Jak obsłużyć czujnik tensometryczny z rezystancją 350Ω/400Ω?

Question

Mam czujnik o parametrach podanych na zdięciu i teraz mam pytanie jak obsłużyć ten tensometr? rozumiem że Excitation +- to zasilanie które wynosi 9-12V natomiat jak dokonać pomiaru siły?Jak mam rozumieć Input resistance)rezystancja wejściowa 350Ω) oraz output resistance(rezystancja wyjściowa...

Dr_DEAD · Accepted Answer

To jest Mostek. Tu nie mierzysz rezystancji tylko napięcie. Tak mi sie tylko zdaje ale może mam rację że dla pełnego zakresu kilogramów to napiecie signal z mostaka przy zasilaniu 10V będzie 20mV.

Dr_DEAD · Accepted Answer

2 mV/V to chyba zakres mostka (patrz mój post wyżej) bo wyjście mostka zależy od jego zasilania. Gdy zasilisz mostek z 10V to 100% wyjścia to będzie 20mV. Tak mi sie wydaje i nie traktój moich postów jak wyroczni .

WoŹnY · Accepted Answer

Przy nieobciążonym tensometrze 20mV może bć abyś wiedział czy czujnik jest podłączony, czy kable nie sa pourywane. Więc może wzrastać od 20mV w górę. Co do liniowości to raczej jest on liniowy- Ma pewnie paski czynne jak i bierne. Najlepiej podłącz i przetestuj - wiele się dowiesz. Acha co do rezystancji wejściowych są podane, abyś wiedział jak mocno obciążysz zasilacz przy wybranym napięciu zasilania, oraz jakim odbiorem możesz obciążyć wyjście mostka.

markosik20 · Accepted Answer

Przeliczenie jest proste jak drut :wink:

2mV/V oznacza czułość (przekładnieę) mostka tzn. przy nominalnym obciążeniu czujnika (20kg) sygnał wyjsciowy równa się 2mV na każdy V zasilania czyli dla zasilania 10V będzie równy 20mV. Z proporcji łatwo wyliczyć ile mV będzie przy jakiej masie.

2[mV/V]*10V / 20[kg] = x[mV] / 1[kg]

Przy obciążeniu zero sygnał z czujnika powinien wynosić zero (+-1%). Jak jest wiecej czujnik jest uszkodzony (prawdopodobnie przez przeciążenie). W karcie katalogowej tego czujnika są podane wszystkie najważniejsze parametry wraz z błędem nieliniowości (bardzo mały).
Osobna sprawa to zmierzenie takich małych napięć (~20mV i 10V zasilania - na 100g masz 100uV przyrostu napięcia). Żeby uzyskać więcej jak 500 działek pomiarowych nie wystarczy juz płytka uniwersalna i zwykły wzmacniacz operacyjny bo napięcia mierzone będą na poziomie 50uV (a to już jest na poziomie szumu elektronicznego :wink:

).

Cytat:
Przy nieobciążonym tensometrze 20mV może bć abyś wiedział czy czujnik jest podłączony, czy kable nie sa pourywane. Więc może wzrastać od 20mV w górę.

Jak dla 10V zasilania napięcie wyjściowe jest wieksze od 20mV (dużo większe ponad 80%) przy obciążeniu 20kg to czujnik jest do wyrzucenia. I nie może wzrastać powyżej tych 20mV (dla 10V zasilania).

Cytat:
oraz jakim "odbiorem" możesz obciążyć wyjście mostka

Wyjścia tego mostka się nie obciąża :wink:

. Rezystancja wyjsciowa to paramter który sie przydaje przy obliczaniu wzmacnaczy pomiarwych oraz rezystancji pracy równległej czujników.

