| Микроконтролери и електроника http://mcu-bg.com/mcu_site/ |
|
| Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=4&t=9583 |
Страница 1 от 2 |
| Автор: | gicho [ Вто Дек 06, 2011 11:27 pm ] |
| Заглавие: | Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
Има изделие, в което е монтиран термосензор. Този сензор си има полярност на свързването, което трябва да се спазва и гарантира при изпитание на устройството, т.е. автоматично да се тества на производствената линия. Сензорът е практически резистор, които си има почти еднакво съпротивление в двете посоки. Казвам почти, защото в правилната посока съпротивлението винаги е с 0.5..1% по-голямо от грешната. И това е единствения признак, по който може да се направи проверка при стайна температура (разликата се повишава при високи температури, но на линията няма начин да се нагрее до тях). Та значи задачата е да се измери съпротивлението на един елемент в двете посоки, и да се определи знака на разликата между стойностите в двете посоки. Резолюцията трябва да е около 0.5% от стойността на сензора. Абсолютна точност не се търси. Ориентировъчен диапазон на стойността на сензора - от 500 до 1000 ома. Измервателната платка ще си има микроконтролер за обработка и индикация на коректността на свързването, така че изхода на "аналоговата" част трябва да е удобен за подаване на вход на микроконтролер - разбирай аналогов сигнал или импулси (честота, запълване). Софтуерът ще следи за приемлива абсолютна стойност, коректна разлика в двете посоки - поне 0.5%, но не повече от 2%, и т.н. Идеите ми дотук са: 1. Класически генератор на ток, реле за обръщане на полярността на свързването и аналогов изход към ADC-то - пуска тока в едната посока, мери АЦП-то, превключва релето, мери пак АЦП-то и сравнява (и така няколко пъти да е сигурно). Единственият недостатък е релето откъм надеждност. 2. Преобразуване съпротивление-честота и отново реле за обръщане на посоката - така ще мина без АЦП, като евентуално мога да сложа "аналоговата част" близо до изпитвания сензор и импулсния сигнал да минава по кабел към таблото (не е голям кяр понеже мога цялата микроконтролерна част да я сместя близо до сензора). 3. Преобразувател съпротивление-честота, който да ми извади запълване пропорционално на разликата в двете посоки - ако един генератор дава точно 50% при използване на стандартен резистор (с еднакво R в двете посоки), и продължителността на импулса и паузата се определят от съответните съпротивления в двете посоки, мога да се надявам да получавам запълване от примерно 47..48% в правилната посока и 52..53% в грешната. За метод 3 търся основно идеи и съвети, като за момента не съм навит да го избера. Въпреки че сума ти ADC-та работят на тоя принцип. |
|
| Автор: | sthx [ Вто Дек 06, 2011 11:42 pm ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
Методите с преобразуване на честота са неудобни в случая, освен ако не мериш коефициента на запълване (несиметрията). Според мене по-добре е генератор на ток с превключване на резистора. |
|
| Автор: | gicho [ Вто Дек 06, 2011 11:51 pm ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
Меренето на запълването не е проблем, затова си има микроконтролер с capture модул. Проблем е схемата на генератора, която да покрие изискванията. Не че не може да се сложи еталонен и да се прекалибрира автоматично на всяко мерене, ама се губи далаверата. А някой да ме насочи къде в БГ има нещо от сорта на MSP430F2013 - или друг микроконтролер с 16-битово ADC? Засега гледах че Олимекс имат някакъв PIR модул с туй MSP. Ако е и DIP ще е супер (MSP-то го има в DIP14). За случая дори 10 битово ще стане (с офсет на измервателния обхват да почва от 500 и да свършва на 1000 ома), но от имане глава не боли, а и си мисля че сигма-делтата е по-шумоустойчива от SAR. |
|
| Автор: | miro_atc [ Сря Дек 07, 2011 12:05 am ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
