Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: преобразователь сигнала для медного терморезистора
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
студент ю
Помогите студенту нужно создать преобразователь напряжение частота на операционных усилителях. Есть датчик температуры ТСМ- 50, нужно связать его с микроконтроллером для измерения температуры, АЦП микроконтроллера не подходит так как максимум 8 каналов, у меня как минимум 16, можно поставить мультиплексор но у меня датчики разнесены на расстояние 20-50 метров, причем не равномерно. Есть специальные АЦП для таких датчиков, но они дороги очень у меня на Украине 8$, нашел статейку в журнале схемотехника, как раз решение моей проблемы, но она меня неудовлетворяет разрешением напряжение частота, датчик включен в обратную связь, следовательно, чувствительность у него будет маленькая, по таблице сопротивлений ТСМ-50 изменение температуры на один градус Цельсия составляет 0,223 Ом. Гораздо эффективней, на мой взгляд, было бы включить этот датчик в измерительный мост, и обратной связью подобрать необходимый коэффициент усиления, но какая не продумывал его включить схема не работает, как включить мне этот мост, чтоб схема преобразовывала напряжение в частоту
Microwatt
Цитата(Methane @ Feb 18 2009, 01:44) *
NP0 керамику ставте. А еще проще - бабки отнесите и не морочте ни себе ни ему голову.
А во вторых, озвучте требования к точности.

Не учите плохому и не отвлекайтесь от темы.
Если такой ранимый патриот, то все-таки лучше сказать "на Украине", чем "В украине".
orthodox
Цитата(Microwatt @ Feb 18 2009, 00:45) *
Не учите плохому и не отвлекайтесь от темы.
Если такой ранимый патриот, то все-таки лучше сказать "на Украине", чем "В украине".

beer.gif Да, с большой буквы выглядит симпатичнее smile.gif

А по теме - что ж там могло не получиться с мостом? Единственно, питание моста стабилизировать надо.
Зато и отфильтровать помеху можно, и вообще...
То есть, можно, конечно, применить емкости NPO , отдельный еще генератор кварцованный,
а потом еще разностную частоту выделить smile.gif . Но зачем?
sera_os
Цитата(студент ю @ Feb 17 2009, 23:24) *
... нашел статейку в журнале схемотехника, как раз решение моей проблемы, но она меня неудовлетворяет разрешением напряжение частота, датчик включен в обратную связь, следовательно, чувствительность у него будет маленькая,...


В каком номере журнала? Если она вас удовлетворяет, тогда, возможно, будет проще ее незначительно доработать, чем новою придумать/рассчитать.
Microwatt
Лучше, конечно, вообще не советовать, чем давать неполный ответ... Давно, так давно, что уже почти неправда, я делал систему в которой частью задачи был съем информации с полутора сотен медных термометров.
Намучившись тогда с классическими мостами мы нашли другое решение.
Использовалось то, что у аналоговых ключей 4066 (КТ3) в одном корпусе разброс прямого сопротивления невелик и строго нормируется. Измерительный ток пропускался через измеряемый термометр, затем через эталонный резистор . Операционными усилителями напряжение с эталона инвертировалось и подавалось на классический интегрирующий ПНЧ в режиме разряда емкости. При этом большинство погрешностей компенсировалось автоматически. Основную погрешность давал эталонный резистор.
Правда, у нас были ТСМ 100 или даже ТСМ200, но и расстояния были метров по 200. Вот не помню, как компенсировали сопротивление линии... Возможно, одну линию использовали как короткозамкнутую для измерения ее температуры и последующего учета поправки в цифровой обработке. Линии шли многожильным кабелем по территории завода к группам по 20-30 датчиков и свободные пары там были..
Для Ваших 10-20 метров провода не должны давать большой погрешности.
rezident
2 студент ю. Вам правильные наводящие вопросы задают. В каком диапазоне температур нужно измерять и с какой погрешностью? У меди в положительной области температур характеристика довольно линейная, но при минусе эта линейная зависимость искривляться начинает и требуется либо схемотехническая, либо программная коррекция результата измерения. Ну и для длинной линии крайне желательно именно четырехпроводку делать.
Microwatt
Может и не стоит грузить студента нелинейностью медного термометра? Знать об этом нужно, но сразу еще и рихтовать кривую?
Тут, по-видимому, просто знание принципа преобразования нужно продемонстрировать.
Ну, четырехпроводка тоже. Иногда крайне полезна, иногда - излишество.
Tanya
Цитата(студент ю @ Feb 18 2009, 00:24) *
Помогите студенту нужно создать преобразователь напряжение частота на операционных усилителях. Есть датчик температуры ТСМ- 50, нужно связать его с микроконтроллером для измерения температуры, АЦП микроконтроллера не подходит так как максимум 8 каналов, у меня как минимум 16, можно поставить мультиплексор но у меня датчики разнесены на расстояние 20-50 метров, причем не равномерно. Есть специальные АЦП для таких датчиков, но они дороги очень у меня на Украине 8$, нашел статейку в журнале схемотехника, как раз решение моей проблемы, но она меня неудовлетворяет разрешением напряжение частота, датчик включен в обратную связь, следовательно, чувствительность у него будет маленькая, по таблице сопротивлений ТСМ-50 изменение температуры на один градус Цельсия составляет 0,223 Ом. Гораздо эффективней, на мой взгляд, было бы включить этот датчик в измерительный мост, и обратной связью подобрать необходимый коэффициент усиления, но какая не продумывал его включить схема не работает, как включить мне этот мост, чтоб схема преобразовывала напряжение в частоту

