Шумы при измерении значения давления воды, измерения давления воды на вводе в многоквартирный дом. Датчик DMP330М Опции

[allmaker]

Добрый день!
Провожу измерения давления воды на вводе в многоквартирный дом. Датчик DMP330М 0-10бар 1%ДИ 4-20мА врезан вертикально в трубу, где установлен счетчик и манометр. Все по правилам.
От шкафа к датчику проложен кабель МКЭШ3х0.5 10м экран на земле шкафа. Шкаф по 220 подключен и заземлен к распредшкафу - 3 м.
Контроллер своего производства, блок схема прилагается. Блок питания импульсный с резервированием DRC-40B

Используется 2-х ступенчатая цифровая фильтрация. С дискретностью 10 мс: медианный фильтр с окном 7 и скользящее среднее на 256 значений
Проблема в нестабильности выходных значений.
Вижу на манометре плавное изменение значения давления в диапазоне +-0.3 бар, на приборе +-0.8 бар. Ну и график довольно изрезанный.
Кусок графика так же прилагается.


Ставлю вместо датчика резистор, значение давления стабильно.
Заказчик не доволен, говорит, что очень нестабильные значения.
Посоветуйте плз, может где криминал налицо??

[AlexandrY]

Посоветуйте плз, может где криминал налицо??

Калмановский фильтр надо применить.

[allmaker]

Калмановский фильтр надо применить.

Неее, тут появляется проблема в оценке вероятностной модели динамики процесса...

[novikovfb]

Посоветуйте плз, может где криминал налицо??

странный график давления, такое впечатление, что отклонения все вместо случайных - дискретные. Проверьте, не перепутали ли старшие-младшие биты в результатах измерения.

[allmaker]

странный график давления, такое впечатление, что отклонения все вместо случайных - дискретные. Проверьте, не перепутали ли старшие-младшие биты в результатах измерения.

нет, не может быть, сто раз проверено, входная цепь промеряется для дальнейшей корректировки значений.
Никаких перескоков данных нет, все верно.
Да и далеко не первый проект, первый для измерения именно в таком месте

[ViKo]

А если аналоговый ФНЧ сделать более низкочастотным?

[Plain]

Выводы у датчика указаны производителем не "красный, синий и чёрный", а "плюс, минус и экран", и требуется свой плавающий источник 12...36 В — и то, и другое на схеме отсутствует.

[allmaker]

А если аналоговый ФНЧ сделать более низкочастотным?

Да, видимо стоит попробовать. Да и ФНЧ поставить что-то более существенное, чем RC цепочка.
Сейчас частота среза около 4МГц

[ViKo]

Да, видимо стоит попробовать. Да и ФНЧ поставить что-то более существенное, чем RC цепочка.
Сейчас частота среза около 4МГц

У вас цифровой фильтр имеет центральный лепесток, если не ошибаюсь, около 4 Гц. Зачем же вы не ограничили входной сигнал таким диапазоном?

[allmaker]

У вас цифровой фильтр имеет центральный лепесток, если не ошибаюсь, около 4 Гц. Зачем же вы не ограничили входной сигнал таким диапазоном?

Цифровой фильтр настраиваемый, приведена минимальная частота. А ФНЧ взят из других проектов автоматом...
Думал, что обойдусь чисто цифрой...
Понижать частоту среза пассивного фильтра тоже не очень хорошая идея, особенно повышать последовательное сопротивление.
Опять же будет ли толк уменьшить частоту среза ФНЧ до сотен герц (например 10 к и 1 мкФ) если цифровой фильтр на единицах Гц?

[Tanya]

Цифровой фильтр настраиваемый, приведена минимальная частота. А ФНЧ взят из других проектов автоматом...
Думал, что обойдусь чисто цифрой...
Понижать частоту среза пассивного фильтра тоже не очень хорошая идея, особенно повышать последовательное сопротивление.
Опять же будет ли толк уменьшить частоту среза ФНЧ до сотен герц (например 10 к и 1 мкФ) если цифровой фильтр на единицах Гц?

Лучше скажите, для чего Вы измеряете давление. Оно ведь при гидроударах или генерации в потоке может очень причудливо меняться. Можно ведь и гидрофоны на разные частоты поставить. А цель-то в чем?

[ViKo]

Цифровой фильтр настраиваемый, приведена минимальная частота. А ФНЧ взят из других проектов автоматом...
Думал, что обойдусь чисто цифрой...
Понижать частоту среза пассивного фильтра тоже не очень хорошая идея, особенно повышать последовательное сопротивление.
Опять же будет ли толк уменьшить частоту среза ФНЧ до сотен герц (например 10 к и 1 мкФ) если цифровой фильтр на единицах Гц?