Dr_DEAD · Accepted Answer

Nie możesz, MUSISZ tak zrobić. Bez kalibracji sie nie obejdzie, nie ma na to szans, bo błędy będą wszędzie: sam czujnik ma błąd zera, referencja którą użyjesz do przetwornika ADC ma błąd, przetwornik ADC będzie miał stopień wejściowy wzmacniający który też będzie miał błąd itd itd .... Dodano po 1 [minuty]: No dokładnie, tak jak napisałem wyżej, myślałem że to jest jasne. Dodano po 8 [minuty]: Przy zastosowaniu przetwornika Sigma-Delta 24bitowego z odpowiednim stopniem wzmacniającym, odpowiednim zaprojektowaniu płytki, cyfrowej kompensacji temperaturowej, przełączaniu napięcia zasilania w celu wyeliminowania pasożytniczych efektów termoparowych itd itd ..... może Ci sie uda otrzymać dokładność rzędu 1g i mniej.

Dr_DEAD · Accepted Answer

Poszukaj ADC ze wzmacniaczem w stopniu wejściowym i podpolaryzowaniem wejść tak aby mógł mierzyć napięcia z przedziału od -100mV do 100mV. Ten LTC2485 jest fajny i może pracować z referencją 100mV ale wszystkie jego parametry podawane są dla referencji 2.5V. Poszukaj jakiegoś ADC dedykowanego do termopar bo termopary dają sygnał o podobnych parametrach (-10mV do 80mV).

WoŹnY · Accepted Answer

No pewnie że się nie obciąża, dlatego napisałem w cytacie. A do obliczeń jest niezbędne. Zresztą nie tylko ten mostek, każdy przetwornik analogowy ma coś takiego jak impedancja wejściowa, wyjsciowa. Zresztą to nie jest tematem tego wątku. Ciekawe, czy autor poradził sobie z problemem. Według mnie zamiana sygnału na prądowy i dopiero przesłanie jego na wiekszą odległość to dobry pomysł, w szczególności w przemysłowych zastosowaniach, gdzie szumu nie unikniesz.

shg · Accepted Answer

Szczerze życzę powodzenia przy projektowaniu układu z przetwornikiem 24 bitowym.

Nie jest to łatwe, zakres dynamiki takiego przetwornika to 144.5dB, a w temperaturze pokojowej jest to bariera praktycznie nie do przeskoczenia ze względu na szumy pozostałych elementów. Efekt budowy nie do końca przemyślanej konstrukcji może być taki, że zamiast 144dB będziesz miał "tylko" 80dB, a to się już raczej mija z celem.
Zresztą nie wiem po co odrazu przetwornik 24 bitowy, skoro w zakresie do 20kg z przetwornikiem 16 bitowym teoretycznie można uzyskać rozdzielczość 0.3g, a i sam przetwornik można dostać o wiele łatwiej i po niższej cenie.

shg · Accepted Answer

Zależy od charakterystyki czasowej obciążenia. Jeżeli będzie się zmieniać powoli to tak, ale jeżeli jest to "szpilka" to może wykryć conajwyżej przypadkiem.

Pasmo teoretycznie masz 40Hz, w praktyce ze względu na niedoskonałości filtrów trzeba by je ograniczyć do 30, moze nawet 20Hz (zależy jaki filtr).
Można przed przetwornikiem dać detektor szczytowy i resetować go przed każdym pomiarem.
Tylko że takie proste detektory (wzmacniacz operacyjny, dioda, kondensator) to wydaje mi się, będą kiepsko działały z tak małymi napięciami, więc jeszcze przed tym wzmacniacz, który podniesie poziom sygnału do wartości "przyzwoitej" (rzędu woltów).

Jeżeli musisz wykryć moment wystąpienia wartości szczytowej, to robi się trochę trudniej. Filtr antyaliasingowy na wejściu ADC ma jakąś tam charakterystykę fazową (przesunięcie fazowe nie jest stałę), co przekłada się na opóźnienia w przenoszonym sygnale, więc trzeba by to uwzględnić. Jeżeli moment wystąpienia maksimum ma być tylko zarejestrowany to pikuś. Jeżeli natomiast w momencie wystąpienia maksimum ma zostać podjęte jakieś działanie, to robi się układ nieprzyczynowy, czyli niemożliwy do zrealizowania w praktyce, no chyba że dopuszczalne jest pewne opóźnienie w podjęciu akcji.

