Precyzyjna aparatura pomiarowa dla napięć kilku uV i 24-bitowej rozdzielczości

Question

Witam
Czy ktoś zajmował się precyzyjną aparaturą pomiarową dla napięć rzedu kilku uV.. i i rozdzielczości 24 bitów .. i jest w stanie pokierować mnie na jakieś ciekawe schematy?

A propo ktoś korzystał z tego?
http://www.femto.de/

markosik20 · Answer

Witam.

U mnie na stole pracuje terminal wagowy sterujący dozowaniem.

Procesor AT89C51RC2 (na razie).
Przetwornik AD7730(24bit od 10mV do 80mV). Zasilany +-2,5V na analogówce i 3V na cyfrówce.

Uzyskałem z tego stabilność napięcia mierzonego na poziomie +-0,2uV.
Uzyskanie czegoś lepszego wiąże się raczej z dużym wydatkiem na specjalistyczne przetworniki i zaprojektowaniem odpowiednio płytki w części pomiarowej.(Ja zmieniałem ją trzy razy).
Reszta parametrów takie jakie podaje Analog.

mlodyelektromaniak · Answer

No to ja bym musiał użyć jeszcze b dokładnego wzmacniacza operacyjnego... A propo ma może ktoś schematy dla takich dokładnych urz. pomiarowych chodzi o pomiar napięcia w zakresie paru uV..

marek_Łódź · Answer

Zawsze chciałem zobaczyć aplikację, w której zastosowano przetwornik dłuższy niż 16 bitów. Jaką masz dokładność i stabilność czujników? Jaki jest cel stosowania przetwornika o takiej rozdzielczości?

markosik20 · Answer

Co do dokładności i stabilności czujników wszystko zależy od samych czujników.
Przy tych które pracują (klasa C3, max 3000 działek) mogę uzyskać na przetworniku AD7730 max 40000 działek (powyżej pomiar już jest niestabilny). Ggdybym jeszcze posiedziałem nad dopracowaniem płytki dało by się więcej. Słowo jest 23 bitowe bo MSB użyty jest na określenie biegunowości. Przy 16 (15bit przy napięciu bipolarnym) można uzyskać max 32000 działek a jeszcze filtry cyfrowe, redukcja szumów , likwidacja drgań mechanicznych i wychodzi gdzieś 12-13bit a to jest już dla mnie za mało. I dlatego przetwornik 24bit (bo nie ma pośredniego

).
Dla prostego miernika napięć unipolarnych w zupełnośći wystarczy 16bit.

marek_Łódź · Answer

Większym problemem niż sam wzmacniacz/przetwornik jest wystabilizowanie czujnika, gdzie wchodzą w grę róznego rodzaju szumy własne, jak też zakłócenia EM (pamiętajmy, że mówimy tu o mikrowoltach i wystarczy kawałek przewodu w torze, żeby zakłócić pomiar). Stąd moje pytanie dodatkowe, czy pisząc o tych 40000 jednostek miałeś na myśli sam tor pomiarowy (sterowany np. z precyzyjnego źródła), czy też tor z czujnikiem bo w tym drugim przypadku granica możliwości nie leży w elektronice, lecz w samym czujniku?

mlodyelektromaniak · Answer

Dołączam się do pytania..

markosik20 · Answer

40000 działek mogę uzyskać przy podłączonym czujniku (mowa tu o stabilności wskazań bo co do innych parametrów to nie posiadam takiego sprzętu żeby to sprawdzić). Ile można wyciągnąć z samej elektroniki to przyznam się, że nie sprawdzałem. Dzisiaj podłącze terminal bez czujnika i jutro napiszę o rezultatch.

Z tymi zakłóceniami rzeczywiście jest tragedia, bo wystarczy dotknąć obudowę czujnika (wprawdzie jeszcze jest nie uziemiony) i wkazania znacznie się pogarszają.

mlodyelektromaniak · Answer

Czy można prosić o jakiś przykładowy schemat?

markosik20 · Answer

Witam. Zamieszczam schemat układu przetwornika AD. Pracuje on w układzie bez sztywnego napięcia referencyjnego, które jest podawane z zasilania czujników. Jakby co proszę pytać.

McRancor · Answer

Przyjżyj się elektrokardiogramom, mierzą napięcia żędu pojedyńczych uV, ale pracują w trybie różnicowym, robiłem coś takiego i nie stosowałem 24b tylko 12, podejżewam że przy tak niewielkim napięciu wejściowym 24 bity będą się nudzić, musisz prawidłowo wzmocnić ten sygnał wejściowy, do jakiegoś rozsądnego zakresu. Polecam wzmacniacze serii INA1xx ja stosuję INA114 i działa pięknie, schematy masz w sieci, poszukaj w google ECG schematic

markosik20 · Answer

A po co wzmacniać skoro można pracować bezpośrednio na niskim napięciu? Jak wzmacniamy sygnał to także wszystko co związane z tym sygnałem. Po co płacić prawie 30zł za INAxx jak w AD7730 (lub innych podobnych) mamy wszystko w jednym, łącznie z filtrami. I wcale nie trzeba używać max 24bit po układ może pracować na 16. I także może pracować w układzie różnicowym.
Ja załączyłem schemat do pomiaru sygnału z czujnika tesnometrycznego. Aplikacja do pomiaru napiącia musiałaby być trochę zmodyfikowana bo trzeba podać wzorzec napięcia (żródło referencyjne).

