Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Fibaro Fibaro
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwarzanie sygnału impulsowego na ciągły

aqrat 19 Wrz 2012 08:21 2946 14
  • #1 19 Wrz 2012 08:21
    aqrat
    Poziom 14  

    Witam!
    Mam zagadkę, jak w temacie. Dokładnie chodzi o to, że pomiar temperatury czujnikiem bezdotykowym wykonywany będzie cyklicznie co kilkanaście sekund i jednorazowo będzie trwał nie więcej, niż sekundę. Czujnik ma wyjście analogowe 4-20mA lub 0-10V, ale wiadomo, że sygnał na wyjściu będę miał tylko w czasie wykonywania pomiaru. A tym sygnałem chcę wysterować analogowe wejście regulatora temperatury z algorytmem PID, który potrzebuje raczej sygnału ciągłego. Można to niby w prosty sposób przetworzyć jakimś sterownikiem PLC, ale inwestować w sterownik tylko w celu przetworzenia sygnału? Może ktoś wie, czy i gdzie znajdę jakies gotowe przetworniki tego typu, albo może ktoś zna regulator temperatury, który poradziłby sobie z chwilowym pomiarem powtarzanym cyklicznie?
    Pozdrawiam i z góry dziękuję za odpowiedzi.

  • Fibaro
  • #2 19 Wrz 2012 18:10
    1171337
    Usunięty  
  • #3 19 Wrz 2012 23:07
    aqrat
    Poziom 14  

    Też o tym myślałem, ale wtedy na wejściu regulatora miałbym wartość uśrednioną i jeszcze zależną od temperatury otoczenia. Bo piromert jesli ma w zasiegu obiekt, to wystawi temperaturę obiektu. A jeśli w zasiegu nie bedzie nic?.. Chyba zgłupieje, bo przecież nie zmierzy temperatury powietrza.

  • #4 20 Wrz 2012 10:32
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Zastosuj układ próbkująco-pamiętający na dwóch wzmacniaczach operacyjnych.

  • #5 20 Wrz 2012 19:18
    zielony_gajowy
    Poziom 13  

    aqrat napisał:
    pomiar temperatury czujnikiem bezdotykowym wykonywany będzie cyklicznie co kilkanaście sekund i jednorazowo będzie trwał nie więcej, niż sekundę.

    Z opisu rozumiem, iż chodzi o proces produkcyjny, gdzie badany jest pół/produkt (lub inny składnik produktu) i na tej podstawie wyznacza się warunki techniczne w aktualnej produkcji, tj. temperaturę jakiegoś elementu produkcji.
    Niestety, bez bliższych danych nie odpowiem.
    Można rozważać na różne sposoby, ale nie znając warunków, to będzie wróżenie z fusów.
    1. czy to jest w fazie projektu?
    2. czy to jest prototyp?
    3. czy to jest "racjonalizacja" istniejącej maszyny?
    4. dlaczego pomiar cykliczny?
    5. dlaczego odczyt temp. będzie poniżej 1 sek., tzn. czy mam tylko 0,x sek. na odczyt wartości analogowej w bliżej nie ustalonych okresach.

    Przy większej ilości danych można ten problem rozwiązać na wiele sposobów.

    Pozdrawiam
    Artur

  • Fibaro
  • #6 20 Wrz 2012 22:50
    aqrat
    Poziom 14  

    ad. 1: Tak, wlasciwie to projekt. Mam cel, zalozenia i bardzo wstępną wizję całości, ale bez szczegółów.

    ad. 2: Jak najbardziej prototyp.

    ad. 3: Najprościej byłoby powiedzieć, że do istniejącej dokładam następną, żeby istniejąca dIalala lepiej.

    ad. 5: Pomiar cykliczny, ponieważ detale, których temperaturę chcę mierzyć poruszają się na przenośniku. Pomiar będzie wykonywany wtedy, kiedy czujka optyczna wykryje obecność obiektu w polu widzenia pirometru i musi trwać nie dłużej, niż pobyt detalu w polu widzenia. Bo jak detal przejedzie, do następnego bedzie ok. 12 sekund pustki, a czujnik bezdotykowy przecież nie zmierzy temperatury powietrza.

    ad. 4: Myślę, że poprzedni punkt wyjaśnił wszystko. Czas pomiaru tak krotki, bo te detale są niewielkie, max 40cm średnicy. A okresy raczej jednakowe, bo przenośnik porusza się z równą prędkością i detale nie leżą.przypadkowo- są na takich wspornikach i te wsporniki też są w jednakowych odleglosciach.

  • Fibaro
  • #7 22 Wrz 2012 15:27
    zielony_gajowy
    Poziom 13  

    aqrat napisał:
    Pomiar będzie wykonywany wtedy, kiedy czujka optyczna wykryje obecność obiektu w polu widzenia pirometru i musi trwać nie dłużej, niż pobyt detalu w polu widzenia.

