Привет народ. Собрал схему магнитного датчика.Однако есть проблема. На схеме не показаны МК Renesas, но он там есть и сигнал с него подается на терминал.В режиме покоя,то есть когда ничего не измеряю, показания на терминале изменяются в пределах прим. 200 единиц, что не есть гуд.Получается , что сигнал самопроизвольно изменяется в некоторых,довольно значительных пределах , что конечно не позволяет правильно проводить измерения.Смотрел осциллом сигналы, вроде скачков нет ни на Ref, ни на питании..
Подскажите, как можно стабилизировать сигнал... Спасибо заранее
Привожу также рисунки печатной платы, может по разводке тоже что-нить присоветуете

Вам никогда не доводилось раньше работать с мостами?
Чем перечислять все ляпы и неразумности в схеме, отправлю еще раз к "МЕТОДАМ практического конструирования при нормировании сигналов c датчиков"

ЗЫЖ Удивительно, что схема шумит всего на какие-то 200 каких-то попугаев.
ЗЗЫЖ Ваш вопрос точно имеет отношение к "Цифровые схемы, высокоскоростные ЦС"?

нет не доводилось.Спасибо будем почитать.
Если модераторы сочтут нужным, пусть перенесут в соотв. раздел.

Ок, почитал даташит, интересно конечно применение спец.микросхем для таких целей, но увы, что попалось под руку из того и сделал.первая ошибка, это неверное соеденение земель,обозначено кружочком.ну это легко поправить, режем дорожку и соеденяем цифровую землю вточке подачи питания, на клемме ЗЕМЛЯ. так будет правильно?
Привожу полученные графики после переноса точки соеденения земель.На картинке сразу 4 графика по два на каждый датчик,их там два на плате.Теперь выглядит значительно лучше...
Данные дрейфа примерно за 5 минут

У вас очень странное включение ОУ для снятия сигнала с диагонали моста: Кус по +входу не равно Кус по - входу. К-=R10/R2, а K+=1+R10/R2. То есть вы снимаете не напряжение в диагонали моста, а нечто другое

вы имеете ввиду K+=R1+R10/R2 ? А как тогда правильно? Убрать из схемы R1 ?

R1 на услиление (если не учитывать входной ток входа ОУ) вообще никак не влияет.

ну скажите тогда как должно быть правильно...чесслово я ничего такого криминального не вижу в схеме...меряет же как-то...

Если Вас это... как-то устраивает, то зачем спрашивать? Наслаждайтесь...
Операционник у Вас "General purpose" - дешевый - с большим смещением, соответствующим дрейфом, шумами. Только входной ток маленький, что Вам не нужно совсем. Вторая половина делает опору... так же скверно. Схема включения странная. Зачем отходить от канонов? Ацп скоростной. Оно Вам нужно, если учесть, что усилитель медленный? Питание моста удивительное. Вы в курсе, что напряжение разбаланса есть некая безразмерная функция от сопротивлений моста, умноженная на напряжение питания? Если использовать плохое питание, то его же нужно использовать в качестве опорного для АЦП. Тогда влияние плохого питания уменьшается, но не до конца...

Ваш опер,о котором так пренебрежительно отозвалась Татьяна,надлежит включить по дифференциальной схеме.
В вашем вкл нужно говорить не ...меряет же как-то... а меряет что-то.
Взгляните на схему диф усилителя.И номиналы резисторов у вас неправильные.

Конфу глючит нипадеццки. Еще раз расписывать несуразности уже некогда.
Попробуйте вывести аналитическую зависимость выхода АЦП от измеряемого параметра. Добавьте в формулу (основные) источники погрешностей (достаточно 7805 и стабилитрон - на их фоне на смещения ОУ и разбалансы можно не обращать внимания).
Еще раз, но уже вдумчиво, почитайте хотя бы про питание моста (и почему для упрощения жизни его стОит каким-либо образом привязать к опоре АЦП) и про его (моста, а не ОУ!) балансировку. Про линеаризацию - по вкусу.
Теперь вдумчиво нарисуйте схему на вдумчиво выбранной элементной базе. Также переразведите плату.
Хинт: отталкивайтесь от требуемой точности.
Ну а если устраивает "меряет же как-то" (среднепотолочная оценка точности измерения Вашей схемы без калибровки 8-10%, с калибровкой 1-2%, и это при достаточно мягких допусках по температуре, входному напряжению и току потребления), то можно и не читать.