може би един измервателен мост и едно АЦП с диференциален вход.. С един full bridge driver може да се обръща захранването и да се сравняват измерванията |
|
| Автор: | GTN [ Сря Дек 07, 2011 12:36 am ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
Това съм го пробвал и работи. За съжаление нямам апаратурата с която да проверя до колко е вярно. Но при токозадаващ резистор с толеранс не по-голям от 0.5% би трябвало да дава добри резултати. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01154a.pdf |
|
| Автор: | gicho [ Сря Дек 07, 2011 1:49 am ] | |||||||||
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент | |||||||||
Това си е вариант 1, с външно АЦП. Случайно да знаеш къде го има MCP3551? В комет няма, има други до макс 13 бита. |
||||||||||
| Автор: | tgi [ Сря Дек 07, 2011 1:58 am ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
Добре бе, какви битове кво чудо, за да хванеш разлика 0.5% 10 бита са повече от достатъчни - мериш в едната, после в другата посока и толкова. |
|
| Автор: | Dimitar [ Сря Дек 07, 2011 2:37 am ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
tgi, той после пък ще пита как се прави опорно напрежение за истински 16 бита  .Миро е казал как се прави и наистина 10 бита са повече от достатъчни.. |
|
| Автор: | gicho [ Сря Дек 07, 2011 10:28 am ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
Айде малко по-сериозно и без намеци. 10 бита ще стигнат евентуално само ако се лимитира обхвата (дали твърд лимитиран обхват 500..1000, или диференциално мерене спрямо референтен датчик +/- 50 ома от референтния). И в двата случая иска аналогова част, която изчезва при ADC с достатъчна резолюция. Генераторът (full bridge) дето да изкарва в двете посоки с разлика под 0.1% не ми се вижда практически функционален, ама ако някой има предложение (миро, димитър), да казва. Имаш две стойности с разлика 0.5% - на 1000 ома например това са 5 ома. Обхват на меренето примерно 1024 ома. В едната посока получаваш 995, в другата 1000. Дотук добре, само че ADC-то има един LSB грешка, worst case имаш 996 /999. Разликата е 3 LSB, и то без да смятаме други смущения. Това според мен не е достатъчно. Същото мерене на 500 ома - това са 497.5 и 500. Айде сега с LSB 1ом да го премериш - 498 на 500, с 1 LSB грешка, колко ли излиза  Отделно има и други източници на грешка, отделно трябва да има възможност да се мери количествено разликата дали е около тези очаквани 0.5%. (примерно между 0.3 и 1.5%). Като я имам, я нямам, и 1 LSB разлика, дали ще измеря нещо?  Колкото до референса - не ми казвайте как да го правя, аз тези неща ги купувам готови чипове. И да, никакъв проблем не е да се сложи, +/20 лв са смешни. Спри една производствена линия щото си си направил тънката сметка, и ще видиш колко струва ... Или пусни един сбъркано закачен сензор... Един осцилатор с op amp с тригер на Шмит ще направи импулсен сигнал, и запълването ще е пропорционално на разликата в двете посоки. Само че там постигането на 50.00% е проблемно, ако е двуполярно захранването иска двете захранвания да са с примерно 0.1% точни, op amp-а и той. Т.е. ще трябва калибриращо мерене със резистор, което си иска релета, и няма смисъл. |
|
| Автор: | Cekins [ Сря Дек 07, 2011 10:47 am ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
Добре де, какъв е проблема да си направиш една схемичка ала pt100 (pt1000), с малко аналогии да се докара в обхвата, после с един мултиплексор (4051/4053) да си сменяш поляритета. При мерене на резистора с ток, съпротивлението на мултиплексора няма да ти окаже влияние. И като искаш резолюция слагаш едно външно АЦП 12 бита и си готов. Тия 13 битовите на микрочип са псевдо биполярни и реално еднополярно измерване може да се прави на 12 бита тъй че няма смисъл от тях. |
|
| Автор: | gicho [ Сря Дек 07, 2011 10:56 am ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
В този случай ще ми трябва ADC с диференциален вход, или диференциален усилвател отпред. Предполагам това имаш предвид? |
