Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwornik - Przetwornik temp - napięcie pt100

Radzio M. 28 Lis 2014 21:40 6741 75
  • #31 28 Lis 2014 21:40
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Hm a tak z punktu widzenia automatyka. Na wyjściu multipleksera chcemy uzyskać to co jest na jego wejściu. Gdyby zrobić sprzężenie zwrotne. Np. wzmacniacz o wzmocnieniu 1, który na wejściu "+" ma sygnał przed multiplekserem a na wejściu "-" sygnał za multiplekserem. Czyżby nie za bardzo kombinuję? :D

  • #32 28 Lis 2014 22:04
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Ale wykorzystujesz 10 (a może 11) wejść multipleksera, więc byłoby sporo tych wzmacniaczy... a i wyjścia też trzeba by było przełączać.

    Można do wyjścia multipleksera dołączyć tylko wejście wzmacniacza operacyjnego, tam płynie zwykle kilkadziesiąt nA, a najwyżej 200nA, co daje na maksymalnej oporności włączenia multipleksera (1200Ω) spadek napięcia 240uV, odpowiadający zmianie temperatury około 0.7°C dla maksymalnego możliwego prądu wejścia; na dodatek zwykle oporności włączenia wszystkich kluczy są podobne, a odjęcie wyniku pomiaru opornika 100Ω spowoduje, że tylko różnica oporności kluczy będzie miała wpływ na wynik. Tyle, że to będzie wymagać 11 oporników R5.

  • #33 28 Lis 2014 22:22
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Ach no tak ciągle zapominam o 10 wejściach..
    Trochę się pogubiłem :/
    Czyli na "+" WO ma być tylko i wyłącznie wyjście z multipleksera? A co z R5 jak ma być? R1 też odpada?

  • #35 29 Lis 2014 00:25
    _jta_
    Specjalista elektronik

    To jest ten sam układ, tylko z nieco innymi wartościami elementów. I tak samo należy podłączać multiplekser: do wyjścia multipleksera tylko wejście '+' wzmacniacza operacyjnego, na każdym wejściu Pt100 i oporniki R1 i R5 (a na jednym opornik 100Ω zamiast Pt100).

  • #36 29 Lis 2014 00:50
    ronwald
    Poziom 27  

    Radzio M. napisał:
    Witam. Projektuję sobie przetwornik do konwersji temperatury na napięcie.

    Zrobiłem coś takiego lecz wydaje mi się, że to będzie coś nie tak. W literaturze zenerki są w ujemnym sprzężeniu zwrotnym, lecz wtedy + wzmacniacza jest zwarty do masy. Nadmienię, że wyjście będzie podłączone do multipleksera 4067. W jaki sposób ograniczyć Uwyj??


    Jak Ci pomóc kiedy nie podajesz zakresu pomiarowego?
    Skoro używasz PT100 do pomiaru temperatury to nie w układzie zaprezentowanym :(.

  • #37 29 Lis 2014 09:03
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Tam jest taki problem, że jak się przerwie połączenie z Pt100, to na pewno będzie za duże napięcie...

  • #38 29 Lis 2014 10:19
    Radzio M.
    Poziom 32  

    _jta_ napisał:
    To jest ten sam układ, tylko z nieco innymi wartościami elementów. I tak samo należy podłączać multiplekser: do wyjścia multipleksera tylko wejście '+' wzmacniacza operacyjnego, na każdym wejściu Pt100 i oporniki R1 i R5 (a na jednym opornik 100Ω zamiast Pt100).

    Coś takiego? :
    Przetwornik - Przetwornik temp - napięcie pt100

  • #39 29 Lis 2014 13:38
    ronwald
    Poziom 27  

    Radzio M. napisał:
    Wybrałem pt100 ze względu na odległość, około 20[m] ... .


    Czy nie sądzicie, że użycie wzmacniacza z wejściem niesymetrycznym dla czujnika odległego 20 m od systemu pomiarowego jest nieporozumieniem ? Sens ma użycie tylko wzmacniacza różnicowego ! Piszę dlatego, iż mam za sobą projekt z czujnikami PTxxx ( pomiar temperatury na zewnątrz pojazdu lotniczego)dla FDAU (Flight Data Acquisition Unit) na samolot, helikopter zakończony certyfikatem lotniczym.

