Отговори на тема  [ 43 мнения ]  Отиди на страница 1, 2, 3  Следваща
12(6) канален RTD Pt100 усилвател 
Автор Съобщение
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 2126
Местоположение: Пловдив
Мнение 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Ще ми се наложи да меря 8 температури с точност 0.5 градуса и резолюция 0.1 градус в обхвата -50..+110 градуса и ми трябва евтино решение за това. Реших да се спра на сензори Pt100 вместо на разните полупроводникови терморезистори, тъй като са евтини и с гарантирани параметри за съответният им клас на точност. Имат си таблици и формули за линеаризация и т.н.

Трябваше ми схема с еднополярно захранване, изпълнена с налични на пазара компоненти без някакви специални изисквания към тях.

Стигнах до схемата прикачена по-долу, като идеята ми е да не се използват скъпи усилватели с добри температурни характеристики и малък офсет, а евтини със съответната софтуерна корекция на усилване и офсет.
Единствените изисквания към тях са да работят на 3.3V, да са с rail to rail изход и да имат малки входни токове.

Използвам евтини аналогови мултиплексори с относително големи съпротивления във включено състояние, но тъй като няма да течат тоци през тях (,а само входните токове на повторителите след тях)- високото им съпротивление не би трябвало да е проблем.

Опитах се да направя и някаква защита с резистори на входовете и изходите, като основно разчитам на кламп диодите в чиповете.

Усилвателя е смятан да има изходно напрежение 0.1 ... 2.9V при температури -50 .. +120 градуса (80 .. 140 ома).
Периодично ще се измерват еталонни съпротивления 82 и 130 ома, с които ще се прави софтуерна калибровка и компенсация на офсетите на усилвателите в схемата.

Свнзорите са включени четирипроводно и съпротивлението на кабелите се компенсира, стига сумарното такова на всички тях да не надвишава 500 ома.

Схемата е предварителна и идеите Ви как може да се подобри или да се избегнат проблеми са добре дошли.


Прикачени файлове:
Съб Юли 30, 2022 2:31 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Нед Сеп 26, 2004 8:21 pm
Мнения: 25842
Местоположение: София
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Абе това последователно навръзване нещо хич не ми допада, струва ми се ще имаш много проблеми със смущения.


Съб Юли 30, 2022 3:12 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог
Аватар

Регистриран на: Чет Фев 03, 2005 1:21 am
Мнения: 9264
Местоположение: София
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
А в климатичните джаджи масово използват термистори...


Съб Юли 30, 2022 5:49 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог
Аватар

Регистриран на: Пон Юни 05, 2006 12:48 pm
Мнения: 4127
Местоположение: където небето среща земята, ракията е Jameson, а бирата Guinness
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
https://www.analog.com/en/technical-art ... -rtds.html
Баш тва ти требе, но малък шанс да го намериш...
Другото е
https://www.mouser.ie/ProductDetail/Ana ... Dasg%3D%3D

Има девет бройки налични в маузер.... има си апп ноут за ртд.... даже бях му писал софт за него....

_________________
... ако трети ден не ти се работи... това означава, че е сряда !


Съб Юли 30, 2022 9:46 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог
Аватар

Регистриран на: Пон Юни 05, 2006 12:48 pm
Мнения: 4127
Местоположение: където небето среща земята, ракията е Jameson, а бирата Guinness
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Пък за коментар по схемата.....
Ааконимаш многоканално ацп ,с вградеми модове за ртд , термо статиране и компенсации всякакви, няма смисъл да правим много каналинпрез аналогов мукс, и буферен оп амп... не казвам че няма да работи, но със сигурност ще е по сложна платка, с повече компоненти и по-неточно, откплкото 1 чип. Е два ако сложиш галванично развързване на SPI за да си пазиш електрониката зад него....
Поздрави

_________________
... ако трети ден не ти се работи... това означава, че е сряда !


Съб Юли 30, 2022 9:53 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Нед Сеп 26, 2004 8:21 pm
Мнения: 25842
Местоположение: София
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Има ли причина да прекарваш генератора през всички сензори последователно, защо не го мултиплексираш ? Най-малкото така няма да изгубиш всички сензори ако прекъсне един кабел. 4052 е диференциален мултиплексор, дали ще има практическа разлика за конкретният чип не знам, на теория би следвало да има, след като ключовете са на еидн кристал би следвало да са със сходни параметри, а и термално ще мърдат заедно, колкото по еднакви толкова по -добър CMRR, pпо същата причина и инструменталния усилвател бих го реализирал в един чип, или най-малкото двата неинвертиращи да са в един чип, в момента единият ти е в U1 другият в U4.


