Drehmomentsensor

Sieht auf den ersten Blick danach aus. Hast du neben Spur A & B auch einen GND angeschlossen?
Zur weiteren Analyse solltest du dir die Spur-Signale mit einem Oszi anschauen.

Gruß, Jens

(15.06.2015 09:50 )jg schrieb:  Sieht auf den ersten Blick danach aus. Hast du neben Spur A & B auch einen GND angeschlossen?
Zur weiteren Analyse solltest du dir die Spur-Signale mit einem Oszi anschauen.

Ja, ich habe einen D GND angeschlossen.
Mit dem Oszi habe ich auch schon gearbeitet, das TTL Signal sieht soweit korrekt aus, mit dem Versatz um 90°.
Mehr kann ich daraus jedoch leider nicht schließen :/
Auf was ist dabei am besten zu achten?

Deine Fehlerbeschreibung ist ja auch mehr als dürftig. In welchen Richtung weicht die Messung ab? Werden zu viel oder zu wenig Impulse gezählt? Ist die Abweichung deterministisch oder zufällig? (D.h. ist Abweichung unter gleichen Bedingungen immer gleich groß oder nicht). Wenn Du vorwärts drehst, und anschließend wieder in die Ausgansposition zurück , hat man dann wieder Zählerstand Null? Tritt die Abweichung überhaupt bei der Drehung auf, oder tritt sie, so wie Du es beschreibst, "Mit der Zeit" auf? Du schreibst ja auch "Der Winkelsensor weicht ab" - würde es da nicht genügen ihn ordentlich festzuschrauben?

Ok, das sind einige gute Fragen Ich versuche sie bestmöglichst zu beantworten:

Zitat:In welchen Richtung weicht die Messung ab?

Ich drehe einmal um +90°, anschließend auf 0°. Nach einem Aus- und Einfahren des Linearmotors drehe ich dann auf -90° und anschließend wieder auf 0°.
Mit der Zeit ist der eigentliche +90° Wert bei z.B. +130° und der eigentliche -90° Wert entsprechend bei -50°

Zitat:Werden zu viel oder zu wenig Impulse gezählt?

Ich glaube zu wenig.

Zitat:Ist die Abweichung deterministisch oder zufällig? (D.h. ist Abweichung unter gleichen Bedingungen immer gleich groß oder nicht).

Das kann ich leider so nicht sagen, da die Abweichung irgendwann nach ca. 1 Stunde auftritt. Muss ich mal austesten.

Zitat:Wenn Du vorwärts drehst, und anschließend wieder in die Ausgansposition zurück , hat man dann wieder Zählerstand Null?

Am Anfang ja, mit der Zeit jedoch nichtmehr. Es werden immer etwa 90° gezählt, jedoch verschiebt sich der Bereich in positive Richtung sozusagen.

Zitat:Tritt die Abweichung überhaupt bei der Drehung auf, oder tritt sie, so wie Du es beschreibst, "Mit der Zeit" auf?

Naja, beides. Mein Ablauf ist wie folgt:
Linearausfahren, -90° Rotation, 0° Rotation, Lineareinfahren, Linearausfahren +90° Rotation, 0° Rotation, Lineareinfahren.
Nach mehrmaligen durchlaufen dieses Ablaufs, tritt irgendwann diese Abweichung auf.

Zitat:würde es da nicht genügen ihn ordentlich festzuschrauben?

Diese Ironie

(15.06.2015 12:07 )Agenth schrieb:  

Zitat:Werden zu viel oder zu wenig Impulse gezählt?

Ich glaube zu wenig.

ne, er zählt im Rechtslauf zu viel, du bekommst nach und nach einen positiven Offset.

Ich hatte so eine Problematik auch schon mal, das Problem waren "pseudo-Tics" - so hab ich das damals mangels eines bereits vorhandenen Namens für die Symptomatik damals genannt. Gemeinerweise hat man diese Pseudi-Tics im Oszi nicht gesehen, weil das das Anschließen der Tastköpfe schon so viel am elektrischen Aufbau "verfälscht" hat, dass diese Pseudo-Tics nicht mehr aufgetreten sind. Gemerkt habe ich es erst, als ich mir für das 9401 (auf dem cRIO) ein FPGA-VI programmiert habe, dass die Digital IOs mit 1 MHz gestreamt hat. Da konnte ich dann tatsächlich nachweisen, dass die A-Spur - wenn die B-Spur auf LOW geht - für ein paar Nanosekunden ebenfalls auf LOW gezogen wurde, was die Encoder-Auswertung dann als Tic gewertet hat, mit der Folge, dass sie sich verzählt hat.