  • #41 29 Lis 2014 21:42
    _jta_
    Specjalista elektronik

    :arrow: Radzio M. #38 - dokładnie tak.

    Odległość 20m rzeczywiście może powodować problemy - chcemy określać temperaturę mierząc opór, a do tego oporu dodaje się opór przewodów o łącznej długości 40m; przy przekroju 1mm2 ten opór będzie równy 0.7, co zawyży zmierzoną temperaturę prawie o 2C. A na 10 czujników trzeba będzie zużyć 200m przewodu 2-żyłowego, i to już trochę kosztuje. XTR105 kosztują 45zł/sztukę, zdecydowanie za drogo, bo przy każdym czujniku musiałby być taki układ. Może trzeba pomyśleć o podłączeniu 4-przewodowym (oddzielnie prąd i napięcie), żeby zastosować kabel telefoniczny 4-żyłowy?

  • #42 29 Lis 2014 22:02
    L_M
    Poziom 32  

    Czy 45zł/sztuka jest ceną wygórowaną czy nie to zależy od przeznaczenia projektu.Jeśli jest projekt do zastosowań amatorskich to dużo ale do zastosowań przemysłowych to już niekoniecznie,najlepiej niech się wypowie autor tematu.

  • #43 30 Lis 2014 10:33
    Radzio M.
    Poziom 32  

    _jta_ W chwili początkowej myślałem o 2 urządzeniach, które się ze sobą komunikują po rs485. Można nawet zrobić pętle prądowe na każdym z czujników.
    Jednak cena kabla jest mniejsza od tego rozwiązania. Błąd, nawet do 5-10 C będzie dopuszczalny.
    Wróćmy jednak do układu #38. Chodzi mi o działanie układu. Większa część sygnału (jego wartości prądu ) przejdzie przez R5, nie przez multiplekser, gdyż rezystancja widziana na wyjściu multipleksera jest w teorii nieskończona? W celu symulacji mogę zamiast multipleksera wstawić rezystor nastawny?

  • #44 30 Lis 2014 13:09
    L_M
    Poziom 32  

    Czy wzięliście pod uwagę zachowanie wzmacniacza podczas stanów przejściowych w czasie przełączania multipleksera z jednego wejścia na drugie.

  • #45 30 Lis 2014 13:42
    _jta_
    Specjalista elektronik

    :arrow: L_M #42 - Jak na podłączenie czujnika temperatury cena kilkadziesiąt zł za sztukę jest bardzo wysoka, jeśli weźmiemy pod uwagę, że DS18B20 kosztuje około 5zł w sklepie (9 razy taniej od XTR105), a poniżej 4zł na Allegro (tam XTR105 nie ma); do tego DS18B20 daje od razu sygnał cyfrowy. Natomiast DS18B20 ma ograniczony zakres temperatur, nie wiem, jaki ma Pt100, ale zapewne dużo większy.

    :arrow: Radzio M. #43:
    Większa część sygnału (jego wartości prądu ) przejdzie przez R5, nie przez multiplekser, gdyż rezystancja widziana na wyjściu multipleksera jest w teorii nieskończona?
    Tak. Dokładniej, istotny jest prąd, jak płynie przez wejście wzmacniacza operacyjnego, zwykle to są dziesiątki nA.
    W celu symulacji mogę zamiast multipleksera wstawić rezystor nastawny?
    Tak.

    Nie wiem, jaki masz zakres temperatur (DS18B20 ma zakres od -55 do +125°C, jeśli to za mało, to odpada), można go podłączyć tanim kablem (ja stosowałem telefoniczny 4-żyłowy) - być może da się zastosować i będzie tańszy od samych kabli, a może nie - to zależy od tego, ile mają kosztować kable. Można jeszcze użyć cienkich i tanich kabli - jeśli będą miały przekrój 0.2mm2, zmierzysz ich opór (będzie około 3.5Ω) i odejmiesz od zmierzonej oporności czujnika, to błędy pomiaru wynikające ze zmian oporu przewodów (pod wpływem zmian temperatury otoczenia, 0.4%/°C) będą rzędu 1°C; tylko połączenia muszą być dobre, żeby oporność połączeń nie zakłóciła pomiaru.

