Задача: опрашивать 16 датчиков расхода AWM92100V, помогите с решением! Опции

[Konstantin Ilich...]

Приветствую уважаемых Коллег!

ОТЗОВИТЕСЬ, КТО ИСПОЛЬЗОВАЛ AWM92100V!!!

К нашему изделию заказчик хочет прицепить датчики расхода. В изделии уже используются АЦП AD7792. Для унификации хочется использовать эти же кристаллы.

Задача: опрашивать 16 датчиков расхода AWM92100V (Honeywell), расположенных на PCB плотной группой в линию. Питание датчиков 10В.

Я почитал на форуме и выяснил, что надо использовать ratiometric включение. Т.е. запитывать датчик от обычного линейного стабилизатора, от его ног отводить на делитель/4 (1% с низким ТКС), с которого подавать на выводы +REF -REF АЦП. А с выводов датчика заводить непосредственно на вход АЦП, и включать в нем внутренний усилитель.

Но нам нужно опрашивать 16 датчиков! Расстояние от АЦП до датчиков от 2 до 10 см по плате.
Само собой надо мультиплексировать.
Думаю сделать так: запитать все датчики от +10В, поставить мультиплексоры DG408 и подключать через них к АЦП по паре выходов каждого датчика. При этом делитель для REF придется располагать где-то отдельно от датчиков. Например, рядом с источником.

Что скажете, такая схема будет корректной, или мы что-то не учли?
Честно говоря, первый раз делаем схему для мостового датчика - как надо делать её по уму?

[muravei]

Честно говоря, первый раз делаем схему для мостового датчика - как надо делать её по уму?

По уму , надо посмотреть в Дш. И увидеть, что и моста в этом датчике нет. 2 резистора надо вешать снаружи.

[Konstantin Ilich...]

По уму, надо посмотреть в Дш. И увидеть, что и моста в этом датчике нет. 2 резистора надо вешать снаружи.

Но в итоге-то получается мост, только какой-то несимметричный.
Потому что в верхних плечах стоят 24.9 кОм, а сам датчик 5 кОм.

[muravei]

Расстояние от АЦП до датчиков от 2 до 10 см по плате.
Само собой надо мультиплексировать.

И инстр. усилитель к каждому(там нарисован), а после мультиплексировать.

[Konstantin Ilich...]

Не хочу ставить инструментальные усилители, т.к. нет опыта, пока я в них не понимаю :-(
Поставить можно, если предложите конкретную схему...

Как, на ваш взгляд, такая схема: группируем на плате по 4 датчика, заводим их выходы на мультиплексор DG408, с него на АЦП типа AD7792, 7788, 7796. Таких комплектов будет 5. Конечно, это не самый дешевый вариант, но у меня есть опыт применения этих АЦП и мультиплексоров.

Что можно придумать лучше?

[rx3apf]

Не хочу ставить инструментальные усилители, т.к. нет опыта, пока я в них не понимаю :-(
Поставить можно, если предложите конкретную схему...

Как, на ваш взгляд, такая схема: группируем на плате по 4 датчика, заводим их выходы на мультиплексор DG408, с него на АЦП типа AD7792, 7788, 7796. Таких комплектов будет 5. Конечно, это не самый дешевый вариант, но у меня есть опыт применения этих АЦП и мультиплексоров.

Что можно придумать лучше?

Зачем так сложно ? один комплект мультиплексеров на питание (можно было бы обойтись и 4067, или парой 4051, только управлять ими при таком питании не очень удобно, хотя выйдет дешевле пары ADG408), а выходы датчиков разворачивать на один ADC с помощью четырех комплектов 4052. Там же сопротивление канала некритично...). Ну, быстродействие соответствующее, в 16 раз медленнее, чем опрос одного датчика...
Это если действительно нужен ратиометрический вариант, с контролем тока питания. А иначе - достаточно только выходы коммутировать, если я правильно понял задачу ( с этими датчиками дела не имел). Да, перечитал еще раз - достаточно четырех 4052 и одного ADC, опорное сделать из питания датчиков, а датчики питать постоянно.

Сообщение отредактировал rx3apf - Apr 3 2008, 15:23

[Stanislav]

..Ну, быстродействие соответствующее, в 16 раз медленнее, чем опрос одного датчика...

Не в 16, а минимум в 48 (от вида цифрового фильтра зависит). Не забывайте, что выбранный АЦП - сигма-дельта.


В целом, постановка вопроса не совсем понятна. Что от измерительной системы получить-то надо? С какой точностью? В каких диапазонах температур и расходов газа? Как часто нужно опрашивать каждый датчик? И т.д...

[Konstantin Ilich...]

Что от измерительной системы получить-то надо? С какой точностью? В каких диапазонах температур и расходов газа? Как часто нужно опрашивать каждый датчик? И т.д...

ОК, попробую обрисовать подробнее.

Есть 16 датчиков расхода сухого газа AWM92100V. Их нужно опрашивать раз в секунду (т.е. 62,5 мс на каждый). Разрешение 12 бит минимум. Расход 0-0,2 л/мин. Температура эксплуатации +10...+40.
Точность - не знаю. А какую точно можно обеспечить недорогими средствами???