cyberdar · Answer

Witam

Ciekawym i stosunkowo niedrogim układem może byćprzetwornik MAX132. Rozdzielczość 18 bitów, napięcie wejściowe (typowe) 512mV. W związku z tym dla najmniejszego kwantu masz 2uV. Mało czy dużo sam oceń. Wszystko zależy od aplikacji. Ja robiłem go w połączeniu z PC-tem. Dołożyłem sobie zmianę zakresu i możliwość uśredniania pomiarów (taki był wymóg mojego promotora).

--
pozdrawiam

mlodyelektromaniak · Answer

Wątek się całkiem nieźle rozkręcił :-)

Dziękuje wszystkim którzy podzielili się swoimi doświadczeniami i zachęcam następne osoby do dyskusji..
Ciekawe wydaje się zastosowanie układu MAX132czy można prosić o trochę wiecej informacji na temat tego rozwiązania?

mlodyelektromaniak · Answer

A jednak mi to nie wystarczy...
Jeżeli ktoś ktoś ma pomysł jak wzmocnić sygnał rzędu kilkudziesięciu nV z jak najmniejszymi szumami to proszę o posta..

Jaki przetwornik byłby tu najlepszy napięcię na wejsciu rzędu 10 nV do 1mV i czy opłaca się du jakiś dobry wzmacniacz operacyjny czy od razu dałoby się przetwornik A/C podłączyć..

Jeszcze co do wcześniejszych postów to jak sugerował McRancor przyjrzałem się dostępnym schematom ekg jednak dla mnie to zbyt mała rozdzielczość bo potrzebuje mierzyć napięcia od 10nV do ok 1mV i to przy dużej liczbie pomiarów na sekundę ok 1kHz....

McRancor · Answer

Żeby zmierzyć 10nV będziesz musiał wydać majątek na wzmacniacze operacyjne, a przelatująca w pobliżu mucha wytworzy szum o rząd wielkości większy.

Wzmocnienie 1000 - krotne, precyzyjny wzmacniacz, stabilne napięcie zasilające, dobre prowadzenie masy, jak najmniej zakłóceń, napięcie odniesienia ~1V i wtedy można próbować mierzyć, ale o 10nV zapomnij, dokładność rzędu 1uV będzie sukcesem.

mlodyelektromaniak · Answer

Pomiary będą prowadzone w specjalnie ekranowanym pomieszczeniu a tak szczerze to chciałbym się zbliżyć do ok 100nV i w zasadzie by mi to wystarczyło..
Co do wzmacniaczy czy zna ktoś może jakiegoś dealera w polsce materiałów www.femto.de
Co do przewtwornika A/C to będzie to już raczej AD7760 teraz tylko szukam odpowiedniego wzmacniacza operacyjnego

crazy_phisic · Answer

tutaj nie chodzi tylko o wzmacniacz wstępny czy specjalnie ekranowane pomieszczenie... przy sygnałach nV trzeba ostro zatroszczyć się o wszystkie elementy znajdujące się w torze pomiarowym... kable, złącza, szumy rezystorów etc.. wyliczać można długo ... Dlatego też trudno znaleść profesjonalny sprzęt na zakres nV.... Hameg HM8112-3 to rozdzielczość 100nV, chyba że uda ci się załatwić Agilent 34420A (100pV) chociążby po to by sprawdzić czy otrzymywane przez ciebie wyniki są prawdziwe ... a to już inna kwestia...

marek_Łódź · Answer

Chcesz mierzyć 10 czy 100nV z sensowną dokładnością? Kolega w powyższym poscie delikatnie dał do zrozumienia, że do realizacji takiego projektu nie wystarczy dobrze zaprojektowana płytka i 24-bitowy przetwornik z niskoszumnym wzmacniaczem.

Żeby zrealizować taki projekt potrzebujesz co najmniej dobrze wyposażonego laboratorium, a niewykluczone, że również dedykowanych, specjalnie skomponowanych elementów. Inaczej się zakręcisz chociażby przy weryfikacji (testowaniu) pomiarów.

Fajfer2 · Answer

No a po co wykonywać tak dokładne pomiary ?

me_super · Answer

A co chcesz mierzyć? Bo może zastosować lock-in'a?

mlodyelektromaniak · Answer

INA114 i pytanie do McRancor jak się sprawują te wzmacniacze w twoich układach EKG? ja teraz przymierzam się do zastosowania INA116 ..

Precyzyjna aparatura pomiarowa dla napięć kilku uV i 24-bitowej rozdzielczości

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Post #22

Podsumowanie tematu