Нед Юли 31, 2022 12:00 am
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 2126
Местоположение: Пловдив
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Сензорите може и да не са навързани последователно, а всички да са на маса и да се комутират токовете през тях от генератор на ток със заземен товар с още още 2 мултиплексорни чипа. Така ако прекъсне някой - останалите продължават да работят.
Относно усилвателите - да, инструменталният ще е един чип с четери усилвателя, а генераторите на ток може да са с чип с два усилвателя в него.
Ще нарисувам и ще постна и такъв вариант на схема.
Съпротивленията на ключовете комутиращи тока през сензорите не би трябвало да оказва влияние, дори да е 300 ома. Генератора на ток би трябвало да прекара зададения ток през тях и сензора въпреки съпротивлението на ключа.

На времето преди 20+ години трябваше да направя много точен двуканален термометър за измерване на диференциална температура на кипене на вино за уред за определяне на алкохолното му съдържание. Там беше от особено значение точното измерване на разликата между показанията на двата термометъра (0.01 градус) и Pt1000 сензорите ги бях свързал четерипроводно - последователно без комутация в токовата им верига, за да се гарантира еднаквия еталонен ток през тях по време на измерването.

А относно термистори или Pt100, може и да греша, но повторяемостта на параметрите при термисторите не е така добра, както при Pt100 примерно. За тези температури по-удачно ще е да се използва Pt1000, но не намирам евтини сензори. Имат Pt100 в Комет на склад по 2лв бройката. Не намирам Pt1000 обаче.

На времето във всички индустриални "ниско" температурни терморегулатори които съм разглеждал се използваха Pt100x и само в китайските и в тези за шир потреба по-евтините термистори. За климатици и хладилници температурното измерване не е нужно да е точно и за това предполагам използват по-евтините термистори. В автомобилите - също.
Не съм разгглеждал наскоро параметрите на по-съвременни модели, та може и да греша.


Нед Юли 31, 2022 11:07 am
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 2126
Местоположение: Пловдив
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Ето един вариант на схемата със заземените сензори, които не са последователно свързани.

За целта има добавен аналогов ключ за комутиране на тока през сензорите, като вътрешното му съпротивление - дори да е 300 ома не би трябвало да оказва влияние на измерването.

Промених и генераторите на ток, да са със заземен товар. Ако са с P-MOS транзистори ще е по-добре, но ще трябва да са с прагово под 1V. Вместо тях сложих PNP транзистори, като температурно ще се компенсират софтуерно с измерването на еталонните резистори 82 и 130 ома.

Тази схема изисква усилвателите да са rail-to-rail и по вход и по изход, като по вход може да са само към маса.
Мултиплексорите ще трябва да комутират входа на усилвателите с напрежения близки до масата, за разлика от предишният вариант, където те бяха около средата на захранващото напрежение.

Тока през сензорите е около 1мА.

Всички резистори във веригите на генератора на ток, усилвателите и опорното да са 1%. Защитните може да са 5%.

Прикачам и симулация на схемата с резултат като картинка.


Прикачени файлове:
Simulation_2.png
Simulation_2.png [ 168.95 KiB | Прегледано 1200 пъти ]
Нед Юли 31, 2022 3:42 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Нед Сеп 26, 2004 8:21 pm
Мнения: 25842
Местоположение: София
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Относно съпротивлението на ключовете, по-скоро имах в предвид тези на меренето. За да имаш добър CMRR двата сигнала следва да са еднакво усилени /и не само/ лв като ги подадеш на входа на диференциалният усилвател. Ключовете са в тази верига, и разлики в тяхното съпротивление влияят на общия CMRR, затова ми се струва, че като мин.е добре да използваш диференциалният вариант на чипа.
Вярно е че ти имаш 10 Ком на входа и съпротивлението на мултиплексора е горе долу колкото толеранса в тези резистори ако приемем че са 1%, т.е. и да има разлики те ще са от порядъка на 0.2-0.3% в допълнение на 1% толеранс, но все пак по-добре да си ги спестиш ако можеш.


Нед Юли 31, 2022 3:53 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 2126
Местоположение: Пловдив
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Идеята на резисторите на входа на мултиплексорите към усилвателя (намалих ги до 1к) е само защитна - да ограничават тока през кламп диодите на мултиплексора при пренапрежения на входа. Тяхната стойност, както и съпротивлението на ключа не би трябвало да оказват влияние, на измерването, защото през тях ток не тече (вх. ток на усилвателя/повторителя е нищожен) => няма пад върху тях => дори да не са с еднакво съпротивление, това не би било проблем за CMRR.

