|
|
  |
Измерение ёмкости при наличии шунтирующей проводимости. |
|
|
|
Jan 19 2012, 14:00
|
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".
|
|
|
|
|
Jan 19 2012, 15:11
|
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.
|
|
|
|
|
Jan 19 2012, 18:13
|
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.
|
|
|
|
|
Jan 23 2012, 12:52
|
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.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|