Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

12(6) канален RTD Pt100 усилвател
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=22&t=18476		 Страница 2 от 3
Автор:  emilvtc [ Сря Авг 03, 2022 10:55 am ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
HSB, точността с която искам да меря в обхвата -50 .. +110 градуса е 0,5 градуса. Резолюцията която искам да дисплейвам е 0.1 градус.
Прав си, че това са 1600 точки резолюция и 320 точки за точно мерене, но с 12 битово АЦП имам 4096 точки. Е, като се махнат офсетите и нелинейността му, остават по-малко, но все пак имам два пъти и кусур повече точки от необходимото за дисплейваната резолюция.

Не искам решението ми да е овър-кил (да трепя с топ мухи). Вместо да слагам проц и RS485 за всеки канал, по-скоро бих сложил 4-20мА токови трансмитери със специализиран чип за Pt100(0) RTD вход. Има такива, но и това ми се вижда прекалено.

Ако в най-лошия случай всички толеранси на резистори, офсети на усилватели и АЦП (5mV за всеки от тях примерно) и неточностти в референсите (на генератора на ток и на АЦП-то) са такива, че оставаме в обхвата на АЦП-то и не насищаме (дори ако трябва малко да се намали усилването на второто стъпало с промяна на резистора в ОВ от 43к на 39к), то не виждам (може и да греша) някакъв проблем да се постигне заданието.
Не съм правил монтекарло симулация до момента. Симулацията ми е с идеализирани модели на усилвателите и идеално точни резистори и опорни източници.

Единственото важно е еталонните резистори 82 и 130 ома да са точни и с малък температурен коефициент, както и всички параметри на схемата (офсети и темп. дрейфове каквито и да са те) да не се променят по време на измерването (за няколко милисекунди).
С измерването им, софтуерна калибровка и филтриране би трябвало да се елиминират всякакви толеранси на резистори, офсети и температурни промени, защото измерването става радиометрично. Все пак измерването е бавно (няколко изчислени отчета в секунда) и може да се направи "тежка" филтрация на многократно измерени стойности.

За ДУ и CMRR-а - не очаквам много "плуване" на входа, защото той е относително нискоомен и е замасен. Говорим за полезен сигнал стотина миливолта близо до масата.
Резисторите около него ще са 1%.
Ако успея да намеря Pt1000 - усилването му ще е 1 вместо 10 за Pt100. Т.е. няма да има усилване на собствените си офсети.

Проблем очаквам по-скоро около мултиплексора, защото е захранен еднополярно, с доста ниско напрежение и не намирам инфо за утечно-токовото DC "прослушване" между каналите му.
Автор:  MYXATA [ Сря Авг 03, 2022 5:13 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Emilvtc,
Не искам да ти спирам устрема, но при ацп-тата има един параметър ефективен брой битове.
Иде реч, че с 12 битово ацп повечето случаи 3-4 бита ще с шум...
Тогава снетката няма да ти излезе правилн за 0.1 градус точност
Автор:  MYXATA [ Сря Авг 03, 2022 5:26 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
https://www.analog.com/en/analog-dialog ... e-rtd.html

https://www.analog.com/media/en/referen ... cn0383.pdf

https://www.analog.com/en/analog-dialog ... etric.html

Ако искаш точност, трябват ти отделни ацп-та с вградети калибрираниреференц резистори.
Първитят линк най-се доближава до това дето искаш да норавиш ,ама както виждаш е за два канала, и все пак се правят компромиси с точноста....
Автор:  emilvtc [ Сря Авг 03, 2022 6:44 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
MYXATA написа:
Тогава снетката няма да ти излезе правилна за 0.1 градус точност

Говоря още в първото ми изречение на първият ми пост за точност на измерването 0.5 градуса, а не 0.1 градуса. Дисплейването само ще е с резолюция 0.1 градус.

Това са 320 истински точки ( истински 8.3 бита) от едно 12 битово ацп.
Това не би трябвало да е чак "ракетна технология" ...

Благодаря за линковете.
Прави ми впечатление, че нямат никакви външни за чипа защити в сензорната верига ...

Сега работя върху вариант за трипроводно свързване на сензорите. По-късно ще кача схемата.
Автор:  MYXATA [ Сря Авг 03, 2022 7:55 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
emilvtc написа:
Прави ми впечатление, че нямат никакви външни за чипа защити в сензорната верига ...
а.

Ами то има, ама в чипа... а
Автор:  emilvtc [ Чет Авг 04, 2022 2:03 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Намерих Pt1000 сензори. При тях усилването на ДУ ще е 1.
Другата промяна е трипроводното свързване на сензорите.

( С тези защити схемата заприлича на руски телевизор... )

Прикачени файлове:
Simulation_3.png
Simulation_3.png [ 134.37 KiB | Прегледано 2142 пъти ]
12(6) channels RTD Pt100 amplifier_3.pdf [47.68 KiB]
80 пъти
Автор:  stefan63 [ Пет Авг 05, 2022 7:43 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Не съм достатъчно компетентен, само се опитвам да помогна...отговори с да/не....ако смяташ въпроса за глупав...
Сигурен ли си , че това е 3-проводна схема на измерване(не на опроводяване)?
Автор:  emilvtc [ Пет Авг 05, 2022 8:30 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
stefan63 написа:
Не съм достатъчно компетентен, само се опитвам да помогна...отговори с да/не....ако смяташ въпроса за глупав...
Сигурен ли си , че това е 3-проводна схема на измерване(не на опроводяване)?


Според мен е схема, която компенсира (елиминира влиянието на) съпротивленията на кабела до сензора с допускането, че и трите кабела (по-скоро на двата през които тече измервателният ток от токовият генератор) са с еднакво съпротивление.
Така на входа на ДУ се подава само пада на напрежение върху терморезистора БЕЗ падовете на напрежение върху съпротивленията на кабела . Т.е. той усилва само пада върху терморезистора.

