DMS-Elektronik PicoStrain

PicoStrain ist eine Elektronik für Dehnungsmessstreifen auf einem Frontendchip, die ohne PGA-Vorverstärker und ohne AD-Wandler auskommt. Es wird nicht die Spannung, sondern die Zeit als Konvertierungsgröße verwendet, und diese wird mit einem TDC (Time-to-Digital-Converter) in einen digitalen Wert gewandelt. Das Ergebnis ist eine Elektronik, die in der Auflösung knapp 19 Bit effektiv (bezogen auf 0,2 % Auslenkung) erreichen kann und sich darin nur noch mit den absoluten Highend 24-Bit-AD-Wandlern vergleichen lässt.

Das digitale Messverfahren macht die Elektronik resistent gegen jede Art von Temperaturfehlern und Spannungsschwankungen. Das Verfahren benötigt zwei DMS-Widerstände, was einer halben Wheatstone-Brücke entspricht. Hat man eine Vollbrücke zur Verfügung, so kann man sie nach Auftrennung in zwei Halbbrücken im Zeitmultiplex messen. Der erst in Serie produzierte Chip PS02 kann bis zu vier Halbbrücken messen. Bei einer Stromaufnahme bis ca. 50 µA ohne besondere Maßnahmen eignet sich das Verfahren für batteriebetriebene Geräte, z. B. für den Betrieb mit 3-Volt-Lithiumknopfzellen.

(Augustin Braun)