универсальный вход для любых датчиков, разработка универсального аналогового входа для разных датчиков Опции

[umup]

Нужно 4-8 аналоговых входов для подключения разнообразных датчиков (пока планируются резистивные ТСМ,ТСП 50,100; Pt100,1000; KTY34; аналоговые TMP35,36; HIH3610; цифровые DS1820,1821), возможно, еще потребуется подключение термопар. Подключение для экономии контактов разьема желательно одно-, в крайнем случае двухпроводное. Процессор - Мега16. 10 разрядов его АЦП должно хватить (точность нужна до 1-2х градусов, диапазон - 10-130 градусов).
Думаю, схемотехника должна быть приблизительно такая: программируемый ЦАПом или ШИМом генератор тока (0,5-5 мА) для резистивных и цифровых датчиков, аналоговый коммутатор на 4 или 8 каналов (CD4052 или 2xCD4051), дифференциальный усилитель с программируемым К.У., АЦП. Может, удастся обойтись встроенным АЦП (у него есть диф.режим и программируемый К.У.).
Делал кто-нибудь что-то подобное?

[Ruslan1]

Если применить вместо встроенного внешний АЦП (например ADS1110) c программируемым усилением, должно быть вообще прекрасно.

Ключевым во всем этом является то, что оно тебе подходит. Все зависит от предъявляемых требований.
Просто убедись наверняка, что оно тебе ДЕЙСТВИТЕЛЬНО подходит.

[umup]

Смотрел когда-то схемотехнику у МПР51 (Овен) - тоже ставят LM358 в цепях измерения/генерации тока, и ничего, как-то работает (вместо АЦП там преобр. напряжение-частота). Многие температуру диодом или терморезистором меряют.

[Арахис]

Смотрел когда-то схемотехнику у МПР51 (Овен) - тоже ставят LM358 в цепях измерения/генерации тока, и ничего, как-то работает (вместо АЦП там преобр. напряжение-частота). Многие температуру диодом или терморезистором меряют.

Я температуру утюга поверенным пальцем меряю.

На самом деле, схемка интересная, не лишённая оригинальности, а главное - работает.
Опытный метролог, конечно, будет долго и брезгливо ковырять пальцем. Но если Вам за этот прибор заплатят то и слава богу, значит всех устраивает.
А качество измерений проверить довольно просто: Закрутите приборчик на 50M датчик прикрутите вместо него термостабильный резистор , а лучше магазин сопротивлений, положите рядом китайский термометр, для измерения температуры окружающей среды. Спишите десяток показаний прибора и китайского термометра. Потом поставьте над всем этим настольную лампу ватт на 100 и через 20 минут снова возьмите ручку и бумагу. Посчитайте температурную стабильность на каждые 10 град. окружающей среды. И сравните с цифрой в ТЗ. А если ТЗ нет, то Вы по крайней мере будете знать, что при разговоре с заказчиком надо уходить от прямого ответа на вопрос о качестве измерений.
Мне приходилось делать универсальный вход на ТС, ТП, I(0... 5mA, 4... 20mA), U(0... 100mA). Удалось уложиться в 4 внешних контакта, включая землю и компенсатор холодного спая для термопары:

[noise2009]

Здравствуйте! Подскажите как реализовать универсальный вход для подключения следующих типов первичных преобразователей
Допустимые типы входных сигналов:
- от термометров сопротивления ТСМ 50М, ТСМ 100М, ТСП 50П, ТСП 100П (предел основной приведенной погрешности 0,25 %);
- от термопар ТХК(L), ТХА(K), ТЖК(J), ТНН(N), ТПП®, ТПП(S), ТВР(А-1) (предел основной приведенной погрешности 0,5 %);
- сигналы постоянного напряжения и тока 0...20 мА, 4..20 мА, 0..1 В (предел основной приведенной погрешности 0,25 %).
Если сложно реализовать - половину термопар можно выкинуть.

[Арахис]

Здравствуйте! Подскажите как реализовать универсальный вход

Схемы выкладывать не буду. Вполне возможно, что ваш заказчик является конкурентом моего заказчика.