Ваши фильтры должны соответствовать характеристикам измеряемой величины. Если давление может меняться 10 раз в секунду, то и полоса фильтра не нужна больше 10 Гц. Выберите максимально необходимую частоту, но не более.
У цифрового фильтра АЧХ периодическая! Он вам и из блютуз наловит помех.

[AlexandrY]

Ваши фильтры должны соответствовать характеристикам измеряемой величины. Если давление может меняться 10 раз в секунду, то и полоса фильтра не нужна больше 10 Гц. Выберите максимально необходимую частоту, но не более.

Человек же написал - "тут появляется проблема в оценке вероятностной модели динамики процесса..."

Динамика процесса неизвестна, посему и полоса требуемых фильтров не известна, задача все лишь сделать так, как показывает манометр.
Для этого, очевидно, надо снять характеристику манометра.

[allmaker]

А цель-то в чем?

Цель измерять текущее давление с контролем аварийных ситуаций по пороговым значениям.
Я не могу понять, картина, что я вижу у себя в системе норма или ошибки измерений.

[ViKo]

Человек же написал - "тут появляется проблема в оценке вероятностной модели динамики процесса..."
Динамика процесса неизвестна, посему и полоса требуемых фильтров не известна, задача все лишь сделать так, как показывает манометр.
Для этого, очевидно, надо снять характеристику манометра.

В любом случае не 4 миллиона колебаний в секунду.
А с какой частотой качается стрелка осциллографа манометра? То-то и оно.

[allmaker]

А с какой частотой качается стрелка осциллографа манометра? То-то и оно.

В тот-то и дело, что это единственный прибор, который показывает реальное изменение давления воды.
Правда, не ясно насколько он инерционный.
Насчет соответствия полос фильтров и динамики процесса дело ясное.
Суть вопроса в практическом знании изменения давления в подобных системах.

[Tanya]

Цель измерять текущее давление с контролем аварийных ситуаций по пороговым значениям.
Я не могу понять, картина, что я вижу у себя в системе норма или ошибки измерений.

Вот не хотите понять, что такое давление... Проверьте свой датчик в статике - подсоедините его через капилляр с демпфером. Чем быстрее Вы будете измерять, тем больше будет колебаний. Сказать, что является аварией, должен заказчик.

[allmaker]

Выводы у датчика указаны производителем не "красный, синий и чёрный", а "плюс, минус и экран", и требуется свой плавающий источник 12...36 В — и то, и другое на схеме отсутствует.

красный - плюс блока питания
синий - ошибка, нет там синего
черный - токовый выход
экран кабеля подключен на стороне контроллера
ИБП 24В, не надо там ничему плавать

[ViKo]

Кому нужно знать, как меняется давление воды в доме 100 раз в секунду? Им и раз в секунду хватит. Ладно... несколько. Больше 10 измерений в секунду человек не воспринимает.
Заказчика нужно пытать.

[allmaker]

Вот не хотите понять, что такое давление... Проверьте свой датчик в статике - подсоедините его через капилляр с демпфером. Чем быстрее Вы будете измерять, тем больше будет колебаний. Сказать, что является аварией, должен заказчик.

Аварию определяет заказчик однозначно.
А вот "Чем быстрее Вы будете измерять, тем больше будет колебаний" с этого места чуть подробнее плз, физику вроде изучал... давно правда...

Кому нужно знать, как меняется давление воды в доме 100 раз в секунду? Им и раз в секунду хватит. Ладно... несколько. Больше 10 человек не воспринимает.
Заказчика нужно пытать.

Им, на самом деле хватает и раз в минуту. А переход порога необходимо отлавливать не чаще раза в 1-2 сек

[Tanya]

Кому нужно знать, как меняется давление воды в доме 100 раз в секунду? Им и раз в секунду хватит. Ладно... несколько. Больше 10 человек не воспринимает.

Вот как-то у меня сорвало ночью гибкий шланг и стало все заливать кипятком... Хотелось бы знать график давления... Мне. Тогда. Хотелось бы.

[ViKo]

Им, на самом деле хватает и раз в минуту. А переход порога необходимо отлавливать не чаще раза в 1-2 сек

Не реже, надо думать. 10 Герц ФНЧ достаточно.

Вот как-то у меня сорвало ночью гибкий шланг и стало все заливать кипятком... Хотелось бы знать график давления... Мне. Тогда. Хотелось бы.