markosik20 · Accepted Answer

Ja do pomiaru sygnału z czujników tens. stosuje specjalizowane ADC. AD7730, ADS1234 lub uC ADuC84x (lub inny Sigma-Delta z PGA min. 64). Ich koszt może nie jest niski ale gwarantują poprawną pracę (przy min. ilości elementów dodatkowych). Trzeba tylko dobrze zaprojektować płytkę. Wykrycie max sygnału trwającego 2-3sec to nie problem (przetwornik wystarczy ustawić na ~40-50SPS) no i oczywiście odpowiedni program obsługi. Wiadomo że im szybciej tym gorzej ale przy tej prędkości można osiagnąć bez problemu 2000działek pomiarowych co w porównaniu z elektroniką farbryczną nie jest tragicznie (a przy 1SPS nawet 20000). Wykonanie pomiaru przy pomocy w/w (lub innych podobnych) ADC ma tę zaletę że sygnał który jest bardzo wrażliwy na zakłócenie zminimalizowano do min (od złącza kabla poprzez prosty filtr, do wejścia ADC). Dodatkowo do skalibrowania tak zbudowanej wagi 1kg cukru juz nie wystarczy (bo uzykany pomiar po obliczenich jest już dokładny na poziomie tego ~1kg ) i potrzebny jest wzorzec masy.

Cooki13 · Answer

Ok w takim razie co oznacza input 350Ω output 400Ω i rated output mV/V = 2?

Cooki13 · Answer

Dobra to mniej więcej sytuacja sie klaruje jednak jeszcze mam pytanie jeżeli przy zasilaniu 10V bez obciążenia napięcie na wyjściu wynosi 20mV to ile wynosi ona przy obciążeniu maksymalnym czyli w moim wypadku 20kg??I czy jest to charakterystyka liniowa?...aplikacji do tego czujnika nic więcej nie ma oprócz tabelki którą podałem wczesniej...
Mój przetwonik wygląda mniej więcej tak
Jak obsłużyć czujnik tensometryczny z rezystancją 350Ω/400Ω?

Jak obsłużyć czujnik tensometryczny z rezystancją 350Ω/400Ω?

Cooki13 · Answer

Mimo wszystko potrzebuje charakterystyke lub co ile mV rośnie co kg potrzebuje to do dokłądnego mierzenia parametrów wiec nie moge dla przykładu jako 1kg dać paczke 1Kg cukru i zobaczyć o ile wzrosło...

Cooki13 · Answer

Super dziękuje za pomoc.Czy gdybym dał blisko przetwornik A/C 24 bitowy i następnie po szynie I2C przesyłał dane do mikrokontrolera mógłbym zrezygnować ze wzmacniacza?Dokładność rzedu 50 gram w zupełności mi wystarczy.Ewentualnie przyszedł mi do głowy pomysł przekształcenia napięcia na 4-20mA a następnie pomiar prądów przez mikrokontroler co o tym sądzicie które rozwiązanie wg was jest lepsze?
Czy znacie przetworniki A/C 24bitowe z szyną I2C?Jak narazie znalazłem tylko 16 bitowe

Dodano po 51 [minuty]:

co sądzicie o układzie LTC2485 http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1155,C1001,C1152,P13712,D9677

Jest to jedno kanałowy 24 bitowy przetwornik z I2C prędkość 6.8 sps

Cooki13 · Answer

Narazie do testów zamierzam użyć przetwornika 16bitowego który krząta mi sie po szufladzie natomiast sygnał 20mV chciałbym wzmocnić sygnał 100x dzięki temu uzyskam 2V i prosto na przetwornik A/C Tylko pytanie jaki wzmacniacz polecacie?Nie potrzebuje super dokładności i przetwornik 24 bitowy faktycznie może być lekką przesadą.Co to pętli 4-20mA narazie zrezygnuje ponieważ przewód będzie nie dłuższy nić 30cm jeżeli wyniki będą nie zadowalające później do niej powróce

Dodano po 4 [godziny] 4 [minuty]:

Co sądzicie o zastosowaniu wzmacniacza OPA134? http://www.selectronic.fr/includes_selectronic/pdf/Burr-Brown/OPA134_2134_4134.pdf oraz jak dokładnie ustawić wzmocnienie 100x?