Предложите варианты решения этой задачки.

[muravei]

Поставить можно, если предложите конкретную схему...

Схема есть в даташите. или у его более дорогих собратьев, или вообще готовый инструментальник.
Вы лучше скажите что будете делать с диким разбросом http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=18604 , его же не ровняют "лазерной" подгонкой. Надо или балансировать мост или смещать усилитель и калибровать процессором.

Прикрепленные файлы

 awm90000_592.pdf ( 160.58 килобайт ) Кол-во скачиваний: 143

 

[Stanislav]

Вы лучше скажите что будете делать с диким разбросом http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=18604 , его же не ровняют "лазерной" подгонкой.

Способ единственный - калибровать, причём при разных температурах и расходах газа.
Вообще, датчик сей вряд ли можно отнести к разряду измерительных.

...Надо или балансировать мост или смещать усилитель и калибровать процессором.

Думаю, этим дело не обойдётся. На месте характеристики чувствительности в даташите нарисована невообразимая загогулина, которая, к тому же, плывёт с температурой одному аллаху известным образом.
Так что калибровать для достижения погрешностей хотя бы в единицы процентов придётся долго и мучительно. Конечно, о том, чтобы компенсировать датчик в "аналоге", и речи быть не может - это надо делать с помощью микропроцессора. Причём поверку такого дивайса надо бы, по-хорошему, делать хотя бы раз в полгода.

[kipmaster]

Датчик судя по всему не слишком точный. Могу предложить схемку для полумостового преобразователя - поругайте, плиз. Первая дает усиление в 2 раза по сравнению с мостовым включением, вторая позволяет усиливать. Операционник rail to rail по выходу, если питание однополярное. Делителем задается гарантированное положительное смещение, а дальше - программная компенсация.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stanislav]

Датчик судя по всему не слишком точный. Могу предложить схемку для полумостового преобразователя - поругайте, плиз...

Она совершенно не соответствует выбранному датчику.

[kipmaster]

Способ единственный - калибровать, причём при разных температурах и расходах газа.
Вообще, датчик сей вряд ли можно отнести к разряду измерительных.
Думаю, этим дело не обойдётся. На месте характеристики чувствительности в даташите нарисована невообразимая загогулина, которая, к тому же, плывёт с температурой одному аллаху известным образом.
Так что калибровать для достижения погрешностей хотя бы в единицы процентов придётся долго и мучительно. Конечно, о том, чтобы компенсировать датчик в "аналоге", и речи быть не может - это надо делать с помощью микропроцессора. Причём поверку такого дивайса надо бы, по-хорошему, делать хотя бы раз в полгода.

Невообразимая загогулина - это наверное квадратичная зависимость перепада от расхода. Надо корень брать. При таком методе измерения расхода много составляющих погрешности: состав газа, температура, даление. Так что особой точности ожидать не приходится.

Она совершенно не соответствует выбранному датчику.

Поясните, пожалуйста. Что значит не соответствует, если она преобразует линейно изменение сопротивления в напряжение?

[muravei]

Думаю, этим дело не обойдётся.

Ну это для начала.
Это к тому, что есть над чем подумать и до мультиплексирования.

Поясните, пожалуйста. Что значит не соответствует, если она преобразует линейно изменение сопротивления в напряжение?

Датчик-мост, глупо отказываться от достоинств моста.И сигнал меньше станет.
Тамже схема нарисована, ну или у его более дорогих собратьев.

[kipmaster]

Датчик - полумост, на схеме в datasheet дополняется до моста двумя резисторами по 24.9к. Сигнал меньше не станет. Я эту схему использовал давно в серийном датчике, работает математически точно. А смысл ее использования здесь - ОУ дешевле и доступнее, чем инструментальник.
Кстати, преобразование dR в U в этой схеме линейное, а если питать тензорезисторы как в datasheet, через постоянные - там линейность условная, при малых dR. Именно поэтому там рекомендуют постоянные резисторы в 5 раз больше, чем тензорезистор, для уменьшения нелинейности.

[muravei]

Датчик - полумост, на схеме в datasheet дополняется до моста двумя резисторами по 24.9к.

Причем верхними. Поэтому это никакой не полумост .Это недоделаный мост.

Сигнал меньше не станет.

Вы же используете сигнал с одного выхода, а дифф. был бы больше. Кроме того теряется свойство моста , подавлять изменения питания.

А смысл ее использования здесь - ОУ дешевле и доступнее, чем инструментальник.

Никто не запрещает использовать истр. на обычном ОУ , как нарисовано. кроме того есть и дешевые инструмент.

чем тензорезистор, для уменьшения нелинейности.

А с чего Вы решили , что там тензорезисторы? Это датчик на разности температур саморазогревающихся резисторов. Иначе зачем там еще питание на ОУ? Кстати, поэтому он не будет работать полумостом, он дифференциальный. Или Вы хотите снимать сигнал с того места, где у него земля? Ну может быть , если этому ничего не мешает.