В дифференциальном усилителе должно соблюдаться равенство, написанное на рисунке.
R3, который я дабавил, можно подключить к источнику напряжения, например к Вашему опорному. Когда мост находиться в балансе, напряжение на выходе равно напряжению на входе (рез) R3, ели не в балансе, напряжение с соответствующим знаком измениться.Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Простите, каких именно резистров неправильные номиналы?


я попоробовал как Вы посоветовали, но приэтом сигнал начал ограничиваться сверху, а мне это не надо.Нужно, чтобы сигнал на входе АЦП изменялся от 0 до Uпит. хотябы или немного меньше.

На самом деле у меня сейчас только одна проблема,конечно она самая существенная,это небольшой дрейф.Как видно из последнего графика, после переноса точки соеденения земель, шумы и дрейф уменьшились в 10раз однако ещё немного колбасит,хотелось бы ещё хотябы уполовинить эту величину и на этом можно было бы закончить,вполне бы хватило 15и или даже 14 бит...
Переделывать или менять микрсхемы на специальные я скорее всего не буду, ну может в след. жизни, поэтому я постараюсь выжать всё возможное из того, что уже сделано,надеюсь с Вашей помошью...
ЗЫ. Я исключил из схемы стабилитрон, теперь Uref реагирует на колебания Uпит.Скажите,это правильно или нет?

Может тупой вопрос, но...токи в цепях питания контроллера и чегото там еще, по схеме, не могут влиять на сигнал с выхода магнитного датчика? (токи ведь создают магнитные поля, а датчик магнитный) Не знаю какова его чуствительность...

Датчик в термостате живет? Если нет, то прогоните измереметр в предполагаемом рабочем диапазоне температур - наблюдаемый небольшой дрейф покажется совершенно несущественным.

15 или 14 значащих битов в результате измерения? Под такую задачу используемый датчик, имхо, не заточен
(мне так показалось при беглом знакомстве с даташитом и аппнотами производителя безотносительно данного схемотехнического решения).

Выжать Вам удастся 0.5-1% (7-8 битов, если мы, конечно, говорим о точности, а не о попугаях).
Но реальные программеры в таких случаях начинают фильтровать и добиваются фантастических результатов.
"На бога надейся, да сам не плошай" (С) народ

У 7805 температурная стабильность безусловно лучше, чем у стабилитрона, но ФНЧ 1-го порядка на Vref от шумов с общего питания для 14-15 бит явно не хватит.
А в целом - одноцветно, как припарки горбатому.
"Basic application circuit", с которой, по-видимому, Вы взяли идею схемы, и то предусматривает видимость температурной компенсации:

Или где-нить сбоку к контроллеру прицеплен датчик температуры, и в контроллере же живут результаты индивидуальной калибровки?

LM 431 желательно развернуть.За что вы её так?

звиняйте
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Может вам будет интересно как делают другие. Схема содрана с датчика тока погрузчика тойота.
Датчик производства TAMURA. http://www.tamura-ss.co.jp/en/electronics/...or/pdf/l03s.pdf

Во блин буржуи - каждую копейку считают.
Схема конечно интересная , но я бы для мелкосерийных вещей, а тем более штучных, так делать не стал.
Возмите например ad7797 - там и источник тока и компенсация температуры и усилитель и 24 бита ацп и всё за 140руб - тут недавно взял по ошибке в платане 5 штук - так и валяются без дела
http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=4...7&group=151

Вы кого буржуем обозвали?
хороший АЦП.только наверное медленный очень, если я правильно понял вот это
Update rate: 4.17 Hz to 123 Hz
мне бы раз в 5-10 пошустрее надо...

А как насчёт подавления 50 Гц?