Это у Вас реальное задание или "бумажное"? Какая нужна точность, стабильность?
Обязательно ли преобразовать именно в частоту?
Приложенная статья мне очень не понравилась.
студент ю
Цитата(Tanya @ Feb 18 2009, 11:09) *
Это у Вас реальное задание или "бумажное"? Какая нужна точность, стабильность?
Обязательно ли преобразовать именно в частоту?
Приложенная статья мне очень не понравилась.


Задание у меня реальное, и напряжение в частоту обязательно переводить, так легче мне будет программу для контроллера писать, если я получу разрешение +/- 1 градус то это будет не плохо если разрешение будет +/- 0,1 градусов то я буду просто прыгать от счастья, все будет определятся преобразователем. Диапазон измерения температур от - 5 до +120 градусов. Статейку то я прикрепил, отталкиваюсь от нее, можно было бы конечно применить КР1008ПП1, но это дорого, и в моем городе я его не куплю, а преобразователь на операционниках вполне реально сделать вот только знаний и практики не много не хватает. Поэтому прошу здесь помощи
Tanya
Цитата(студент ю @ Feb 18 2009, 16:05) *
Задание у меня реальное, и напряжение в частоту обязательно переводить, так легче мне будет программу для контроллера писать, если я получу разрешение +/- 10C то это будет не плохо если разрешение будет +/- 0,10C то я буду просто прыгать от счастья, все будет определятся преобразователем. Диапазон измерения температур от - 5 до +120 градусов. Статейку то я прикрепил, отталкиваюсь от нее, можно было бы конечно применить КР1008ПП1, но это дорого, и в моем городе я его не куплю, а преобразователь на операционниках вполне реально сделать вот только знаний и практики не много не хватает. Поэтому прошу здесь помощи

Не очень понятно, почему Вы пишите про слишком дорогие детали.
Датчики стоят сколько? Провода? Или самодельные? Со свалки?
Абсолютно непонятно, что Вас устроит точность 10 градусов - это 1 десятая шкалы. А 0.1 тоже хорошо. Так сколько надо на самом деле? А в Вашем контроллере имется АЦП? Так там не меньше 10 двоичных разрядов... Может, Вас устроят термопары? Медь-константан, к примеру. Коммутация будет легче...
С деталями... Многие фирмы пришлют Вам бесплатно образцы. Вам же единичное устройство нужно?
И последний, возможно, неприятный вопрос. Видно, что Вы в этом слабо разбираетесь. Денег на правильные детали нету. Но взялись.
Вы обманываете заказчика, себя, читателей этого форума?
wim
Цитата(Tanya @ Feb 18 2009, 16:19) *
... Датчики стоят сколько? Провода? Или самодельные? Со свалки? ...

Датчики, похоже, готовые (ТСМ-50 мелькнуло в #1). Какой-нить индустриальный объект, модернизируемый малыми силами.
Tanya
Цитата(wim @ Feb 18 2009, 18:01) *
Датчики, похоже, готовые (ТСМ-50 мелькнуло в #1). Какой-нить индустриальный объект, модернизируемый малыми силами.

Нет бы автору сразу ссылку дать -
http://monitor.net.ru/forum/pic-avr-info-209235.html
на подробности.
Автор! Если это Вы там писали, признайтесь - ничего Вам за это не будет.
Только помогут. Чем могут. Не таитесь. Расскажите, какие, как и где там провода проложены, что вокруг - помехи какие. И др подробности.
Microwatt
Да и то правда. Расскажите о задаче, а не о том, как плохо Вы намерены ее решать.
Если ТСМ - идол, уже замурованный лет 20 назад директором в стену элеватора, то придется смириться. А вообще-то при точности в 2-4%, решая задачу с чистого листа, можно посмотреть другие, более простые и компактные решения.
студент ю
Цитата(wim @ Feb 18 2009, 18:01) *
Датчики, похоже, готовые (ТСМ-50 мелькнуло в #1). Какой-нить индустриальный объект, модернизируемый малыми силами.