Наверное, все же не тогда, а чуть позже.
Вчера вызывал аварийку. Соседку верхние жильцы стали затапливать, а самих дома не было. Пока приехали, перекрыть внизу у них не получилось, полезли на чердаке что-то перекрывать. Перекрыли. Воды у соседки немного было, но и из розеток текла. И из щитка электрического общего. А давление... обычное было.

[allmaker]

Не реже, надо думать.


Наверное, все же не тогда, а чуть позже.
Вчера вызывал аварийку. Соседку верхние жильцы стали затапливать, а самих дома не было. Пока приехали, перекрыть внизу у них не получилось, полезли на чердаке что-то перекрывать. Перекрыли. Воды у соседки немного было, но и из розеток текла. И из щитка электрического общего. А давление... обычное было.

Скорее, обычное не было, а стало. А броски мы отлавливаем. На графике есть несколько вариантов, посмотрите.

10 Герц ФНЧ достаточно.

На одном звене RC цепочки круто получается. А топологию менять пока не реально... хотя возможно конечно

[ViKo]

Скорее, обычное не было, а стало. А броски мы отлавливаем. На графике есть несколько вариантов, посмотрите.

Нет, у нас другой случай. Шланги сорвались, наверное. Не интересно.
Броски отлавливаете. Значит, через цифровой фильтр с полосой 2 Гц эти броски проходят.
К этому времени давно пора бы уже припаять конденсатор в ФНЧ и проверить в натуре.

[@Ark]

Используется 2-х ступенчатая цифровая фильтрация. С дискретностью 10 мс: медианный фильтр с окном 7 и скользящее среднее на 256 значений
Проблема в нестабильности выходных значений.

Это называется - "из пушки по воробьям".

Вижу на манометре плавное изменение значения давления в диапазоне +-0.3 бар, на приборе +-0.8 бар. Ну и график довольно изрезанный.
Кусок графика так же прилагается.

Можно лишь в очередной раз повторить, что правильная постановка задачи - 90% ее решения.
Придется сформулировать ее за топикстартера: Ваша задача - чтобы показания вашего прибора в точности соответствовали показаниям манометра.
Из этого и исходите при разработке вашего устройства. Тогда заказчик будет доволен.

Вот как-то у меня сорвало ночью гибкий шланг и стало все заливать кипятком...

Tanya, "гибкая подводка" - это зло, придуманное сантехниками, чтобы не остаться без работы...
Сделайте "жесткую подводку" - из железных уголков и трубок, на пакле и краске. Один раз и навсегда.

[ViKo]

На одном звене RC цепочки круто получается. А топологию менять пока не реально... хотя возможно конечно

Активный фильтрик на ОУ, логично.

[allmaker]

Можно лишь в очередной раз повторить, что правильная постановка задачи - 90% ее решения.
Придется сформулировать ее за топикстартера: Ваша задача - чтобы показания вашего прибора в точности соответствовали показаниям манометра.

Нет и еще раз нет. Я говорю о том, что единственный прибор, позволяющий оценить изменения давления - манометр. Я же получаю данные, которые превышают в 1.5 - 2 раза его показания.
Вот тут меня и плющит. Может так и должно быть.
Манометр-то штука инерционная, как хороший ФНЧ.

[@Ark]

Нет и еще раз нет. Я говорю о том, что единственный прибор, позволяющий оценить изменения давления - манометр. Я же получаю данные, которые превышают в 1.5 - 2 раза его показания.
Вот тут меня и плющит. Может так и должно быть.
Манометр-то штука инерционная, как хороший ФНЧ.

Тогда формулируйте конкретные технические требования к изделию и требуемые технические характеристики вашего прибора.
В конкретных цифрах и диапазонах. И не морочьте голову.

[ViKo]

Манометр-то штука инерционная, как хороший ФНЧ.

Не "как", а точно так.

[Lagman]

Можете в инете поискать по словам "измерение расхода спектрометрический метод"

[AlexandrY]

Нет и еще раз нет. Я говорю о том, что единственный прибор, позволяющий оценить изменения давления - манометр. Я же получаю данные, которые превышают в 1.5 - 2 раза его показания.
Вот тут меня и плющит. Может так и должно быть.
Манометр-то штука инерционная, как хороший ФНЧ.

Фурье надо делать, анализировать спектр шума до и после фильтров.
А еще можно на манометр повесить индуктивный датчика следящий за стрелкой и калибровать по манометру.

[Guest_TSerg_*]

de`B

[HardEgor]

Ставлю вместо датчика резистор, значение давления стабильно.