  • #46 30 Lis 2014 14:15
    Radzio M.
    Poziom 32  

    DS18B20 odpadają od razu, na 20[m] 10 czujników, wątpię żeby to działało, po za tym zakres temp. jest od -30 do +300 C. W takim razie biorę się za symulację.
    W razie czego rezystancję przewodu można uwzględnić w programie.

  • #47 30 Lis 2014 15:16
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Z zasięgiem i ilością czujników nie ma problemu, ale zakres temperatur wyklucza wszelkie układy scalone - najwyższa temperatura złącza, przy jakiej mogą działać znane mi tranzystory krzemowe, to 200C, a dla układów scalonych jeszcze mniej.

    Z uwzględnianiem oporności przewodu jest taki problem, że ona zależy od temperatury otoczenia - ale jeśli nie jest duża, to jej zmiany nie wprowadzają dużych błędów. Problemem mogą jeszcze być napięcia termoelektryczne na złączach.

  • #48 30 Lis 2014 17:41
    ronwald
    Poziom 27  

    Radzio M. napisał:
    po za tym zakres temp. jest od -30 do +300 C. .


    W innym miejscu pisze, "Błąd, nawet do 5-10 C będzie dopuszczalny".
    Czy ten projekt to poważna robota czy ćwiczenia hobbystyczne? :))
    Zestawiając dwie informacje, które kolega przekazał na forum, wnioskuję, iż jest to jakaś fantazja nie do końca przemyślana. Osobiście nie chciałbym takiego systemu pomiarowego, który punkt zamarzania wody tudzież wrzenia mierzyłby z błędem 10°C używając przy tym przetwornika PT100.

  • #49 30 Lis 2014 18:55
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Zestawiając dwie informacje, które kolega przekazał na forum, wnioskuję, iż jest to jakaś fantazja nie do końca przemyślana.


    Dziwnie to wygląda, dobrej klasy czujnik staje sie przyczyną badziewności całego przyrządu.

    Pt100 daje bardzo dobre rezultaty ale jednocześnie wymaga porządnie zaprojektowanego układu elektronicznego, potrzebne są precyzyjne elementy w przetworniku, a przy długich przewodach trzeba stosować połączenie trzy lub czteroprzewodowe,

    Cytat:
    po za tym zakres temp. jest od -30 do +300 C.

    Są termistory NTC pracujące w tym zakresie, Jakbyś wybrał termistor NTC miał byś 10x większą zmianę rezystancji na 1°C i rezystancja przewodów nie miała by znaczenia. Półprzewodnikowe czujniki do 300°C też są - niektóre typy KTY

  • #50 01 Gru 2014 00:09
    Radzio M.
    Poziom 32  

    A gdyby przez pt100 puścić jakąś stałą wartość prądu z źródła prądowego i mierzyć różnice potencjałów na jego końcach. Tutaj chyba coś takiego jest :
    Przetwornik - Przetwornik temp - napięcie pt100
    Link
    Co prawda układ się rozbudowuje.

  • #51 01 Gru 2014 00:42
    _jta_
    Specjalista elektronik

    I można nawet przełączać Pt100 multiplekserami analogowymi, tylko na to są potrzebne 4... a może nie, tylko oporniki 47k muszą być od każdego, a przełączać tylko źródło prądowe i może masę (do policzenia: jaki błąd wyjdzie, jeśli masa będzie stale podłączona - wtedy jakieś niewielkie prądu, po kilkadziesiąt uA, będą płynąć przez wszystkie Pt100).

  • #53 01 Gru 2014 10:10
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Przy wejściu '+' też osobny opornik do każdego Pt100 - przecież od Pt100 do połączenia przy tym oporniku 3k3 na dole jest 20m przewodu, który ma jakiś opór, daje spadek napięcia...