а их там нет, питание автономное от батарейки

Вышеописанную схему охладили примерно до -16, потом поместили в помещение с комнатной температурой.
Прикладываю график изменения сигнала : 10 минут, температура датчика меняется от -16 до +20 град С. Как можно побороть такую нелинейность ? Если б зависимость была линейной - было бы много проще..

А какая Вам разница? МК же есть и память, наверное.
А вообще, Вас предупреждали...

решили внять советам и не отступать от канонов.Привожу часть новой схемы.Будем использовать инструментальный ОУ AD623. Скажите, питание желательно как-то улучшить или можно 7805 оставить и всё от него запитать? У АД623 есть выход REF, я правильно его к Uref АЦП подвёл или там ещё какая-нить хитрость имеется? И если у меня два моста на один АЦП работать будут, то со второго ОУ REF куда цеплять или его можно в воздухе оставить ?
Само устройство будет в алюминиевом корпусе, но работать будет в диапазоне температур от -30 до +30, так что надо влияние внешней температуры исключать по-любому.Наверное лучше всего делать термокомпенсатор на отдельном(ых) ОУ и в МК вводить корректирующее значение?

Зависимость чувствительности датчика от температуры линейная. Вы наблюдаете вполне естественную экспоненту 1-e^-t/τ, свойственную переходному процессу в инерционном звене 1-го порядка.


В даташит на АД623 заглядывали? Для ОУ это не выход, а вход.

В Вашем случае его проще оставить в покое, и уж совершенно бессмысленно привязывать к опоре АЦП.
Если бы Вы задумались над физикой используемого датчика, то, возможно, пришли бы к выводу, что запитывать его разумнее от источника тока. На прецизионном резисторе, включенном последовательно с мостом, можно было бы наблюсть сигнал, пропорциональный температуре. Этот же сигнал можно попробовать использовать в качестве опоры для АЦП.

Попробуйте сначала решить задачу аналитически (она решаема). Но без калибровки под конкретный датчик все равно не обойдетесь - у них слишком большой разброс по чувствительности.

7805 плохой источник напряжения - можно найти получше
Что бы избежать зависимости цены деления от сопротивления(температуры, старения итд), мост надо запитать от опоры АЦП.
LM431 с 10ррм нормально лишь для комнатных условий, если нужно на улицу - берите что получше - посмотрите MAX6xxx - AD TI тоже делают хорошие опоры.



Это правильный способ - но видимо что-то мешает взять готовую микросхему... Будем изобретать велосипед....

а есть точно такой же , только с перламутровыми пуговицами, то есть раз в 10 пошустрее? Тогда возьму... и всё равно спасибо за совет..
зы.знаете, иногда просто не хочется кататься на готовом велике, интересно его самому собрать...

не сочтите за труд,подскажите плиз полное обозначение....

упс....виноват исправлюсь..... То есть эту ножку никуда не присоеденяем?

я как раз сейчас это проделал, то есть запитал мост через феррит от реф АЦП по первоначальной схемы, всё равно как-то колбасит по двум младшим разрядам, но как буд-то поменьше...
А ещё я ввёл в алгоритм МК фильтрацию резко отличающихся по амплитуде величин, вроде тоже помогло немного...

схемку щас подправлю

с пуговицами плохо - все эти системы сильно подвержены наводкам 50гц - видимо они у вас и бьются с частотой семплирования - вот младшие биты и скачут.

Для пробы сделайте так - сделайте частоту семплирования 50 гц - если скакать будут очень медленно - то надо попробывать произвести измерения на большом удалении от населённых пунктов и линий электропередач.

ближайшее такое место на суше от меня- это пустыня САХАРА

А ещё я где-то прочитал, что между выводами АЦП и МК рекомендуют резисторы ставить,это помогает реально или так, понты?

Про резисторы мне сдаётся понты - а поскольку мне до САХАРЫ далековато (но с удовольствием бы съездил на пару дней) - беру от розетки переход через ноль, на интеррапт - а от него запускаю измерения - результат хороший...

повторю просьбу- как полностью МАКСы обозначаются?