[kipmaster]

Причем верхними. Поэтому это никакой не полумост .Это недоделаный мост.

А с чего Вы решили , что там тензорезисторы? Это датчик на разности температур саморазогревающихся резисторов.

Верхними, нижними или боковыми резисторы делает схема включения. Главное, что при изменении параметра они меняются в противоположные стороны.
Подавлять изменения питания будет мост, состоящий из постоянных (делитель) и ТЕНЗОрезисторов. Почему тензо? Потому, что по даташиту 92100V - датчик расхода, а 92200V - датчик разности давлений. При одинаковой конструкции, только в датчике давления дырки нет. Датчики с терморезисторами совсем неточные, тем более на воздух. Не слышал, чтобы сейчас их кто-то делал.
Нарисую-ка я ту же схемку в другом виде. Оказывается это дифференциальный усилитель. И когда соотношения резисторов не меняются, то при любом питании на выходе ноль. Если разбалансировать схему, то выходной сигнал будет пропорционален питанию, что характерно для моста. А вот если начнут меняться тензорезисторы - получим полезный сигнал, причем в 2 раза больше, чем при мостовом включении. С направлением изменения резисторов кажется в последнем варианте правильно.

[sensor_ua]

Видятся 2 варианта построение схемы:
1) ИОН выводите прямо из АЦП. От него через усилители или усилитель и мультиплексор(если экономите питание) подается питание на мосты. Обратную связь для усилителя можно затянуть аж от сенсора, но, ИМХО, для такого это нафиг надо. Входы подключаются через мультиплексор (возможно понадобится усилитель как повторитель/ограничитель между мультиплексором и АЦП) к АЦП (емкостинка небольшая по входу АЦП приветствуется). Потери точности при наличии калибровки и, возможно, температурной коррекции по сравнению с основной ошибкой сенсора врядли будут заметны - сопротивление проводов по сравнению с 24+ кОм это ничто.
2) Делаете "по уму", т.е. действительно пропорциональную схему, но как - опять же ИОН на 10 В это дорогое и нынче редкое зверьё - берете ИОН на 2.5 В, через усилителЬ формируете 10 В и раздаёте на все сенсоры, но не забываете в отрицательный провод врезать по небольшому резистору (ибо Ваш АЦП ниже нуля питания принимать не будет, а точнее будет обрезать, т.е. отфильтрует особо извратным способом возможную фигню по отрицательному проводу) с каждого сенсора; делаете отводы от плюса и минуса питания сенсора и пропускаете эти сигналы через ПОВТОРИТЕЛЬ на делитель для опорного АЦП с емкостью параллельно входу опорного напряжения АЦП. Но всё это нафиг нужно, если возможна калибровка каналов, а я сомневаюсь, что её не будет

[muravei]

Датчики с терморезисторами совсем неточные, тем более на воздух. Не слышал, чтобы сейчас их кто-то делал.

Тады о чем эта картинка?

Ваш вариант оригинален, но "попахивает самоделкиным" , что будет , если фирма захочет подключить к средней точке "тензорезисторов " (земле) еще что -нить?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stanislav]

Невообразимая загогулина - это наверное квадратичная зависимость перепада от расхода. Надо корень брать...

Глаз-алмаз, однако...
В таком случае, осмелюсь спросить: знаете ли Вы, как выглядит парабола?

...Поясните, пожалуйста. Что значит не соответствует, если она преобразует линейно изменение сопротивления в напряжение?

Преобразует. Только не для этого датчика.
Вы бы в даташит заглянули, что ли, прежде, чем советы давать...

[kipmaster]

Тады о чем эта картинка?

Эта картинка об измерении температуры. Если посмотреть внимательно, в ней используются выводы 3,4,5,6,7. А в полунедоделанном мосту выводы 1,2,8. Термостатировать датчик с постоянным потоком воздуха как-то бессмысленно. А для температурного измерителя расхода не характерно время отклика 1ms. Хотя название Heater Control Cirquit наводит на размышления.
Так что к измерению непосредственно расхода это не относится, и при стабильной температуре можно эту часть схемы не использовать.
Прошу прощения, кажется я ничего не понимаю. У меня краткий даташит, на датчик расхода и диф давления одновременно. В другом источнике время отклика 3с. Это уже измерение по разности температур. Таки да, был неправ.

[muravei]

А для температурного измерителя расхода не характерно время отклика 1ms. Хотя название Heater Control Cirquit наводит на размышления.

Ну это Вы зря... Там термодатчики могут быть как выводы кристалла мс, или меньше.
А датчик очень быстрый, у меня показывал импульсы 50 гц от аквариумного микрокомпрессора.
Посмотрите.

Прикрепленные файлы

 Honeywell.pdf ( 537.33 килобайт ) Кол-во скачиваний: 59

 

[dmitry_w]

Тут есть готовое решение http://www.tmems.ru/index1.htm , но наверное дорого 16шт по 2000р =