Датчики действительно заводские и уже установленные, не то чтобы модернизировать объект просто нужно написать рационализаторское предложение а если я это еще и сделаю, то какой-то опыт приобрету, а в условиях нынешнего кризиса это становиться актуальным, давно я над этим проектом думаю, все руки не доходят да и первые попытки были и естественно первые ошибки, я пока еще учусь и не супер-пупер спец в этих делах, но если долго мучиться что-то и получиться. И так датчиков всего у меня на объекте 250 штук, где 16 точек, где 12, где 6 точек нужно контролировать на одном агрегате, точнее это электродвигатель насоса довольно таки мощного, поэтому температуру контролировать надо. Раньше там стояли логометры с большими переключателями который включал каждый датчик по отдельности, сейчас я хочу эти датчики оставить и сделать многоканальный термометр который измерял температуру 16 датчиков и выводил индикацию температуру на табло, а потом уже дальше его развивать, может в дальнейшем свяжу его с компьютером. Проект этот не коммерческий, меня не кто не финансирует, максимум что мне заплатят это 70 украинских грн за инициативу, детали покупаю сам, поэтому цена для меня актуальна, главное создать первое устройство. Смысл мне этим заниматься, не ради денег а ради приобретенного опыта, в будущем я хочу стать специалистом в области радиотехники а так как я еще учусь только защитил бакалавра, то опыта в этом мало, Поэтому прошу помощи у продвинутых спецов. Задание у меня простое, взять датчик ТСМ 50, и сделать так чтоб сопротивление этого датчика преобразовывалось в частоту прямоугольных импульсов. Мне не важна точность моего прибора, я только учусь и закрепляю свои знания, получу точность +/- 1 градус будет уже хорошо, АЦП микроконтроллера мне не очень хочется использовать максимум 8 каналов, но это не главное можно использовать мультиплексор, но все мои датчики достаточно удалены, и в кабеле может быть довольно мощная помеха так как питаются эти двигатели напряжением 6 кВ, поэтому и хочется по кабелю передавать частоту а не некий уровень постоянного напряжения которое меряет АЦП контроллера. И хочется понадежней сделать устройство. Вот здесь и строю мостовые схемы, задание вроде бы простое, только я в этом бейнче ковыряюсь и не чего у меня не получается и ошибку не могу найти, поэтому и прошу помощи как включить ТСМ-50 в мостовую схему на вход операционного усилителя вместо обратной связи. Да когда-то был я на мониторе подробности можно почитать на ссылке, но это не тот форум, а здесь написано форум разработчиков электроники
rezident
Цитата(студент ю @ Feb 19 2009, 03:35) *
Задание у меня простое, взять датчик ТСМ 50, и сделать так чтоб сопротивление этого датчика преобразовывалось в частоту прямоугольных импульсов. Мне не важна точность моего прибора, я только учусь и закрепляю свои знания, получу точность +/- 1 градус будет уже хорошо, АЦП микроконтроллера мне не очень хочется использовать максимум 8 каналов, но это не главное можно использовать мультиплексор, но все мои датчики достаточно удалены, и в кабеле может быть довольно мощная помеха так как питаются эти двигатели напряжением 6 кВ, поэтому и хочется по кабелю передавать частоту а не некий уровень постоянного напряжения которое меряет АЦП контроллера. И хочется понадежней сделать устройство.
При такой сложной помеховой обстановке обычно передают токовый сигнал, а не потенциальный и не частотный. Для этого ставится преобразователь термосопротивление-токовая петля 4-20мА непосредственно возле термосопротивления (внутрь карболитовой коробочки в которую провода от термосопротивления выходят). Питается этот преобразователь прямо от токовой петли. На узле учета измеряется ток от каждого датчика, а поскольку линейная зависимость его обеспечивается в самом преобразователе, то измерить его и перевести измеренное значение обратно в температуру не представляется сложным. Это типовое решение для измерения температуры на промышленных объектах. Но поскольку у вас датчики "скучкованы", то наверное действительно имеет смысл делать локальные подсистемы измерения. И передавать при необходимости уже готовые данные.
Для преобразования сопротивления в ток выпускаются специальные микросхемы, но если для вас они дороги, то можно и на нескольких ОУ сделать. Посмотрите, например, информацию на XTR105, а именно datasheet и Application notes на страничке продукта. http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/xtr105.html Она для платиновых термосопротивлений разработана, но и для медных тоже подойдет. Не говорю, что нужно именно ее применить. Она для вашей цели довольно избыточна. Но идею и внутреннюю аналоговую схемотехнику ее хотя бы посмотрите.
Также неплохо проштудировать литературу на сайте Analog Devices. Ключевым словом для вас должно быть RTD. Вот для примера этакая обзорная статья из первых попавшихся http://www.analog.com/library/analogDialog...nsor/index.html
Попробую завтра на работе поискать схемку преобразователя RTD-в-ток (4-20мА) на отдельных ОУ. На ее основе даже выпускались такие преобразователи для медных ТС.
Microwatt
В каком Вы городе?
В общем направлении REZIDENT , как мне кажется, правильно Вас ориентирует. При большом удалении и помехах стандартное решение в промавтоматике - токовая петля. Частотой маются только люди вроде водоканала, когда насосная за 30 км от пульта и они звонят по телефону, а оттуда передают писк определенной частоты. Тут ток мешает передавать не только удаление, но и арендованные линии с телефонной коммутацией.
Если у Вас вопрос с питанием возле датчика решен, то стоит посмотреть в сторону стандартных преобразователей на ОУ.
Verifi
Цитата(студент ю @ Feb 19 2009, 01:35) *
Датчики действительно заводские и уже установленные, не то чтобы модернизировать объект просто нужно написать рационализаторское Задание у меня простое, взять датчик ТСМ 50, и сделать так чтоб сопротивление этого датчика преобразовывалось в частоту прямоугольных импульсов. Мне не важна точность моего прибора, я только учусь и закрепляю свои знания, получу точность +/- 1 градус будет уже хорошо, АЦП микроконтроллера мне не очень хочется использовать максимум 8 каналов, но это не главное можно использовать мультиплексор, но все мои датчики достаточно удалены, и в кабеле может быть довольно мощная помеха так как питаются эти двигатели напряжением 6 кВ, поэтому и хочется по кабелю передавать частоту а не некий уровень постоянного напряжения которое меряет АЦП контроллера. И хочется понадежней сделать устройство. Вот здесь и строю мостовые схемы, задание вроде бы простое, только я в этом бейнче ковыряюсь и не чего у меня не получается и ошибку не могу найти, поэтому и прошу помощи как включить ТСМ-50 в мостовую схему на вход операционного усилителя вместо обратной связи.