Например MAX6325

спасибо, нехило они стоят у нас http://www.mercateo.com/p/115-649259/MAX63...gsreferenz.html

Мне тоже дорого, обычно беру REF30XX - попробуйте вот например http://de.rs-online.com/web/search/searchB...t&R=0404326

ну эти ещё по - божески стоят.Я где-то ещё такие 3х-ногие встречал,только не запомнил как они обозначаются,но их обычно через ОУ на реф подключают...
во нашёл http://www.mercateo.com/kw/spannungs(2d)re...s_referenz.html

Делает TI стабилитроны хорошие в корпусе Т092 - ref3040 тоже с 3-мя ногами. Но видать дело не в этом - попробуйте сначала разобраться с 50Гц - у меня почему то всегда лезут.
Можно ещё и tl431 взять - включают не через оу , а через оу и транзистор , потому что если греется транзистор это не беда , а если оу или опора - плохо.
Но если шум мешает, то 3-х ногие брать не стоит, а нужно обратить внимаение на то, имеется ли вывод для подключение конденсатора, ну и почитать - он должен подключатся к внутреннему источнику напряжения.

Господа, к чему эти жаркие споры за 50 Гц и опору? Метрологические характеристики датчика позволяют (или заставляют) не задумываться о таких мелочах, пока не решена задача его температурной компенсации. А, похоже, автора даже близко в эту сторону не думало.

2andreichk: попробуйте все-таки сначала формулы порисовать. Это несложно: в формулы из рекомендованного чтива подставьте данные из даташита (с учетом температурной зависимости). Не сомневаюсь, что это подтолкнет Вас к реально работающей схеме. А пока Вы пытаетесь накидать деталюшек на лист и встряхнуть в надежде, что они сами в схему сложатся.

Вы что хотите, чтобы я перечитал всё это чтиво и усвоил за 2 дня ?
Я пришёл сюда за советами , а не за поучениями....
И не надо меня в среднем роде определять,даже , если Вы такой умный , а я не очень...

Там всего пяток страниц, подлежащих изучению. На чем имеет смысл сосредоточиться, я раньше уже писАл.

Вам было выдано советов, причем даже не слишком вредных.
За поучения Вы, вероятно, приняли легкий сарказм, который я себе позволил, видя, что Вы не состоянии воспользоваться советами.

Вы опять все неправильно поняли.
Форма речи, употребленная мной, означает некий процесс, источник которого неподконтролен субъекту процесса (типа "не рассвело" или "не озарило").
Род субъекта процесса остается неизменным.

А это уже Ваши домыслы. И не надо меня обзывать.

1. Мы ничего от Вас не хотим... Это, кажется, Вы хотели...
2. Поучения можете пропускать - читайте только советы.
3. Не следует переходить на личности и их оценки.
Это устное предупреждение.
Модератор.

я Вас не обзывал, а наоборот, похвалил.Если бы меня назвали умным, я бы точно не счёл это оскорблением.Давайте закончим препирания и вернёмся к нашим баранам.Я действительно абсолютный ноль в деле построения датчиков и тем более в этих формулах .Но датчик сделали, он что-то показывает, нестабильно, но показывает,часть ошибок уже исправлена,часть ещё предстоит истправить..Так что если Вам не лень, просто тыкнете носом в конкретную строку, страницу,формулу, которая описывает процесс термостабилизации...


ещё вопрос, кто тут на личности переходит...

Я опять забыл добавить смайлик (вот такой ), и Татьяна слишком серьезно восприняла мои несерьезные речи.

Придется отрываться от нуля.
Я просто не понимаю, как можно придумать измерёметр, если неизвестна зависимость его показаний (в любом виде - аналитическом, графическом, табличном) от измеряемой величины. Поэтому и предлагаю сначала определить эту зависимость (тем более, что для данного датчика она выводится в аналитическом виде) и учесть в ней влияющие факторы (в первую очередь температуру). Это позволит придумать структуру измерительного преобразователя, методы борьбы с влияющими факторами, и оценить достижимую точность измерений.
Потом сделать макет, проверить, насколько реальность соответствует придуманной модели, и уточнить модель при необходимости.
Потом набрать статистику на некотором количестве датчиков, которая позволит сделать выводы о повторяемости характеристик и уточнить набор параметров модели, подлежащих калибровке.