  • #54 01 Gru 2014 12:36
    L_M
    Poziom 32  

    Myślę że układ z postu nr.50 to najlepsze rozwiązanie ale tylko w układzie wzmacniacze plus linia cztero przewodowa plus MAX197 w którym jest multiplekser analogowy i przetwornik ADC,czyli cały projekt w jednym układzie.MAX 197 kosztuje od 85-115zł.

  • #55 01 Gru 2014 12:54
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Przetwornik - Przetwornik temp - napięcie pt100

    Czyli coś takiego? (Zapomniałem dorysować rezystora 470k z "+" do masy)
    Układ Max jest za drogi, w razie uszkodzenia/wymiany to nie ma sensu stosowania go tutaj. Powtarzam, że dokładność do 5-10 C może wystąpić.
    Jaki będzie najpewniejszy układ napięcia odniesienia REF, zenerka wystarczy?

  • #56 01 Gru 2014 13:17
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jeśli już coś w tym stylu, to raczej MAX199, bo jest do niższych napięć sygnału. Ale ma tylko 8 wejść (zarówno MAX199, jak i MAX197), więc sam obsłuży tylko 4 czujniki - trzeba by użyć 3 takich układów, albo 10/11 wzmacniaczy operacyjnych i 2 takich układów.

    Myślę, że trzeba przeliczyć działanie układu z #52, ale uzupełnionego o dodatkowe oporniki. Mam wrażenie, że będzie duży wpływ napięcia niezrównoważenia. A może dwa multipleksery analogowe i przełączać wejścia wzmacniacza operacyjnego?

    Zenerka z pewnością jest za mało dokładna, są takie fajne układy, jak TL431 (2.5V+wzmacniacz - działa podobnie, jak tranzystor NPN, koszt poniżej 1zł), LM4041-ADJ (1.2V+wzmacniacz, działa jak PNP, koszt około 2zł).

  • #57 01 Gru 2014 18:36
    L_M
    Poziom 32  

    Nie wiem do czego ma służyć ten projekt ale zaczynam podejrzewać że gdzieś pozyskałeś bardzo tanio dobrej klasy czujniki PT100 i na siłę chcesz je zastosować w swoim projekcie.Zaczynam się powoli zastanawiać czy czasem nie ma racji kol.ronwald i jarek_lnx.

  • #58 01 Gru 2014 19:24
    Radzio M.
    Poziom 32  

    _jta_ napisał:

    A może dwa multipleksery analogowe i przełączać wejścia wzmacniacza operacyjnego?

    Coś w ten sposób? Każdy czujnik ma swoje źródło prądowe.
    Przetwornik - Przetwornik temp - napięcie pt100


    L_M napisał:
    Nie wiem do czego ma służyć ten projekt ale zaczynam podejrzewać że gdzieś pozyskałeś bardzo tanio dobrej klasy czujniki PT100 i na siłę chcesz je zastosować w swoim projekcie.Zaczynam się powoli zastanawiać czy czasem nie ma racji kol.ronwald i jarek_lnx.

    Czujniki są po taniości, ale na ich jakoś nie liczę ;).

  • #59 03 Gru 2014 11:09
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Postanowiłem, że nie robię multiplekserów. Przyjmuję początkowe założenie, czyli 2 urządzenia kumunikujące się po RS485, zawierające max 8 czujników tym samym skracając odległość czujnika do około 4-5[m]. Schemat dla jednego czujnika :
    Przetwornik - Przetwornik temp - napięcie pt100
    Czy coś tu należy poprawić?

  • #60 03 Gru 2014 11:48
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Taki układ na pewno nie będzie działał - co najmniej zamień miejscami podłączenia oporników 47k do Pt100, przecież LM358 nie da ujemnego napięcia na wyjściu. Poza tym przy prądzie 1mA i układzie LM358 typowy błąd będzie 5.4°C, a maksymalny 18°C, ze względu na napięcie niezrównoważenia LM358 - użycie multiplekserów dałoby znacznie mniejszy błąd. A jakby w roli ADC użyć ICL7135 - to jest woltomierz, który ma błąd chyba 10uV na zakresie 200mV...