В чиповете с директен RTD вход трипроводното свързване го имплементират с два еднакви генератора на ток прекарващи токовете си през трипроводно свързаният сензор. В моя случай вместо 2 генератори на ток имам усилвател с усилване 2, който усилва двойно пада върху резистора на кабела. Ако разпишеш с формули напреженията на двата входа на ДУ ще видиш, че падовете върху съпротивленията на кабела се елиминират.
Автор:  stefan63 [ Пет Авг 05, 2022 9:10 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Имаш 2 резистора R103 и R102...нещо като калибриране?Q2 e токов генератор 0.25V/330ohm ?

Колкото и да гледам- не виждам как се компенсира съпротивлението на единия проводник....при два еднакви датчика на еднаква температура, но единият на 2-метра, другият на 200...ще измериш различен пад. В твоя случай- ще имаш ли далечни датчици?

Както и да е...борбата е твоя.
-
Автор:  emilvtc [ Пет Авг 05, 2022 9:49 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
За по-просто погледни картинката (.png фаила, а не PDF-a),
На нея термo сензора e R2, a R3, R4 и R5 са съпротивленията на кабела към сензора. Приемам, че са еднакви и са по 33 ома.

Генератора на ток е реализиран с R13, Транзистора Т1 и усилвателя IOP5. Захранен е от опорно напрежение 2.92V. Той прекарва константен ток I_const през R1 , R3, R2 и R4.

През резисторите R17 ,R5 и R6 ток не тече -> няма пад върху тях. (всъщност текат нищожните входни токове на усилвателите, които ги пренебрегвам).

Напрежението спрямо маса на "+" входа на усилвателя U_+IOP1 = I_const*(R3+R2+R4)
Тъй като R3 =R4 = R5 => U_+IOP1 = I_const*(R4+R2+R4) = I_const*(R2+2*R4) = I_const*R2 + I_const*2*R4.
Напрежението спрямо маса на изхода на усилвателя (повторителя) IOP1 е:
U_IOP1 = I_const*R2 + I_const*2*R4.

Напрежението спрямо маса на "+" входа на усилвателя U_+IOP2 = I_const*R4.
Напрежението спрямо маса на изхода на усилвателя U_IOP2 = I_const*R4 * 2 (той усилва 2 пъти).

И какво излиза, че на единият вход на ДУ подаваме напрежение спрямо маса
U_IOP2 = I_const*R4 * 2
а на другият му вход подаваме напрежение спрямо маса:
U_IOP1 = I_const*R2 + I_const*2*R4.

Като се извадят двете напрежения, диференциалното входно напрежение между двата му входа остава само I_const*R2.

=> съпротивленията на кабелите НЕ участват във сметките и пада върху тях се елиминира от схемата, което е и целта ни.

Разпиши си сам тези сметки и ще се убедиш че е така.
Автор:  stefan63 [ Съб Авг 06, 2022 12:56 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Аха, разбрах идеята, благодаря!
Автор:  stefan63 [ Съб Авг 06, 2022 1:03 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
С какви усилвътели ще го правиш? Щото гледам , че си сложил 0V за минусовото захранване на ОУ, а поне единият сигнал е доста близо до 0V.
Автор:  Cekins [ Вто Авг 09, 2022 1:14 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Емо, не е ли много еретична тая идея с мултиплексорите? Аз съм го мислил и гледал няколко пъти - гледам мултиплексори и все не виждам някой да гарантира еднакво съпротвление на всички канали при еднакви условия, Още повече никой не гарантира каквито и да са еднакви параметри на два еднакви чипа. При пт100 и половин ом разлика ще ти даде грешка.

Аз ползвам тази схема за трипроводно, като последните два усилвателя са за да ми офсетнат напрежението до 400mV при 100 ома (0 градуса), тъй като едно и съшо устройсво се насиша и за пт100 и за MCP9701 и уреда на практика работи с еднакъв софтуер. Усилването е сметнато да е 1.95mV на градус (на MCP9701 e 19.5). Това еднократно го калибрирам с точни съпротивления - имам за -50, +100 и +250.

Прикачени файлове:
pt100.jpg
pt100.jpg [ 188.35 KiB | Прегледано 1988 пъти ]
Автор:  itso.t [ Вто Авг 09, 2022 1:31 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Зависи как са свързани ключовете / мултиплексорите. Ако през тях не протича ток, съпротивлението им може да се пренебрегне.
Автор:  Cekins [ Вто Авг 09, 2022 3:22 pm ]
Заглавие:  Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Друго съм правил - цялата тази схема я правя на едно малко платче и го забождам вертикално на основната платка - пести се място и време от проектиране на платка с куп еднакви блокове. Това работи нормално с MCP604 - ако ги няма последните два ОУ дето съм сложил става с една интегрална схема и пасивите около нея. Калибрира се еднократно всеки канал и се приключва с драмата. Аз лично много пъти съм се замислял да прекарам много pt100 през мултиплексор и да ги вкарам в някой готов чип - примерно MAX31865 - че даже и цената му, като теглиш чертата е на кантар да го правиш с дискретни елементи. Скоро не съм гледал намира ли се, ама си е хубаво чипе. Обаче за да прекараш датчиците през мукс с този чип - няма как да стане да не тече ток. Мислил съм по такива варианти - трябва някъв мултиплексор дето да е 3/4 канала 2-3-4 към 1 и пак съпротивленията не видях някъде да ги дават че ще са еднакви по всяко време за всички канали. С отделни чипове съвсем пък е умряла работа според мен.
Страница 2 от 3 Часовете са според зоната UTC + 1 час [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/