Cooki13 · Answer

Czy przetwornik A/C 16 bitowy z szybkością próbkowania 80SPS nada sie do obsługi tego tensometru?Chciałbym dodać że będe musiał zmierzyć wartości siły która trwa do 2-3 sek i wykryć kiedy występuje jej szczyt

Cooki13 · Answer

Zainteresowałem sie tym układem i wygląda całkiem przyzwoicie na nocie katalogowej tego układu wyjście z tensometru podpinają bezpośrednio pod ad7730 bez żadnego wzmacniacza...Czy tak można zastosować? Poszperałem troche i znalazłem prace dyplomową wagi układ wygląda mniej więcej tak: Gdzie P-przetwornik K-wzmacniacz 100V/mV FDP-filtr dolnoprzepustowy A/C-przetwornik ADS1212 I nie wiem które roziązenie jest lepsze/łatwiejsze nie zależy mi na super dokładności.A może zastosować przykład z pracy dyplomowej tylko zamiast ADS1212 dać AD7730?

markosik20 · Answer

Nie wiem jaki uC wykorzystujesz ale w ADuC845,7,8 masz już wszystko co potrzeba. AD7730 to układ dosyć drogi (do precyzyjniejszych pomiarów). ADuC848 kupowałem ostatnio w Gliwicach (38zł). Do niego podpinasz lcd, prostą klawiaturkę oraz MAX232 i masz super wagę :wink:

. Zresztą ten uC można dostać jako sampla z Analoga. Bawienie się ze wzmacniaczami, filtrami wolę zostawić dla bardziej "zawziętych, wytrwałych i doświadczonych" elektroników.
Poniżej przykład użycia ADuC848 do pomiaru sygnału z czterech czujników naraz.

Cooki13 · Answer

Prawde mówiąc programista ze mnie żaden :cry:

znam tylko Bascoma i na nim chciałem oprzeć cały projekt.Ale podsumowując narazie do testów wykorzystam wzmacniacz 100V/mV dzięki temu na wyjściu wzmacniacza przy zasilaniu tensometru 10V uzyskam 2V i będe je mierzył przetwornikiem ADS1110 16 bitowym co mi da rozdzielczosć 20000g/65536-1 ≈0,3g w rzeczywistości nie potrzebuje takiej rozdzielczości i wystarczy mi nawet 10g następnie po I2C do mikrokontrolera Atmega8.
I jeszcze jedno chciałbym poruszyć temat zasilania tensometru które jest bardzo ważne czy do tego wystarczy stabilizator LM7810?Czy trzeba zastosować układ bardziej stabilny napięciowo?

Dr_DEAD · Answer

Jeżeli rozdzielisz zasilanie mostka od referencji dla ADC to zagubisz sie w błędach i współczynnikach temperaturowych źródeł zasilania i referencji. Moja propozycja jest taka: zastosuj bylejaki stabilizator do zasilania mostka + dzielnik rezystancyjny aby uzyskać napięcie referencyjne dla ADC. W ten sposób parametry stabilizatora nie będą miały żadnego znaczenia. I tak jak radził Makrosik20 zastosuj ADC z PGA bo budowanie dodatkowego zewnętrznego wzmacniacza to kiepski pomysł ze względu na efekt termoparowy, który z powodzeniem może wytworzyć 60uV i będziesz się dziwił dlaczego twoja waga głupieje gdy dmuchasz na płytkę.

Dodano po 6 [minuty]:

Oczywiście rezystory do dzielnika użyj takich kóre mają mało ppm'ów (mały wsp. temperaturowy) precyzyjne co do wartości wcale być nie muszą bo i tak układ będziesz kalibrował.

Cooki13 · Answer

Dziękuje za wszystkie odpowiedzi.Moja ostatnia propozycja jest taka mostek tensometryczny zasilany z LM7810 sygnał wzmacniany na programowalnym wzmacniaczu PGA204 ze wzmocnieneim 100V/V za wzmacniaczem dolnoprzepustowy aktywny filtr oparty na OP07 i na przetwornik 16 bit ADS1110....

diag · Answer

W wagach sklepowych zasilanie mostka tensometrycznego jest sinusem 50Hz.

Jak obsłużyć czujnik tensometryczny z rezystancją 350Ω/400Ω?

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

Post #23

Podsumowanie tematu