|
| Автор: | sthx [ Сря Дек 07, 2011 11:16 am ] | |||||||||
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент | |||||||||
Затова нещата трябва да се правят прости и надеждни. Комутираш резистора с едно хубаво реле с малко съпротивление на контактите, останалата измервателна част е една и съща - и да греши няма да има значение. Нямаш настройки, проверките при проблеми са елементарни. Това ти е решението. |
||||||||||
| Автор: | miro_atc [ Сря Дек 07, 2011 12:16 pm ] | |||||||||
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент | |||||||||
Ми айде! Нарисувай си един мост в който горните съпротивления са равни (и точни), а долните са по един от твоите термосензори. Единия термосензор ти е в правилната посока, другия не знаеш в каква посока е... Ако си нацелил посоката, мостът ти би трябвало да е балансиран, т.е. разликата между рамената трябва да нула. И няма никакво значени дали захранваш моста с реле, бридж драйвер - все ще е нула. Даже ако искаш може да ползваш просто два пина от процесора, стига да не са съвсем кекакви... Веднъж на единия подаваш 1 на другия 0, после ги сменяш. Като обръщаш захранването на моста, ти все едно обръщаш сензорите. Но ако и двата сензора са в една посока, се обръщат и двата. И ако моста ти е балансиран, все ще мереш нула. При всички случаи разликата в рамената ти ще е малка величина, така че референса на АЦП-то няма нужда да е 5 или 10V, Спокойно може да е по-малък, така че да имаш повече значещи битове. Другият вариант е да усилиш разликата. Всъщност ако ползваш по-съвременен процесор може да направиш и двете. Примерно новите САМ-чета от Атмел си имат и вграден усилвател и програмируем вграден референс. Може да направиш всичко само с един гол процесор и един мост. Но ако имаш излишни пари, винаги може да нашматкаш 5-6 релета да щракат.... |
||||||||||
| Автор: | gicho [ Сря Дек 07, 2011 1:30 pm ] | ||||||||||||||||||
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент | ||||||||||||||||||
Не изключвам да пропускам нещо, ама дотук не съм съгласен с твърдението:
Това ще сработи в един хубав, утопичен свят, където: - двата термистора (референтния и тествания) са при една и съща температура (+/-0.5%) - разликата в температурата между измервателната платка и вътрешността на изделието, където е сензора, може да е 20-30 градуса, че и повече; - и освен това, производителя на термисторите ги прави еднакви да 0.1% всичките ... конкретния тип е с толеранс 1% Това, което може да се направи е да се мери разликата между двете рамена (дисбаланса), преди и след обръщане на посоката на сензора. Това е и единият начин да се стесни обхвата на меренето и да се подобри резолюцията. Но тук трябва диференциален усилвател, или направо диференциален вход на ADC-то. |
|||||||||||||||||||
| Автор: | ДедоБоре [ Сря Дек 07, 2011 2:35 pm ] |
| Заглавие: | Re: Идеи за прецизно измерване на съпротивление на елемент |
не четох внимателно, но кой ти казва в моста да имаш термистори? достатъчни са 3 еднакви съпротивления с еднаква температура. направи си една екселка табличка и разиграй вариантите със стойностите на термистора, за да се ориентираш какво захранване ти трябва. обръщане на захранването е елементарно. ако искаш да мериш абсолютна стойност, ще трябва източника да е малко по-точен, което не е кой знае колко трудно. ако наистина обхвата ти е толкова голям (500.1000 ома) може би е добре в едното рамо да сложиш програмируемо съпротивление и да балансираш (горе-долу) моста. след това обръщаш полярността и мериш посоката на напрежението. може да се разминеш дори и без АЦП и прецизни източници. ПС: по-точно от мост няма. но трябват точни/еднакви съпротивления. за абсолютна стойност ти трябват и още работи, но ти не мериш такава |
|
| Страница 1 от 2 | Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ] |
| Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|
