Влияние температуры на датчик давления, Определение расчётной формулы по массиву данных, Слияние двух тем. Опции

[igorshoo]

Уважаемые специалисты!
Подскажите пожалуйста или сбросьте ссылку по алгоритму определения формулы для расчёта величины давления с температурной компенсацией. Имеются измерения на 4-х величинах температуры и по 9 величинам давления с шагом 100 атм. В единицах АЦП. Неприятность в том, что при разных величинах температуры чувствительность датчика давления различна. А как единую формулу создать, ума не приложу. Забыл, чему учили 30 лет назад.

[Tanya]

Уважаемые специалисты!
Подскажите пожалуйста или сбросьте ссылку по алгоритму определения формулы для расчёта величины давления с температурной компенсацией. Имеются измерения на 4-х величинах температуры и по 9 величинам давления с шагом 100 атм. В единицах АЦП. Неприятность в том, что при разных величинах температуры чувствительность датчика давления различна. А как единую формулу создать, ума не приложу. Забыл, чему учили 30 лет назад.

Это целая квазинаука... Вот попробуйте Origin. Там разные формулы есть...

[Пушкарев Михаил]

Уважаемые специалисты!
Подскажите пожалуйста или сбросьте ссылку по алгоритму определения формулы для расчёта величины давления с температурной компенсацией. Имеются измерения на 4-х величинах температуры и по 9 величинам давления с шагом 100 атм. В единицах АЦП. Неприятность в том, что при разных величинах температуры чувствительность датчика давления различна. А как единую формулу создать, ума не приложу. Забыл, чему учили 30 лет назад.

Неприятность еще и в том, что начальный сигнал датчика тоже зависит от температуры. По результатам измерений при 4-х значениях температуры зависимость можно описать функцией третьего порядка, составив и решив систему уравнений. АЦП=a0+a1t+a2t^2+a3t^3+(b0+b1t+b2t^2+b3t^3)P. И все-таки, практичнее воспользоваться измерениями при трех температурах, крайних и в середине температурного диапазона. Погрешность аппроксимации может оказаться меньше, поскольку для описания кривой третьего порядка желательно иметь результаты измерений в точках экстремумов. Приведенная формула не отражает нелинейности передаточной характеристики датчика, тем более ее зависимости с температурой.

[Tanya]

Приведенная формула не отражает нелинейности передаточной характеристики датчика, тем более ее зависимости с температурой.

Как это? Квадрат - уже линейная функция?
А почему у Вас нет произведений температуры на давление... или других членов...
Я могу много функция разных придумать...
Тут нужно строить двумерный график (что я и предлагала)... смотреть на него... и думать...

[igorshoo]

Это целая квазинаука... Вот попробуйте Origin. Там разные формулы есть...

Спасибо! Я уже испугался. Думаю, проще будет использовать ряд для наиболее близких температур. Попробую просчитать погрешности для крайних потенциально возможных значений темератур и проконсультироваться с заказчиком относительно погрешностей.
Tanya, а где посмотреть этот самый Origin?
Чего-нить придумаем!

[Tanya]

Спасибо! Я уже испугался. Думаю, проще будет использовать ряд для наиболее близких температур. Попробую просчитать погрешности для крайних потенциально возможных значений темератур и проконсультироваться с заказчиком относительно погрешностей.
Tanya, а где посмотреть этот самый Origin?
Чего-нить придумаем!

Это такая программа для обработки экспериментальных результатов, построения графиков, аппроксимации (подгонки) и пр. Если Вы немного разбираетесь в аналитической геометрии, то по виду трехмерного графика можете подобрать аналитическое выражение для аппроксимации, подогнать параметры и поглядеть.
Может, есть другие подходящие программы. Может, народ подскажет.

[Пушкарев Михаил]

Спасибо! Я уже испугался. Думаю, проще будет использовать ряд для наиболее близких температур. Попробую просчитать погрешности для крайних потенциально возможных значений темератур и проконсультироваться с заказчиком относительно погрешностей.
Tanya, а где посмотреть этот самый Origin?
Чего-нить придумаем!

Предлагаю купить готовый датчик. www.midaus.com

[igorshoo]

Предлагаю купить готовый датчик. www.midaus.com

Спасибо за предложение, но у меня датчик встроенный в прибор стоимостью ок. 500 000 руб., оцифрован и т.д. и никто не позволит мне его менять. Проще работу сменить. Попытаюсь воспользоваться Origin. Весит он, правда, многовато. С моей связью полдня уйдёт на закачку.

