden, aber das was man dort liest, kann es wohl kaum sein, weil Du von einem Füllstandsmesser schreibst:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/690/TDC-Kochbuch.pdf

» Meine Sonde soll mit dem "Puls-Echo"-Prinziep auf einem Messstab messen.
» Meine bisherigen Versuche haben zwar Energietechnisch recht gute Effekte
» gehabt (24V Spannung --> 500V-600V Puls)

Was genau wird mit diesen Hochspannungsimpulsen angsteuert? Einen superschnellen Piezzo???

Ich nehme an, es geht um ein akustisches Echo mit sehr hohen Frequenzanteilen, wobei ich da schon sehr grosse Mühe habe mir das im 100ns-Impulsbereich vorzustellen, wenn Du schreibst:

» jedoch hat alles zulange
» gedauert. Meine Pulsbreite beträgt im Schnitt immer ca. 300ns, was für
» eine Echo-Laufzeitmessung zuviel ist.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

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» Ich habe zwar im folgenden Link etwas gefunden, aber das was man dort
» liest, kann es wohl kaum sein, weil Du von einem Füllstandsmesser
» schreibst:
» http://www.mikrocontroller.net/attachment/690/TDC-Kochbuch.pdf
Genau das ist ein TDC (Time-Digital-Converter). Mit ihm will ich eine Laufzeit messen.
»
» » Meine Sonde soll mit dem "Puls-Echo"-Prinziep auf einem Messstab
» messen.
» » Meine bisherigen Versuche haben zwar Energietechnisch recht gute
» Effekte
» » gehabt (24V Spannung --> 500V-600V Puls)
»
» Was genau wird mit diesen Hochspannungsimpulsen angsteuert? Einen
» superschnellen Piezzo???
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» Ich nehme an, es geht um ein akustisches Echo mit sehr hohen
» Frequenzanteilen, wobei ich da schon sehr grosse Mühe habe mir das im
» 100ns-Impulsbereich vorzustellen, wenn Du schreibst:
»
» » jedoch hat alles zulange
» » gedauert. Meine Pulsbreite beträgt im Schnitt immer ca. 300ns, was für
» » eine Echo-Laufzeitmessung zuviel ist.
Und zwar soll dieser Impuls in den Messstab laufen und dort, Aufgrund des Skineffekts, bei Auftreffen auf eine Oberfläche reflektiert werden. Mit dem TDC wird dann die Zeit zwischen Abschicken des Impulses und eintreffen der Reflektion gemessen.
Da ich mit meinen bisherigen Versuchen kein Erfolg habe gehe ich davon aus das der derzeitige Impuls so lange am Stab anliegt das die Reflektion überlagert wird.

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» ist.
» »
» » Ich habe zwar im folgenden Link etwas gefunden, aber das was man dort
» » liest, kann es wohl kaum sein, weil Du von einem Füllstandsmesser
» » schreibst:
» » http://www.mikrocontroller.net/attachment/690/TDC-Kochbuch.pdf
» Genau das ist ein TDC (Time-Digital-Converter). Mit ihm will ich eine
» Laufzeit messen.
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» » » Meine Sonde soll mit dem "Puls-Echo"-Prinziep auf einem Messstab
» » messen.
» » » Meine bisherigen Versuche haben zwar Energietechnisch recht gute
» » Effekte
» » » gehabt (24V Spannung --> 500V-600V Puls)
» »
» » Was genau wird mit diesen Hochspannungsimpulsen angsteuert? Einen
» » superschnellen Piezzo???
» »
» » Ich nehme an, es geht um ein akustisches Echo mit sehr hohen
» » Frequenzanteilen, wobei ich da schon sehr grosse Mühe habe mir das im
» » 100ns-Impulsbereich vorzustellen, wenn Du schreibst:
» »
» » » jedoch hat alles zulange
» » » gedauert. Meine Pulsbreite beträgt im Schnitt immer ca. 300ns, was
» für
» » » eine Echo-Laufzeitmessung zuviel ist.
» Und zwar soll dieser Impuls in den Messstab laufen und dort, Aufgrund des
» Skineffekts, bei Auftreffen auf eine Oberfläche reflektiert werden. Mit
» dem TDC wird dann die Zeit zwischen Abschicken des Impulses und eintreffen
» der Reflektion gemessen.
» Da ich mit meinen bisherigen Versuchen kein Erfolg habe gehe ich davon aus
» das der derzeitige Impuls so lange am Stab anliegt das die Reflektion
» überlagert wird.