Ursächlich war dass die Encoder-Signale mit BNC-Leitungen zum 9401 geführt wurden. Geholfen hat dann die BNC-Leitungen gegen normale Leitungen auszutauschen und EINE (nicht 2 mal Schirm von 2 BNC-Kabeln) GND-Leitung zu legen, auf die sich die A,B und Z-Spur bezogen haben. Wenn man will kann man noch am Digital Eingang noch einen Terminator-Widerstand einlöten, oder man bastelt sich einen pull-up Widerstand dazu um sicherzustellen, dass zumindest ein paar milliAmpere aus dem Encoder-Ausgang gesaugt werden wenn dieser auf high schaltet ...

(15.06.2015 12:07 )Agenth schrieb:  

Zitat:würde es da nicht genügen ihn ordentlich festzuschrauben?

Diese Ironie

so ironisch ist das nicht. an einem meiner Prüfstände hatte ich mal genau so ein Phänomen, allerdings ist der Winkel immer nur um ein paar Grad weggelaufen. Die Ursache war die Madenschraube mit dem der Hohlwellen-Encoder auf der Welle befestigt war, die war nicht fest genug. Nur aufgrund der Masseträgheit/Lagerreibung beim Anfahren der Achse hat sich der Encoder jedes mal um ein viertel oder ein halbes Grad verdreht. Ich hab den halben Prüfstand auseinander gerupft bevor ich da drauf gekommen bin ...

Zitat:Ich hatte so eine Problematik auch schon mal, das Problem waren "pseudo-Tics" - so hab ich das damals mangels eines bereits vorhandenen Namens für die Symptomatik damals genannt. Gemeinerweise hat man diese Pseudi-Tics im Oszi nicht gesehen, weil das das Anschließen der Tastköpfe schon so viel am elektrischen Aufbau "verfälscht" hat, dass diese Pseudo-Tics nicht mehr aufgetreten sind. Gemerkt habe ich es erst, als ich mir für das 9401 (auf dem cRIO) ein FPGA-VI programmiert habe, dass die Digital IOs mit 1 MHz gestreamt hat. Da konnte ich dann tatsächlich nachweisen, dass die A-Spur - wenn die B-Spur auf LOW geht - für ein paar Nanosekunden ebenfalls auf LOW gezogen wurde, was die Encoder-Auswertung dann als Tic gewertet hat, mit der Folge, dass sie sich verzählt hat.

Was genau ist ein cRIO/9401 und FPGA?
Ohje, das bedeutet sehr wahrscheinlich, dass ich auch diese pseudo-Tics bekomme.

Zitat:Ursächlich war dass die Encoder-Signale mit BNC-Leitungen zum 9401 geführt wurden. Geholfen hat dann die BNC-Leitungen gegen normale Leitungen auszutauschen und EINE (nicht 2 mal Schirm von 2 BNC-Kabeln) GND-Leitung zu legen, auf die sich die A,B und Z-Spur bezogen haben. Wenn man will kann man noch am Digital Eingang noch einen Terminator-Widerstand einlöten, oder man bastelt sich einen pull-up Widerstand dazu um sicherzustellen, dass zumindest ein paar milliAmpere aus dem Encoder-Ausgang gesaugt werden wenn dieser auf high schaltet ...

Ich verwende ausschließlich normale Leitungen und auch eine einzige für den GND beider Winkelsignale. Da mein Winkelsensor die Z-Spur nicht unterstützt habe ich also auch nur die beiden Winkelsignale A und B zusammen mit einem DGND.
Würdest du mir jetzt also raten, einen pull-up Widerstand an DGND zu löten?

Zitat:so ironisch ist das nicht. an einem meiner Prüfstände hatte ich mal genau so ein Phänomen, allerdings ist der Winkel immer nur um ein paar Grad weggelaufen. Die Ursache war die Madenschraube mit dem der Hohlwellen-Encoder auf der Welle befestigt war, die war nicht fest genug. Nur aufgrund der Masseträgheit/Lagerreibung beim Anfahren der Achse hat sich der Encoder jedes mal um ein viertel oder ein halbes Grad verdreht. Ich hab den halben Prüfstand auseinander gerupft bevor ich da drauf gekommen bin ...

Okay, das wäre also auch ein Punkt worauf ich achten werde. Danke vielmals, waren sehr viele gute Informationen

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(15.06.2015 13:00 )Agenth schrieb:  Was genau ist ein cRIO/9401 und FPGA?

NI 9401
NI compactRIO
FPGA

(15.06.2015 13:00 )Agenth schrieb:  Ohje, das bedeutet sehr wahrscheinlich, dass ich auch diese pseudo-Tics bekomme.

Nö, muss nicht, kann aber.

Was machst du eigentlich für "90° Drehen"? Ist das eine Absolut- oder eine Relativ-Bewegung? Wer oder was sorgt dafür, dass wirklich um 90° gedreht wird? Hast du das auch schon visuell bestätigt, z.B. mit einer Markierung auf der Drehachse?