[Пушкарев Михаил]

Спасибо за предложение, но у меня датчик встроенный в прибор стоимостью ок. 500 000 руб., оцифрован и т.д. и никто не позволит мне его менять. Проще работу сменить. Попытаюсь воспользоваться Origin. Весит он, правда, многовато. С моей связью полдня уйдёт на закачку.

Если не секрет, что за прибор, какой цели служит?
Для аппроксимации зависимости можно воспользоваться и Curve Expert. В программе калибровки датчиков от Texas Instruments PGA309 Gain Calculator (Rev. D) (ZIP 2463 KB ) используется следующая зависимость Kbridge(P,T)=ko0+ko1*T+ko2*T^2+(ko3*p+ko4*p^2)*[1+ko5*T+ko6*T^2].

[igorshoo]

Если не секрет, что за прибор, какой цели служит?
Для аппроксимации зависимости можно воспользоваться и Curve Expert. В программе калибровки датчиков от Texas Instruments PGA309 Gain Calculator (Rev. D) (ZIP 2463 KB ) используется следующая зависимость Kbridge(P,T)=ko0+ko1*T+ko2*T^2+(ko3*p+ko4*p^2)*[1+ko5*T+ko6*T^2].

Скважинный прибор для геофизических исследований нефте-газовых скважин. В нём, помимо датчика давления, есть ещё несколько датчиков: температуры, естественной гамма-активности, и др. Со всеми другими датчиками проблем нет, метрология проведена в достаточном объёме, в протоколах указаны расчётные формулы, приведены результаты, рассчитаны погрешности и т.д.
А для давления имеется только массив данных. Таблица. Корпорация создавала сей девайс для работы с регистраторами, собою-же созданными. Программное обеспечение регистраторов, на основе анализа массива данных метрологических измерений, производит обработку данных , полученных по скважине и выдаёт значения (в данном случае давления).
А мы для работы используем регистраторы другого изготовителя, в которых не предусмотрен ввод такого массива метрологии. Возможен лишь ввод конкректных расчётных формул.
Изготовитель скважинных приборов как-то не выдаёт информации ни о датчиках давления, ни об алгоритме обработки, хотя первый запрос я сделал примерно с месяц назад.
Решил сам найти зависимость, но безуспешно. Потому решил обратитьсяза помощью.

В указанной Вами зависимости обозначены аж 7 шт. различных величин (ko0 - ko6)!!!!!!!!

Orjgin я скачал, осваиваю понемногу. Попробую скачать и Curve Expert. Спасибо за информацию!
У меня в запасе ещё дней 10 примерно осталось.

[igorshoo]

Если не секрет, что за прибор, какой цели служит?
Для аппроксимации зависимости можно воспользоваться и Curve Expert.

Нет, не годится, наверное, Curve Expert. У него неплохие возможности анализа, но в 2D. А интересующая меня функция, как я полагаю, в 3D. Остаётся Origin. Очень мощная, по первым впечатлениям, программа.

[Пушкарев Михаил]

В указанной Вами зависимости обозначены аж 7 шт. различных величин (ko0 - ko6)!!!!!!!!

Зависимость не такая уж и страшная. Требуются данные в трех точках по давлению при трех температурах. ko0-ok2 определяют квадратичную зависимость начального сигнала от температуры, ko5, ko6 - квадратичную зависимость чувствительности от температуры, ko3, ko4 - квадратичную зависимость выходного сигнала от приложенного давления (нелинейность), которая для хороших датчиков весьма мала и которой чаще всего можно пренебречь.
Рекомендую воспользоваться программой от Texas Instruments, или шлите свой массив данных.

[igorshoo]

.....Рекомендую воспользоваться программой от Texas Instruments, или шлите свой массив данных.

Скачал Gain Calculator, попытался разобраться, но с ходу понял очень мало. А точнее, почти ничего.
Требуется время.
Если Вас, Михаил, не затруднит, отправляю свой массив, а точнее 2 массива. У меня 2 одинаковых прибора.
Очень признателен Вам за помощь!

Прикрепленные файлы

 P_T_mass_45.doc ( 32.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 75
 P_T_mass_46.doc ( 32 килобайт ) Кол-во скачиваний: 109

 

[Пушкарев Михаил]

Скачал Gain Calculator, попытался разобраться, но с ходу понял очень мало. А точнее, почти ничего.