Но на картинке постом выше уже многое нарисовано.
К1... К4 собственно клеммы универсального входа прибора. Справа внутренности прибора, слева варианты подключения датчиков.
Через клемму К3 загоняем ток в термометры сопротивления. Мерием U1, U2, U3 относительно К1. Этого достаточно, чтобы посчитать любой датчик.
Величину сопротивления для термометров сопротивления считаем из U1 и U2.
Величину тока для датчиков 0... 20мА, 4... 20мА считаем из U3 как падение напряжения на известном шунте между К4 и К1.
Термопару считам по U1, где она собственно и висит, а компенсатор холодного спая подключается по двухпроводке на К3, К4. Сопротивление компенсатора считается из U2 и U3.
Ну, а напряжение, оно и есть напряжение - U1.

Можете, конечно переключать на герконах, только громоздко слишком. Сейчас куча твёрдотельных реле есть на рынке. Только все эти переключения сильно тормозят процесс измерений. Чтобы качественно померить - нужны будут фильтры НЧ на входе, а при переключении они будут очень долго выползать на нужную точность, - задержки как минимум 5 * тау для простого фильтра первого порядка.

Я делал индивидуальный АЦП на каждом канале и передачу данных через оптроны на центрацьный проц.

Если сложно реализовать - половину термопар можно выкинуть.

Разные термопары отличаются друг от друга только полиномами обсчёта. Так что половину сможет выкинуть только программист.

Вообще, для программера довольно объёмистая задачка.
Минимум месяца на три, даже если ему всё разжёвывать.

Удачи!

[noise2009]

На счет конкуренции не беспокойтесь - я диплом делаю! Вот со схемотехникой то и основная проблема. То что герконовое реле это плохо - я знаю, собирать не буду, надо только нарисовать, спроектировать, хотя бы цепи от входа и до усилителя. Вот есть 2 схемы

Как при помощи 1-2 джамперов их объединить чтоб или термопару подключать или термометр сопротивления? Плюс добавить реле герконовое чтоб сигнал именно этотого канала поступал на нормирующий усилитель? С логикой у меня проблемы((
В качестве усилка хотел ставить PGA204/205, но они дорогие, решил поставить этот AD797 и четырехканальный аналоговый коммутатор ADG412

Для компенсации термопар поставлю 3-х ногий датчик TC1047/46.

Сообщение отредактировал noise2009 - Apr 15 2009, 10:34

[Арахис]

Как при помощи 1-2 джамперов их объединить чтоб или термопару подключать или термометр сопротивления? Плюс добавить реле герконовое чтоб сигнал именно этотого канала поступал на нормирующий усилитель?

Вот грубо схема входов, для подключения набора датчиков, описанных несколькими постами выше.

Размножайте коммутатор на нужное число каналов. Для каждого канала датчика нужно три входа мультиплексора.
В прикреплённой схеме в качестве задатчика тока используется резистор и придётся математически учитывать нелинейность преобразования сопротивления на входе в напряжение.

Учтите, что при измерении трёхпроводки надо учитывать падение напряжения на сопротивлении линии.

Вашего 10-ти разрядного АЦП в PIC16F877 может не хватить по точности и шумам для датчиков 50М - там больше половины диапазона измерения отрезаются. Полезный диапазон измерения от 50 до 90 Ом.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

С логикой у меня проблемы((
В качестве усилка хотел ставить PGA204/205, но они дорогие, решил поставить этот AD797 и четырехканальный аналоговый коммутатор ADG412
Для компенсации термопар поставлю 3-х ногий датчик TC1047/46.

Зачем Вам AD797? Он хуже в данном случае. И дороже. Ставьте zero-drift или OP(A)07 или из этой серии.
Коммутаторы бывают и на большее число каналов. Там же.
Для определения локальной температуры - медный датчик.

[noise2009]

Выходит как то так? Осталось все это правильно соединить? Расширил на 24 входа, как рекомендовалось в даташите на этот MUX.

[noise2009]

Забыл проект прицепить

Прикрепленные файлы

 2.rar ( 40.79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 98