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Hallo sebastian,

da wäre ein Gedankenansatz:

http://www.supertex.com/pdf/datasheets/HV739.pdf

Die Fa hat noch mehr ähnlicher Bauteile.
http://www.supertex.com/products/selector_guides

Falls da was nicht passt, könnte man jaes passend machen,
zB. die Schaltungen herausholen und diskret mit denen in der Schublade vorhandenen eventuell zusammenbasteln.
Das Prinzip ist das gleiche.


Im Prinzip würde ich eine Laufzeit machen, die getriggert ein und mit einer Komplementärstufe kurz darauf wieder ausgeschaltet wird.
Ein einzelner Transi zu ein und dann folgend ausschalten ist zu langsam. - Dazu noch mit dieser hohen Spannung (SOA).
--> Komplementär einschalten, die eine etwas verzögert, dann ausschalten; in der Mitte bleibt die Öffnung zum Geber.

Das war mal die Sender-Seite.

Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

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» » schreibst:
» » http://www.mikrocontroller.net/attachment/690/TDC-Kochbuch.pdf

» Genau das ist ein TDC (Time-Digital-Converter). Mit ihm will ich eine
» Laufzeit messen.

Aha, spannend.

» Und zwar soll dieser Impuls in den Messstab laufen und dort, Aufgrund des
» Skineffekts, bei Auftreffen auf eine Oberfläche reflektiert werden. Mit
» dem TDC wird dann die Zeit zwischen Abschicken des Impulses und eintreffen
» der Reflektion gemessen.

Wie hoch ist denn da die Übertragungsgeschwindigkeit und wovon ist diese physikalisch abhängig?

» Da ich mit meinen bisherigen Versuchen kein Erfolg habe gehe ich davon aus
» das der derzeitige Impuls so lange am Stab anliegt das die Reflektion
» überlagert wird.

Verstehe.

Danke für die Info. Neues gelernt.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Und zwar soll dieser Impuls in den Messstab laufen und dort, Aufgrund des
» Skineffekts, bei Auftreffen auf eine Oberfläche reflektiert werden. Mit
» dem TDC wird dann die Zeit zwischen Abschicken des Impulses und eintreffen
» der Reflektion gemessen.
» Da ich mit meinen bisherigen Versuchen kein Erfolg habe gehe ich davon aus
» das der derzeitige Impuls so lange am Stab anliegt das die Reflektion
» überlagert wird.
Hallo,
dieses Messprinzip ist mir nicht klar. Was hat der
Skin-Effekt mit der Reflexion eines Impulses zu tun?
Eine Zeichnung des Aufbaus wäre hilfreich. Handelt es sich
um ein elektrisches oder akustisches Wirkprinzip?
Grüße
Altgeselle

Hi sebastian,

Da wäre noch ein Ansatz:

EDN Schaltungsbeispiele; auf der Seite 108:
http://www.edn.com/contents/images/111104di.pdf

auf Seite 15,16,17:
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?id=25321

Grüße
Gerald

--
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» Hallo,
» dieses Messprinzip ist mir nicht klar. Was hat der
» Skin-Effekt mit der Reflexion eines Impulses zu tun?
» Eine Zeichnung des Aufbaus wäre hilfreich. Handelt es sich
» um ein elektrisches oder akustisches Wirkprinzip?
» Grüße
» Altgeselle
Skineffekt: Ladungsträger sind nur am Rande des Leiters.
Also wird ein Puls im hochenergetischen Bereich nur in der äußeren Schicht des Ladungsträgers sein. Trifft er nun auf eine Änderung der Obrefläche wird er etwas "anders" machen. Bei diesem Messprinziep wird genutzt das er einen Teil seiner Energie zurück reflektiert.