Прошу прощения за то, что ввел Вас в заблуждение. Давно не заглядывал на эту страницу сайта TI. Оказывается там многое изменилось. Раньше это была программа калибровки в формате Microsoft Exsel. Думаю, что помочь получится. Чем измерялась температура с такой точностью? Если это пересчет оцифрованных значений датчика температуры, лучше сообщите соответствующие значения АЦП "температура".

[Tanya]

Если Вас, Михаил, не затруднит, отправляю свой массив, а точнее 2 массива. У меня 2 одинаковых прибора.
Очень признателен Вам за помощь!

Посмотрела на скорую руку...
Там почти линейная зависимость давления от попугаев.
Поэтому такое простое предложение. Строите подгонку давление от попугаев линейную или квадратичную. Так как это аппроксимация, нужно знать весовую функцию - ошибку давления (абсолютная или относительная...).
Делаете это при всех температурах. Получатся наборы параметров.
Строите график подгоночный параметр(ы) от температуры. Наверное, подойдет.
P.S. Возможно, лучше будет подгонять обратную функцию - попугаи от давления. Это надо смотреть. Глазами.

[Пушкарев Михаил]

В прикрепленном файле расчет коэффициентов. Необходимо только расширение txt заменить на xls.

[igorshoo]

Там почти линейная зависимость давления от попугаев.
Поэтому такое простое предложение. Строите подгонку давление от попугаев линейную или квадратичную.....

Делаете это при всех температурах. Получатся наборы параметров.
Строите график подгоночный параметр(ы) от температуры. Наверное, подойдет.

P.S. Возможно, лучше будет подгонять обратную функцию - попугаи от давления. Это надо смотреть. Глазами.

Отстроил графики, но "вогнать" полученные зависимости в конечную формулу так и не смог. Постоянно где-то совершаю ошибки.
Пошёл простым путём. Ожидаемые температуры составляют +5 - +15 град.С. Давление не превышает 400 атм.
Взял зависимости попугаев от давления при минимальных температурах (10,39 град.С и 15,671 град.С соответственно по приборам), экстраполировал значения за пределы калибровочных термических условий, получил погрешности.Таблицу погрешностей представил заказчику, она его вполне устроила.
Но с появлением свободного времени надеюсь закончить эту задачу.
Спасибо!

[Пушкарев Михаил]

А чем не устроил расчет из сообщения 16?

[Tanya]

Отстроил графики, но "вогнать" полученные зависимости в конечную формулу так и не смог.
....
Но с появлением свободного времени надеюсь закончить эту задачу.
Спасибо!

Не нужно "тупо" разлагать в ряд... лучше написать правильную модель. Например, если внутри мост, нарисовать его, учитывая температурную и силовую зависимость. Исходя из этого писать формулы аппроксимации.

[Пушкарев Михаил]

Не нужно "тупо" разлагать в ряд... лучше написать правильную модель. Например, если внутри мост, нарисовать его, учитывая температурную и силовую зависимость. Исходя из этого писать формулы аппроксимации.

Формула аппроксимации для датчика №45
АЦП №45(P,T)=3,705×10^5-2,368×10^3×T+8,187×T^2+[1,94×10^4×P-6,146×10^(-2)×P^2 ]×[1-4,75×10^(-5)×T-1,762×10^(-6)×T^2 ]

[igorshoo]

Формула аппроксимации для датчика №45
АЦП №45(P,T)=3,705×10^5-2,368×10^3×T+8,187×T^2+[1,94×10^4×P-6,146×10^(-2)×P^2 ]×[1-4,75×10^(-5)×T-1,762×10^(-6)×T^2 ]

Нда...серьёзная формула. Спасибо, Михаил!
Насчёт п.16. Когда я оправлял последнее сообщение, этого поста ешё не было. Позже не проверял сообщения, у нас разница в часовых поясах
6 часов.(Якутия)
Посмотрел файл, попытаюсь использовать данный xls файл для расчёта констант для прибора 46.

[Пушкарев Михаил]

Нда...серьёзная формула. Спасибо, Михаил!
Насчёт п.16. Когда я оправлял последнее сообщение, этого поста ешё не было. Позже не проверял сообщения, у нас разница в часовых поясах
6 часов.(Якутия)
Посмотрел файл, попытаюсь использовать данный xls файл для расчёта констант для прибора 46.