Gruß, Jens

Viel öfter als man denkt hängen solche Fehler auch mit einer mickrigen Spannungsversorgung zusammen. Ist sie denn stabil, entspricht sie dem Sollwert und ist sie frei von Störungen und Brummen? Kannst ja auch mal mit Batteriebetrieb testen.
Und in welcher Umgebung läuft denn das Ganze? In einer großen Maschinenhalle? Wie lang sind die Zuleitungen? Sind Überlegungen bezüglich Erdschleifen gemacht worden? Ist die Sensorelektronik von der Maschinenmasse isoliert (Was das Beste wäre) oder ist sie damit galvanisch verbunden?
Wenn der Sensor ausgebaut ist, und es wird alles unter sauberen Laborbedingungen getestet, tritt der Fehler dann trotzdem auf?

(15.06.2015 13:00 )Agenth schrieb:  Ohje, das bedeutet sehr wahrscheinlich, dass ich auch diese pseudo-Tics bekomme.

Würdest du mir jetzt also raten, einen pull-up Widerstand an DGND zu löten?

nicht unbedingt. Solche Phänomene KÖNNEN auftreten, müssen aber nicht.
Im Prinzip suchst du jetzt in den Krümeln wo dein Problem her kommen könnte. Das ist nicht ganz trivial, da hilft nur methodisches Vorgehen und z.B. - wie Lucki schon geschrieben hat - das ganze nochmal im Labor aufbauen und testen. Wo deine Störungen im Detail herkommen kannst nur du alleine rausfinden, nur du hast die Hardware, alle anderen können nur gute Tips geben und - wie ich - mal beschreiben was für absurde Phänomene man manchmal in der Messtechnik bekommen kann, wenn sich zufällig ganz spezielle Rahmenbedingungen ergeben.

ich garantiere dir fast, dass so ein Phänomen wie "Pseudo-Tics" aufgrund von Leitungs-Kapazitäten in parallel-Liegenden Masseleitungen absichtlich nur unter größtem Aufwand reproduzierbar ist. Ich kann dir noch nicht mal sagen ob es nun wirklich daran gelgen hat, das ist nur eine Hypothese gewesen, die aber dazu gedient hat entsprechende Änderungen in der Verkabelung durchzuführen und dann hat's funktioniert. Im Detail weiss ich bis heute noch nicht genau woher diese beknackten Spikes gekommen sind, wirklich untersucht wurde das nie, man wollte ja auch nicht wirklich wissen woher das kommt, man wollte es einfach nur los werden, damit der Encoder richtig zählt ...

Sowas fällt einfach in die Kategorie "echt blöd geloffn ..."

Ich würde dir erst mal raten das ganze im Labor aufzubauen, und vorallem sicher zu stellen, dass sowohl das Digital-IO-Gerät als auch die Messwelle eine "saubere" Masse haben. Leg einfach mal einen DGND-Pin auf PE (Schutzleiter), und die Spannungsversorgung der Messwelle muss auch auf PE liegen (handeslübliche Labornetzteile machen das von selber ...). Dann legst du die beiden Encoder-Eingänge mal auf DIO0 und DIO1 vom Port 0 und misst die DIOs mit der vollen sample-Rate von 10 MHz für ein paar Sekunden und drehst den Sensor dabei. Die Daten legst du dir in einen Graphen, und benutzt das Zoom-Werkzeug um einfach mal zu gucken ob sich z.B. irgendwelche "Pseudo-Tics" einschleichen.

Sieht das Signal "sauber" aus, dann dürfte es auch am CTR-Eingang keine Probleme geben, dann musst du nochmal an der Verkabelung / Masse rumfummeln. Wenn das immer noch nichts bringt versuch's mit Terminieren. Ich würde mal mit 2.5 kOhm anfangen, damit 2 mA aus den Encoder-Ausgängen aus der Messwelle gesaugt werden. Reicht das immer noch nicht kann man mal 1 kOhm reinhängen. ein 5 mA Signal zu stören sollte schon relativ schwer werden ...

Wenn das auch nix hilft: Elektronik-Justierhammer auspacken und dem gesamten Hardware-Aufbau unter lautem Ausstoßen von wüsten Flüchen und Beleidigungen (keine Sorge, Elektronik verträgt das einwandfrei, 1000 mal gemacht ...) mit dem Hammer drohen. Geht's dann immer noch nicht: Schei**e Brüllen, den ganzen Rotz in die Ecke feffern und neu anfangen - diesmal hochwertige Stecker und Kabel verwenden und ein anständiges stabilisiertes Labornetzteil benutzen! Aufbau durchklingeln, Ströme und Spannungen mit dem Multimeter messen ... und beten dass das geholfen hat. so wär zumindest meine Vorgehensweise ... irgendwann klappt es dann, theoretisch muss es ja funktionieren.

Alternativ kannst du die Messwelle an meine Firma schicken, ich mess die dann durch und sag dir ob sie funktioniert ...

viele Grüße
cb