Hier mal das Datenblatt eines kaufbaren Sensors:
http://www.emersonprocess.com/rosemount/document/pds/4811b00n.pdf

MfG
Sebastian

» Skineffekt: Ladungsträger sind nur am Rande des Leiters.

Was genau studiertst du?

» Was genau studiertst du?
Technische Informatik.

» » Skineffekt: Ladungsträger sind nur am Rande des Leiters.
Wenn du darauf hinauswillst, das dieser Satz so nicht stimmt, so bin ich mir dessen schon bewusst.
Ich weiß das es viel mehr zu beachten gibt, aber darum geht es mir hier nicht.

Wenn man sich die Beschreibung des Sensors ansieht, versteht man erst was du vorhast.

Der Stab von dem du sprichst ist aus Metall und (gut) leitend. Die Oberfläche von der du sprichst, ist die Wasseroberfläche, denn der Stab kommt ins Wasser.
Dann jagst du einen kurzen heftigen Impuls den Stab runter, und gehst davon aus, dass dieser dort reflektiert wird, wo der Stab ins Wasser eintaucht.

Nun gut, ob das funktioniert oder nicht ... nachdem die kaufbaren Sensoren anscheinend wirklich so arbeiten muss schon was dran sein.

In meinem Kopf kommt mir da aber eine kleine Rechnung etwas vernichtend für dein Projekt vor:

Wenn man jetzt mal davon ausgeht, dass der Strom mit annähernd Lichtgeschwindigkeit durch den Stab läuft, und dein Stab 0,5m lang ist, bevor er die Wasseroberfläche erreicht, bedeutet das für hin und zurück einen Weg von 1m für den Impuls. Das dauert gerade mal 3ns!
Also nicht bös sein, aber ich schätz mal an der Messung wirst du dir die Zähne ausbeißen

Ein anderer Gedanke von mir gillt der Gesundheit der Fische (die es ja vermutlich in einem Auarium gibt). Stört die ein 600V Impuls nicht? Bzw. Stört der Impuls nicht den Menschen der gerade seine Hand im Wasser hat, während der Sensor zufällig misst?

Meiner bescheidenen Meinung nach, wäre Ultraschall ein einfacherer Ansatz. Da hat man mehr zeit zum Messen, weil der Schall viel langsamer ist als der Strom. Außerdem muss bei der Messung nichts ins Wasser, und vorallem keine Spannung!

lg Stefan

» Technische Informatik.

Das passt zur Idee.

» Wenn man sich die Beschreibung des Sensors ansieht, versteht man erst was
» du vorhast.
Tschuldigung, hat bei mir bissel länger gedauert bis ich eine gescheites Datenblatt gefunden habe, bzw. bis mir die Idee kam eines zu posten.

» Der Stab von dem du sprichst ist aus Metall und (gut) leitend. Die
» Oberfläche von der du sprichst, ist die Wasseroberfläche, denn der Stab
» kommt ins Wasser.
» Dann jagst du einen kurzen heftigen Impuls den Stab runter, und gehst
» davon aus, dass dieser dort reflektiert wird, wo der Stab ins Wasser
» eintaucht.
jepp


» Nun gut, ob das funktioniert oder nicht ... nachdem die kaufbaren Sensoren
» anscheinend wirklich so arbeiten muss schon was dran sein.
»
» In meinem Kopf kommt mir da aber eine kleine Rechnung etwas vernichtend
» für dein Projekt vor:
»
» Wenn man jetzt mal davon ausgeht, dass der Strom mit annähernd
» Lichtgeschwindigkeit durch den Stab läuft, und dein Stab 0,5m lang ist,
» bevor er die Wasseroberfläche erreicht, bedeutet das für hin und zurück
» einen Weg von 1m für den Impuls. Das dauert gerade mal 3ns!
Der TDC den ich nutzen will kann laut Datenblatt Messungen zwischen 0ps und 10µs durchführen. Ich hoffe jetzt einfach mal das das soweit auch stimmt.