Это простейшая формула. По представленным Вами данным теоретически можно бы вычислить 6 коэффициентов для зависимости начального выходного сигнала от температуры, 5 коэффициентов для зависимости чувствительности от температуры, 8 коэффициентов для описания нелинейности зависимости выходного сигнала от давления и добавить еще 5 коэффициентов зависимости нелинейности выходного сигнала от температуры. Задача нетривиальная уже только по составлению подобной системы уравнений, решить которую можно только с привлечением возможностей программы Mathematica. А что делать с полученными коэффициентами в дальнейшем? И, самое главное, все это уменьшит погрешности весьма незначительно.
Расчет для датчика №46 на втором листе того же файла, нажмите метку №46 в левом нижнем углу страницы.

[Tanya]

Формула аппроксимации для датчика №45
АЦП №45(P,T)=3,705×10^5-2,368×10^3×T+8,187×T^2+[1,94×10^4×P-6,146×10^(-2)×P^2 ]×[1-4,75×10^(-5)×T-1,762×10^(-6)×T^2 ]

Странная у Вас формула получилась. Странная температурная зависимость второй части. Кажется, что коэффициент при линейном члене должен был бы быть положительным... и квадратичный коэффициент большой...

[Пушкарев Михаил]

Странная у Вас формула получилась. Странная температурная зависимость второй части. Кажется, что коэффициент при линейном члене должен был бы быть положительным... и квадратичный коэффициент большой...

А что делать, если чувствительность падает с ростом температуры? Эту "странную" зависимость можно проверить. В прикрепленном к сообщению 16 файле есть "Проверка решения". Подставив любую пару значений давления и температуры, можно убедиться, что полученное значение АЦП весьма мало отличается от измеренного.

[Tanya]

А что делать, если чувствительность падает с ростом температуры?

Вот это-то и удивительно.

[Tanya]

Как-то забылось, что это свойства не только тензодатчика, а еще и упругого элемента... Его-то зависимость должна спадать...

[igorshoo]

.... Подставив любую пару значений давления и температуры, можно убедиться, что полученное значение АЦП весьма мало отличается от измеренного.

Применил определённую Вами зависимость. Отработал. Значения совпали с расчётными. Ещё раз спасибо огромное за помощь!!!

[igorshoo]

Михаил, здравствуйте! Не хотел злоупотреблять Вашей помощью. Вы мне очень помогли летом.
Опять аналогичная ситуация. Имеется 3-мерный массив данных зависимости ед. АЦП от давления и температуры для 2-х различных приборов. Опять тот-же изготовитель и опять отсутствует расчётная формула зависимости P=f(T, ед.АЦП).
Всё то-же самое. Не поможете ли Вы мне и в этот раз? Определить зависимость Р=F(T,ед.АЦП) и коэффициенты к ней. Датчики давления того-же типа.
Конечно, хотелось-бы самому решить данную задачу, но...опять не умею. Хотя, кроме них у меня ещё 6 приборов с аналогичными датчиками и проблемами. Конечно, когда-то надо начинать самому решать сии проблемы, но опять.. времени в обрез.
Модератор:
Надо было самостоятельно найти старую тему, а не начинать новую. Или писать письма о помощи. Что Вы конкретно хотели сказать обществу?

[bushda]

В прикрепленном файле расчет коэффициентов. Необходимо только расширение txt заменить на xls.

желательна зависимость вида P(АЦП,T)=ko0+ko1*T+ko2*T^2+(ko3*АЦП+ko4*АЦП^2)*[1+ko5*T+ko6*T^2]

[Tanya]

желательна зависимость вида P(АЦП,T)=ko0+ko1*T+ko2*T^2+(ko3*АЦП+ko4*АЦП^2)*[1+ko5*T+ko6*T^2]

Что Вы этим хотели сказать? И кому?

[bushda]

Что Вы этим хотели сказать? И кому?

Обращаюсь к Пушкареву Михаилу, gorshoo и Tanya. Мне заинтересовала переписка по поводу определения зависимости Р=F(T,ед.АЦП) и коэффициенты к ней. Если это где-то есть на форуме, помогите найти.

[Tanya]

Обращаюсь к Пушкареву Михаилу, gorshoo и Tanya. Мне заинтересовала переписка по поводу определения зависимости Р=F(T,ед.АЦП) и коэффициенты к ней. Если это где-то есть на форуме, помогите найти.

Что конкретно Вы хотите? Пока еще непонятно...

[serbs]

В прикрепленном файле расчет коэффициентов. Необходимо только расширение txt заменить на xls.

Здравствуйте, ни у кого не осталось данного файла с расчетами? почему-то на форуме не нашел, тоже занимаюсь похожей темой в данный момент...