    Aaa... czujka optyczna!
    IMHO, to diametralnie zmienia postać rzeczy.
    Czy posiadasz odpowiedni pirometr (chodzi m.in. o minimalny czas pomiaru)?

    W takim wypadku powinne wystarczyć dwa komparatory (jeden-za niska temperatura, drugi - za wysoka temperatura) i np. zbocze opadające z fotokomórki.
    Przykładowo.
    Jeden komparator podaje "0" dla sygnału "za niska temperatura"
    Drugi komparator podaje "0" dla sygnału "za wysoka temperatura"
    Jeżeli oba (w czasie próbkowania) podadzą "1" jest OK.
    W pozostałych wypadkach - odrzut.
    Tzn. do tego potrzeba jeszcze logiki np. 4011 - dwie "1" na wejściu, dadzą "0" na wyjściu.
    Pozostałe bramki można użyć do kondycjonowania sygnału (przekształcenia "0" na "1" i powiązania z sygnałem fotokomórki).

    Innym problemem jest opóźnienie sygnału z fotokomórki o czas potrzebny dla pirometru na wykonanie pomiaru. do tego świetnie nadaje się 4086 zamiast 4011, ale trzeba zmienić trochę logikę.

    Na marginesie. Tytuł tematu, w sumie jest nad wyraz mocno mylący.

    Hmm... ale, skoro to maszyna produkcyjna, to pewnie jest już tam jakiś PLC.
    Na 99% są w nim jakieś wolne wyjścia logiczne. To może wystarczy dokupić tylko moduł wejść analogowych i przerobić program?

  • #8 21 Paź 2012 01:26
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Czy dobrze zgaduję, że mierzone temperatury mają być dość wysokie?
    Bo dla temperatury pokojowej stała czasowa czujnika może być około
    minuty, chyba że czujnik miałby grubość ułamka mikrona - po to, żeby
    było w nim jak najmniej materiału dającego wkład do bezwładności.
    A i tak trzeba "zatrzaskiwać" odczyt z opóźnieniem, jak już będzie stały.

  • #9 21 Paź 2012 05:50
    wojekkk
    Poziom 17  

    Czy wy wogole czytacie co piszecie??
    Gosc ma tasme na ktorej jedzie dajmy na to sztabka z pieca, sztabka wjezdza na pole pomiaru co jest wykryte przez przeciecie wiazki dajmy nato IR i jest wtedy obmierzona pirometrem. Gosc chce aby wartosc zmierzona pirometrem NIE BYLA TRACONA tylko pozostawala taka jaka jest do momentu wykonania nastepnego pomiaru nastepnej dajmy na to sztabki, który to pomiar ZASTĄPI poprzedni.

    Gdzie wy tu jakies 4011 chcecie w sadzac, jakie pomiary po minucie...
    Tragedia.

    Potrzebujesz uklad analogowego zatrzasku czyli jak napisal -RoMan- uklad probkujaco pamietajacy.
    Mozna go wykonac na rozne sposoby wg mnie chyba najszybciej na jakims mikrokontrolerze.
    Pozdrawiam i zycze udanego projektu :)

  • #10 21 Paź 2012 09:26
    _jta_
    Specjalista elektronik

    A ja zauważam, że zapamiętywanie wyniku pomiaru trzeba robić po ustabilizowaniu się
    wskazań czujnika temperatury, i sprawdzić, ile ono może trwać, czy ma szansę zdążyć,
    bo może trzeba innej koncepcji, zamiast próbowania takiej, która nie może działać.
    Wskazania czujnika powinny się ustabilizować w ciągu sekundy, jeśli będą spełnione
    warunki: (1) odpowiednia optyka, ogniskująca promieniowanie cieplne na czujniku,
    (2) wysoka temperatura mierzonego obiektu, np. z 2500°C, albo czujnik w postaci folii
    tym cieńszej, im niższa jest temperatura obiektu (nawet ułamek mikrona w pokojowej).
    Jak na razie autor chyba nie podał ani jaka temperatura, ani jaki czujnik.

    Układ próbkująco-pamiętający można zrobić ze wzmacniaczy operacyjnych i kluczy
    analogowych - kondensator ładowany przez wzmacniacz operacyjny poprzez klucz
    do napięcia odpowiadającego sygnałowi wejściowemu... tylko uwaga na upływności,
    bo 1µA oznaczałby konieczność użycia kondensatora o pojemności tysięcy µF, a taki
    nie da się naładować w ułamku sekundy poprzez klucz analogowy o impedancji rzędu
    1kΩ - prosty układ nie wystarczy, trzeba pomyśleć o czymś bardziej złożonym.
    Ale pewnie opisów takich układów w necie jest pod dostatkiem... mi przychodzi na myśl
    użycie 3 kluczy, będzie 2 razy mniejszy prąd ładowania, setki razy mniejsza upływność.

  • #11 21 Paź 2012 20:44
    wojekkk
    Poziom 17  

    Owszem nalezy sprawdzic czy taki pomiar bedzie ok ale autorowi nie chodzi o to czy pomiar bedzie dzialal tylko o zapamietanie wyniku i tego sie trzymajmy.