» Also nicht bös sein, aber ich schätz mal an der Messung wirst du dir die
» Zähne ausbeißen
Das hoffe ich nicht

» Ein anderer Gedanke von mir gillt der Gesundheit der Fische (die es ja
» vermutlich in einem Auarium gibt). Stört die ein 600V Impuls nicht? Bzw.
» Stört der Impuls nicht den Menschen der gerade seine Hand im Wasser hat,
» während der Sensor zufällig misst?
Um nichts zu riskieren, kann ich aus der FH ein Oszi mitnehmen und nachmessen.
Bei meinem jetzigen Puls kann ich den Stab anfassen und merke nicht sehr viel. Und da dieser zu lang ist kann es doch nur besser werden, oder?

Danke Gerald,
» EDN Schaltungsbeispiele; auf der Seite 108:
» http://www.edn.com/contents/images/111104di.pdf
das sieht echt gut. Jetzt muss ich nurnoch Bauteile finden und testen.

» Danke Gerald,
» » EDN Schaltungsbeispiele; auf der Seite 108:
» » http://www.edn.com/contents/images/111104di.pdf
» das sieht echt gut. Jetzt muss ich nurnoch Bauteile finden und testen.


---

hi,

den bekommst du hier bei Farnell:
http://at.farnell.com/linear-technology/lt1721cs-pbf/comparator-quad-r-r-16soic/dp/1663476

PS: so wa ähnliches hatte mich auch interessiert.

vom obigen, die parallel posts,,,,,

Ich denke ein hohe Spannung brauchst nicht, wie da von mehreren 100V die Rede war.

Es sollte eigentlich ausreichen, über den Rauschboden (HF jetzt gesehen) zu kommen und dass dei Stoßwelle,
wieder erkannt wird, wenn sie von der Stoßstelle reflektiert wurde.
Ich kann mir da sicher keine 600V vorstellen.

Mit dem Skin-Effekt zu hantieren finde ich eine geniale Lösung.
Zudem ists ja nichts neues - denken wir doch an die alten HF-Module die in den TV-Radio-Funk-Geräten drinnen sind, waren, als Beispiel.
Da wird abgestimmt mit einem Stück "Draht", das auf dem
Rohr mit dem Wanderfeld drüberstreicht.
Hier ist es eben die wandernde Flüßigkeit -ist auch leitend - hoffe ich mal.

Folgend finde ich dann schon interssant ein destilliertes Wasser, was da für Werte rauskommen.
- Reicht da die "Feld"spannung, um eine "Kerbe" zu erzeugen, an der dann der Impuls anstoßen kann?

Viel Spass beim Anstoßen
Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
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» » Hallo,
» » dieses Messprinzip ist mir nicht klar. Was hat der
» » Skin-Effekt mit der Reflexion eines Impulses zu tun?
» » Eine Zeichnung des Aufbaus wäre hilfreich. Handelt es sich
» » um ein elektrisches oder akustisches Wirkprinzip?
» » Grüße
» » Altgeselle
» Skineffekt: Ladungsträger sind nur am Rande des Leiters.
» Also wird ein Puls im hochenergetischen Bereich nur in der äußeren Schicht
» des Ladungsträgers sein. Trifft er nun auf eine Änderung der Obrefläche
» wird er etwas "anders" machen. Bei diesem Messprinziep wird genutzt das er
» einen Teil seiner Energie zurück reflektiert.
»
» Hier mal das Datenblatt eines kaufbaren Sensors:
» http://www.emersonprocess.com/rosemount/document/pds/4811b00n.pdf
»
» MfG
» Sebastian
Vielen Dank für den Link, da habe ich wieder was gelernt.
Aber was hat das Wirkpinzip mit dem Skineffekt zu tun?
Die Energie einer Welle wird nicht in dem Stab, sondern im Dielektrikum transportiert.