Резистор ставите вместо датчика на блоке или на кабеле?

Надо смотреть осциллографом как выглядит сигнал на токовом резисторе в блоке и тогда станет ясно - это наведенный шум на кабель/датчик или собственный шум блока, тогда и над методами борьбы думать.

de`B

У вас кот залез на клавиатуру , всякие непонятные импортные буквы пишет

[Plain]

тогда и над методами борьбы думать

Всё по правилам

Так что думать вряд ли получится — соединили неизвестно где и как заземлённую трубу с неизвестно где и как заземлённым шкафом экраном, а его внутренности, от датчика с неизвестно какой прочностью изоляции и КОСС,— с неизвестно где и как заземлённым измерителем, запитанным от БП с неизвестно какой и куда утечкой.

[HardEgor]

Так что думать вряд ли получится — соединили неизвестно где и как заземлённую трубу с неизвестно где и как заземлённым шкафом экраном, а его внутренности, от датчика с неизвестно какой прочностью изоляции и КОСС,— с неизвестно где и как заземлённым измерителем, запитанным от БП с неизвестно какой и куда утечкой.

В тех датчиках, которые мне встречались, сама токовая петля и внутренности гальванически отвязаны от корпуса (соответственно и от трубы) и всегда есть отдельный контакт на корпус датчика для заземления.
Посмотрел доку на DMP330M - всё так и есть.

[allmaker]

Резистор ставите вместо датчика на блоке или на кабеле?

Да, ставил резистор вместо датчика. Без датчика показания стабильны. Были бы не стабильны, вопроса и не было бы.

В тех датчиках, которые мне встречались, сама токовая петля и внутренности гальванически отвязаны от корпуса (соответственно и от трубы) и всегда есть отдельный контакт на корпус датчика для заземления.
Посмотрел доку на DMP330M - всё так и есть.

Именно так. А датчик не заземлял. Заземление идет по оплетке кабеля токовой петли МКЭШ-0.5, соединяется с заземлением только в одной точке - в шкафу рядом с контроллером.

Сообщение отредактировал allmaker - Feb 21 2017, 06:49

[shewor]

Провожу измерения давления воды на вводе в многоквартирный дом.

Если датчик давления после задвижки, перекрывающей воду в дом, то можно ночью задвижку перекрыть и посмотреть, что будет с показаниями датчика.

[allmaker]

Если датчик давления после задвижки, перекрывающей воду в дом, то можно ночью задвижку перекрыть и посмотреть, что будет с показаниями датчика.

Да, кстати, если я перекрываю запорный кран (который прямо перед датчиком), картина нестабильных показаний давления остается.

[novikovfb]

Да, кстати, если я перекрываю запорный кран (который прямо перед датчиком), картина нестабильных показаний давления остается.

1. Что будет показывать, если не подключенный к водопроводу датчик положить на пол в тихом помещении?
2. Что будет показывать, если вместо датчика подключить переменный резистор (или другой относительно плавно меняющийся источник) и прогнать на входе измерителя диапазон токов, соответствующий реальным значениям давления?
И еще интересно посмотреть в единицах АЦП, т.е. до линеаризации, термокомпенсации и прочих нелинейных преобразований.

Сообщение отредактировал novikovfb - Feb 21 2017, 09:07

[allmaker]

1. Что будет показывать, если не подключенный к водопроводу датчик положить на пол в тихом помещении?
2. Что будет показывать, если вместо датчика подключить переменный резистор (или другой относительно плавно меняющийся источник) и прогнать на входе измерителя диапазон токов, соответствующий реальным значениям давления?
И еще интересно посмотреть в единицах АЦП, т.е. до линеаризации, термокомпенсации и прочих нелинейных преобразований.

1. Интересно, надо попробовать. Только он 0 давать будет. Вот если бы его статически подгрузить чем-то...
2. Есть специальный цифровой задатчик тока 0 - 20мА. Все проверено сто раз. Да и алгоритмы применяются у нас в изделиях повсеместно.

[Самоделкин]

А Вы просто на стенде - прессом не пробовали снять показания с датчика с диапазоне рабочих давлений ?
Шумы на стенде будут или нет ?

[HardEgor]

1. Интересно, надо попробовать. Только он 0 давать будет. Вот если бы его статически подгрузить чем-то...

- подключить к компрессору
- шланг с водой растянуть вверх на один-два этажа

[Самоделкин]

- подключить к компрессору
- шланг с водой растянуть вверх на один-два этажа

А просто взять гидралический прес который для испытаний использую нельзя ?
У вас сразу будет и метрология и проверка шумов прибора .