У Вас все вопросы так просто решаются? Завидую. В моей поваренной книге эта конкретная страница отсутствует. Но было не лень пару дней тому вечером поползать по тырнету в поисках информации по выбранному Вами датчику. Эта информация позволила мне сделать некоторые выводы о возможной структуре измерёметра и основных бедах датчика.
Про термостабилизацию речь не идет. Нужно думать о методах компенсации или учета температурных зависимостей датчика.
Если Вы будете питать мост от источника тока, и напряжение на питающей диагонали моста используете в качестве опоры АЦП, то выход АЦП будет равен
N_ADC = N_ADCmax*K_amp*dR_b/R_b
K_amp - коэффициент усиления
dR_b/R_b - разбаланс моста, который можно также выразить через чувствительность датчика и измеряемую величину (типа S_b*H).
Чувствительность датчика зависит от температуры S_b = S_b0*(1 + dT * kS_bT).
S_b0 - чувствительность датчика при некоторой T0
dT = T - T0
kS_bT - температурный коэффициент чувствительности (по-моему, зависит от экземпляра датчика)
Остается придумать, каким образом с этим безобразием бороться. Можно, н-р, калибровать S_b0 и kS_bT, измерять температуру и соответственно корректировать результат АЦП в контроллере. Можно, как предлагает производитель в аппнотах, добавить линейный терморезистор в аналоговую часть. Можно скомбинировать.
Ну и желательно учесть более другие источники неприятностей (исходный разбаланс моста, разброс номиналов элементов, влияние питания, параметры АЦП,...).
И, по-моему, это еще не все температурные заморочки с датчиком, но даташит дома, да и поработать надо.

даташит на датчик KMZ10C тут, чё его искать?

на самом деле мне ничего измерять этим устройством не нужно, то есть какие-то величины в каких-то единицах меня не интересуют,пусть даже в попугаях они будут , мне всё равно.Возле датчика вращается постоянный магнит , расположенный под наклоном на оси вращения.Это вращение создает на датчике синусоидальный сигнал, как мне кажется в какой-то степени пропорциональный углу .Сигнал получен,форма его близка к синусу и зависит от точности установки датчика.Усиление подобрано таким образом, что размах синуса укладывается в диапазон показаний АЦП 16 бит, то есть от 0 до 65535(ну почти от 0 до почти 65535), ну в любом случае это регулируется резистором .Сейчас там стоит резюк на 75к.
Я себе прекрасно представляю, что, чтобы скомпенсировать температурную зависимость, её надо как-то измерить и её значение внести в конечный результат или как советует производитель ввести в цепь питания терморезистор.Кстати вчера посмотрел , оказывается они даже в смд исполнении есть в корпусе 0805, прикладываю даташит

Применение источника тока усложнит схему - хотя имеет приемущество - датчик поля одновременно становится датчиком своей же собственной температуры.
Но можно для простоты использовать REF02, который является и опорой и градусником...

наткнулся на сайт с наличием схем по теме
http://www.detect-ufo.narod.ru/pribor/magn...mp_holl_01.html

Полная ерунда, по-моему. Сразу видно почерк настоящих уфологов...

да я тоже заметил, что это искатели НЛО,поисковик сразу выдал ссылку на приборы...а про уфологию, я только потом почитал. я ещё подумал ,нафига им такие приборы? Оказывается нада.....
попался мне тут даташит по теме, привожу схему с самобалансировкой нуля.Прокоментируйте плиз, насколько это реально?

Смелое замечание.Вы определитесь надо измерять или нет,если да то что именно?Если угол поворота магнита ,то избранный вами метод измерения-это измерение через .....Посмотрите в сторону энкодеров и вас несомненно посетит счастье.
xemul будте добрее

В смысле? Реально, конечно, - эти усилители существуют и используются. Но Вашу проблему они не решат. И неправильно считать приведенную схему "схемой с самобалансировкой нуля".

покажите мне 16-битный энкодер угла поворота стоимостью до 50 евро, за 500 евро не надо, я видел такие...


ну да , конечно Вы правы, с автоматической коррекцией нуля:....