    Autor z jakiegos powodu nie ujawnil jaki dokladnie bedzie to produkt ale skoro twierdzi ze czas pomiaru moze trwac do sekundy to najprawdopodobniej wzial pod uwage ze bedzie to dzialac.

    PS: Czy kolega _jta_ KIEDYKOLWIEK mial stycznosc z jakimkolwiek sensownym pirometrem przemyslowym, ze tak czasu mu potrzeba?? Z danych katalogowych przemyslowych pirometrow czas odpowiedzi przy 90 st C jest ok 150ms, a przy 700 st c ok 2ms i nie jest to wynik najlepszy bo drozsze odpowiadaja szybciej.

  • #12 21 Paź 2012 23:19
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Nie, ale za to "trochę" wiem o zjawiskach fizycznych ograniczających ich możliwości.

    Sugeruję jeszcze pamiętanie o tym, że taki czujnik nie przestaje mierzyć, kiedy nie ma
    przy nim obiektu, którego temperaturę chcemy zmierzyć - mierzy temperaturę otoczenia,
    jeśli interesujące nas obiekty mają zdecydowanie różną temperaturę, to więcej czasu
    zajmuje mu ustabilizowanie wskazań, kiedy zostanie skierowany na obiekt.

    Nie oznacza to, że nie ma możliwości wykonania czujnika, który zmierzy szybko, ani
    że dostępne na rynku czujniki nie są tak wykonane, a jedynie, że należy sprawdzić,
    po jakim czasie czujnik daje poprawne wskazania, i opóźnić o taki czas zapamiętanie
    jego wskazać - żeby nie uzyskać na wyjściu impulsów "temperatura otoczenia", które
    pojawią się na początku każdego pomiaru - bo mogłyby coś zakłócić.

    Sprawdziłem upływność klucza analogowego CD4066 - gwarantowana poniżej 50nA,
    typowa 0.1nA; przy typowej kondensator 0.1uF zmieniałby napięcie o 1mV/s, czyli
    o kilkanaście mV pomiędzy pomiarami, ale to wymagałoby selekcjonowania układów.
    Może lepiej do odseparowania użyć diod, poszukać o małym prądzie wstecznym?

    Aha, jeszcze prąd polaryzacji wejścia W.O. - ale CMOS-owe mają rzędu 1pA, JFET
    niewiele większy (a może jakieś i mniejszy) - tylko nie bipolarny, który ma 200nA...

  • #13 01 Gru 2012 19:17
    pafciowaw
    Specjalista Automatyk

    Nieźle by tak to działało (4066, kondensator) tylko jest jedno ale...: kolejne pomiary zwiększające napięcie - będzie OK, natomiast jak kolejny pomiar będzie niższy - co wtedy?
    rozwiązaniem byłoby buforować wynik za pierwszym 4066 i przepisywać go do "komórki" za drugim kluczem.Następnie komparatorem sprawdzać mniejszy/większy i odpowiednio albo "nadpisać" większe napięcie albo zmniejszyć napięcie przez zwieranie do masy - steruje komparator.
    Taktowanie przez czujnik optyczny detalu...

  • #14 03 Gru 2012 20:18
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Przecież można zrobić tak, że za każdym razem, jak jest sygnał,
    to zmieniamy napięcie na kondensatorze na równe sygnałowi...
    Nie ma znaczenia, w którą stronę zmienia się sygnał, tylko jeśli
    do włączania/wyłączania sprzężenia mają być diody, to mostek,
    bo pojedyncza dioda rzeczywiście mogłaby tylko ładować.

  • #15 21 Kwi 2013 16:44
    aqrat
    Poziom 14  

    Kolega _jta_ chyba rzeczywiście nigdy nie mial do czynienia z żadnym pirometrem. Jest to czujnik optoelektroniczny, nie scricte termiczny. Mierzy energie promieniowania podczerwieni emitowanego przez badany obiekt, ma wbudowaną optykę o odpowiedniej ogniskowej skupiającą promieniowanie na czujniku IR. Ten, który zastosowałem mierzy temperature do 50 stopni i ma czas odpowiedzi poniżej 5ms.
    wojekkk i zielony_gajowy - wielkie dzięki za zainteresowanie i sugestie. Ostatecznie zastosowalem jednak sterownik PLC, co rozwiązało problem pomiarów chwilowych, za to zrezygnowałem ze sprzętowych regulatorów temperatury - całość łącznie z algorytmem PID załatwia sterownik. Felgi jadące na przenośniku do kabiny lakierowania nawierzchniowego podgrzewane są promiennikami podczerwieni do temperatury ok. 30 stopni, pirometr mierzy temperature każdej pomiędzy tunelem z promiennikami, a kabiną lakierni i steruje blokiem PID w sterowniku - w rezultacie temperatura każdej z felg w kabinie lakierni nie różni się bardziej, niż pół stopnia od temperatury zadanej.

TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo