реклама на сайте
подробности

 
 
 
Reply to this topicStart new topic
> Измерение ёмкости при наличии шунтирующей проводимости.
АндрейЦ
сообщение Jan 19 2012, 14:00
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 189
Регистрация: 16-07-07
Пользователь №: 29 147



День добрый, суть вопроса в измерении влажности через измерение ёмкости.

Имеется пластинчатый(к примеру) датчик ёмкость которого мы измеряем.
Измеряем на переменке, оцифровывая напряжения последовательно включённых датчика и опорного резистора.
Дальше фурье и собственно получение ёмкости. Делаем это для того, чтобы отсечь влияние проводимости влажного материала и влияния места установки на сам датчик.
Датчик надёжно защитить сложно конструктивно, так что измерять планируется именно так. Поскольку диапазон возможных ёмкостей очень небольшой: десятки-сотни пик,
должно хватить и относитеьно малоразрядного АЦП.
Итого, имеем генератор 100КГц, два инструментальных усилителя и МК с 12битным 1Мегасемпловым АЦП.
Но на этапе прорисовки схемы/платы начала терзать мысль, диапазон реактивного сопротивления датчика будет примерно 15Ком-1,5Мом, и эта реактивность будет зашунтирована влажным
материалом. Если материал будет не влажным, а МОКРЫМ шунтироваться будет сотни Ом- килоомы.
Хватит ли мне разрядности ацп увидеть ёмкость на фоне сопротивления.
Пытаюсь помоделировать, будто бы хватает, а "глаза боятся".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
xemul
сообщение Jan 19 2012, 14:26
Сообщение #2



*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731



Если худший случай - 1,5 МОм датчика || сотни Ом материала, ей-ей не понятно, на что "будто бы хватает" 12 битов. имхо, кроме изменения сопротивления материала Вы ничего не заметите.
В не-мостовых измерителях иммитанса используется измерение амплитуды и фазы сигнала на нескольких частотах с последующим расчётом RLC измеряемой цепи. Чем в данном случае может помочь фурьёвость, я не знаю.

UPD: догадался - на датчик у Вас подаётся не-синус.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
АндрейЦ
сообщение Jan 19 2012, 15:11
Сообщение #3


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 189
Регистрация: 16-07-07
Пользователь №: 29 147



Цитата(xemul @ Jan 19 2012, 18:26) *
Если худший случай - 1,5 МОм датчика || сотни Ом материала, ей-ей не понятно, на что "будто бы хватает" 12 битов. имхо, кроме изменения сопротивления материала Вы ничего не заметите.
В не-мостовых измерителях иммитанса используется измерение амплитуды и фазы сигнала на нескольких частотах с последующим расчётом RLC измеряемой цепи. Чем в данном случае может помочь фурьёвость, я не знаю.

UPD: догадался - на датчик у Вас подаётся не-синус.


Подаётся именно синус а посредством фурье планируется именно что вычислить RLC и оставить из вычисленного только С. А кроме омического падения напряжения на сотне Ом, будет и сдвиг фазы на ёмкости.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MaslovVG
сообщение Jan 19 2012, 15:44
Сообщение #4


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 210
Регистрация: 24-01-05
Из: Россия Волгодонск
Пользователь №: 2 134



Цитата(АндрейЦ @ Jan 19 2012, 18:00) *
Но на этапе прорисовки схемы/платы начала терзать мысль, диапазон реактивного сопротивления датчика будет примерно 15Ком-1,5Мом, и эта реактивность будет зашунтирована влажным
материалом. Если материал будет не влажным, а МОКРЫМ шунтироваться будет сотни Ом- килоомы.
Хватит ли мне разрядности ацп увидеть ёмкость на фоне сопротивления.
Пытаюсь помоделировать, будто бы хватает, а "глаза боятся".

Поднимите частоту синусоиды чтобы уменьшить реактивное сопротивление скажем раз в десять.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
xemul
сообщение Jan 19 2012, 16:50
Сообщение #5



*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731



Цитата(АндрейЦ @ Jan 19 2012, 18:00) *
Хватит ли мне разрядности ацп увидеть ёмкость на фоне сопротивления.

Изменение амплитуды на (датчик||материал) при сопротивлении материала 1 кОм и изменении сопротивления датчика на порядок вверх и вниз от 150 кОм (характеристику датчика не знаю, поэтому взял геом. среднее от озвученных значений) составит соответственно 0.6% (4.6 бита 12-битового АЦП) и 5.6% (7.8 бита).
Реактивность датчика не учитывал, т.к. Вы не предполагаете непосредственно измерять фазу сигнала.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
АндрейЦ
сообщение Jan 19 2012, 18:13
Сообщение #6


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 189
Регистрация: 16-07-07
Пользователь №: 29 147



Цитата(xemul @ Jan 19 2012, 20:50) *
Изменение амплитуды на (датчик||материал) при сопротивлении материала 1 кОм и изменении сопротивления датчика на порядок вверх и вниз от 150 кОм (характеристику датчика не знаю, поэтому взял геом. среднее от озвученных значений) составит соответственно 0.6% (4.6 бита 12-битового АЦП) и 5.6% (7.8 бита).
Реактивность датчика не учитывал, т.к. Вы не предполагаете непосредственно измерять фазу сигнала.


Как бы да, но с активной частью ещё проще,
так как я 2 каналами АЦП измеряю и напряжение на датчике и на последовательно
включённым с ним эталонным резистором. А там, при сопротивлении эталона 1Ком имеем
соотношения от 1 к 15 до 1 к 1500. Паразитное шунтирование даёт от 1 к .1 до 1 к бесконечности в идеале. Та что с одной стороны получается. Фаза же восстанавливается при программной обработке и у меня нет практического опыта, хватит ли разрешающей способности. С другой стороны максимальная проводимось будет только при максимальной ёмкости, ведь если в датчике грубо солёная вода, то и ёмкость его максимальна.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
egorr
сообщение Jan 23 2012, 12:52
Сообщение #7


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 39
Регистрация: 25-05-06
Пользователь №: 17 452



Вы бы задачу конкретизировали.Влажность какого вещества или газа собираетесь измерять и при каких условиях,с какой точностью это надо делать,в каком диапазоне температур и давления.Что представляет из себя датчик,если готовый-то тип или даташит,если свой,то хотя бы эскиз конструктива с размерами.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Jan 24 2012, 08:00
Сообщение #8


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(АндрейЦ @ Jan 19 2012, 20:13) *
С другой стороны максимальная проводимось будет только при максимальной ёмкости, ведь если в датчике грубо солёная вода, то и ёмкость его максимальна.

Из чего это следует? И как, всё-таки, фурье помогает определить сдвиг фазы, не поясните?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
vvs157
сообщение Jan 24 2012, 09:34
Сообщение #9


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 526
Регистрация: 8-04-05
Пользователь №: 3 960



Цитата(АндрейЦ @ Jan 19 2012, 18:00) *
Итого, имеем генератор 100КГц, [....]
МОКРЫМ шунтироваться будет сотни Ом- килоомы.
Вы только учтите, Что на таких частотах сопротивление воды или водного раствора соли будет существенно выше, чем на постоянном токе.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 18th July 2025 - 23:49
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01495 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016