Как ранее вам советовали преобразовывать сигнал с с ТСМ-50 в частоту тяжковато и не имеет практического смысла,только если ради получения опыта.
Для решения этой проблемы могу предложить ad7741, в измерителях температуры "Овен" как раз используется преобразование сопротивления датчика в частоту этой микросхемой и обработка PIC-контроллером,а переключение датчиков к561кп2.А для вашего обьекта самое то использовать токовую петлю 4-20ма с преобразователем установленным в каждом датчике.Есть желание получить опыт делайте сами,есть деньги купите готовые.А для 16 каналов поставьте внешний АЦП в котором есть фильтр 50гц для подавления наводки из линии например от AD и подключите к самому дешёвому контроллеру без АЦП с spi или i2c.А в программе вам останется переключать каналы АЦП и пересчитать уже линейное сопротивление(полученное от преобразователя на XTR108) в температуру.Токовый сигнал 4-20ма подаёте на качественные резисторы 56.2 или 124Ом,снятое с них напряжение 1,25В или2,5В(при 20ма) на АЦП.Для подключения датчика используйте готовый преобразователь типа XTR105-108,без опыта лепить на операционных усилителях преобразователь-мрак,у вас же не серийное изделие чтоб экономить пару центов ,даже из собственных средств.
Tanya
Цитата(Verifi @ Feb 19 2009, 10:04) *
Как ранее вам советовали преобразовывать сигнал с с ТСМ-50 в частоту тяжковато и не имеет практического смысла,только если ради получения опыта.
Для решения этой проблемы могу предложить ad7741, в измерителях температуры "Овен" как раз используется преобразование сопротивления датчика в частоту этой микросхемой и обработка PIC-контроллером,а переключение датчиков к561кп2.А для вашего обьекта самое то использовать токовую петлю 4-20ма с преобразователем установленным в каждом датчике.Есть желание получить опыт делайте сами,есть деньги купите готовые.А для 16 каналов поставьте внешний АЦП в котором есть фильтр 50гц для подавления наводки из линии например от AD и подключите к самому дешёвому контроллеру без АЦП с spi или i2c.А в программе вам останется переключать каналы АЦП и пересчитать уже линейное сопротивление(полученное от преобразователя на XTR108) в температуру.Токовый сигнал 4-20ма подаёте на качественные резисторы 56.2 или 124Ом,снятое с них напряжение 1,25В или2,5В(при 20ма) на АЦП.Для подключения датчика используйте готовый преобразователь типа XTR105-108,без опыта лепить на операционных усилителях преобразователь-мрак,у вас же не серийное изделие чтоб экономить пару центов ,даже из собственных средств.

Вот для собственного удовольствия и опытоприобретения самому все сделать лучше. Но только один раз. Потом уже на специализированной базе. И сравнить.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.