Проблем може да се окаже мултиплексора с "прослушването"/утечката между каналите му. Той не е идеален ключ и при изключено състояние съпротивлението му не е безкрайност, а мегаоми (за DC), а за AC е съвсем друга бира. Надявам се в относително нискоомните вериги (1-2к ом-а) тези токове да не оказват влияние. В дейташита на мултиплексора не намирам инфо за тях или поне не мога да извлеча такова.


Пон Авг 01, 2022 8:39 am
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог
Аватар

Регистриран на: Нед Сеп 26, 2004 3:11 pm
Мнения: 3739
Местоположение: София
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
Ако това трябва да работи, задължително му сложи защити по всички входове, обикновено едни банални защитни диоди са достатъчни. Иначе ще имаш изгорели канали, а може и по-лошо: да изглежда да е ОК, а реално е отмахал настрани с няколко десетки миливолта. Да си сглобяваш инструментален усливател май не е добра идея. ...


Пон Авг 01, 2022 9:47 am
Профил ICQ
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Пон Мар 13, 2006 12:59 pm
Мнения: 3817
Местоположение: Габрово
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
0.1C не е невъзможен с интегрални полупроводникови сензори - а спестява останалите карантии. Например TMP117 по I2C.


Пон Авг 01, 2022 1:04 pm
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Вто Фев 06, 2007 7:44 pm
Мнения: 2126
Местоположение: Пловдив
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
I2C, както и 1-wire не са приложими за няколко метра разстояния. Имам опит с DS1820 и за дълги разстояния не е ок.

Ще добавя и защитни диоди на входовете. А за инструменталния усилвател - в тези времена нямам голям избор, нали?

Ако намеря Pt1000 сензори, ще мога да смъкна усилването на инструменталния усилвател до 1, вместо сегашните 10.

Някой има ли идея за доставчик на Pt1000?

Благодаря на всички за идеите и коментарите !


Вто Авг 02, 2022 8:41 am
Профил
Ранг: Почетен член
Ранг: Почетен член

Регистриран на: Вто Окт 25, 2005 9:54 am
Мнения: 699
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
1-wire са приложими за дори стотици метри по дизайн, нещо ти не си бил настроил нещата както трябва...
https://www.maximintegrated.com/en/desi ... 1/148.html
Някой път се налага да се сложи "strong pull up" с транзистор:
https://www.maximintegrated.com/en/desi ... /4255.html


Вто Авг 02, 2022 8:57 am
Профил
Ранг: Форумен бог
Ранг: Форумен бог

Регистриран на: Сря Юли 26, 2006 11:15 am
Мнения: 1018
Местоположение: Phoenix AZ
Мнение Re: 12(6) канален RTD Pt100 усилвател
При такова задание ето моите сметки .

Да речем че имам АДЦ дето мери 0 то 5В
-50 до +110 са 160 градуса , по 10 = 1600
5 делено на 1600 = 0,003125 Волта което е грубо 3 миливолта резолюция .
Да де ма тва е при 0 до 5 , приемаме 0,1 до 2,9 - и става 2,8 деленно на 1600 = 0, 00175 Волта .

Дотук смятам са на теория и при положение че останалите чаркалаци са ПЕРФЕКТНИ .
Да де ма в реалния живот такива няма ,демек ще трябва да се сметнат колко ще грешат.
Само като видя че ми трябва 1,7 Миливолта за 0,1 градус и дотам с илюзите че това може да стане ей тъй сковано с разни чарклаци дето са ефтинджос.

Ако наистина има чипове дето наистина мерят 0,1 градус ,нещо дето колегите са дали – лепя ги и даже ако да речем са на И2Ц слагам един малко МЦУ на всеки , то го го прави на РС485 например и и пращам датата там дето трябва и тка се решава задачата.

Решение на задачата с разните му ОУ и от сорта е загубена работа.

Даже ако се поглердне чаршафа на TMP 117 ....... даже и там не могат да мерят с 0,1 градус в целия обхват
TMP117 high-accuracy temperature sensor
±0.1 °C (maximum) from –20 °C to 50 °C
– ±0.15 °C (maximum) from –40 °C to 70 °C
– ±0.2 °C (maximum) from –40 °C to 100 °C
– ±0.25 °C (maximum) from –55 °C to 125 °C
– ±0.3 °C (maximum) from –55 °C to 150 °C
• Operating temperature range: –55 °C to 150 °C

Успех с начинанието.


Вто Авг 02, 2022 7:45 pm
Профил
Покажи мненията от миналия:  Сортирай по  
Отговори на тема   [ 43 мнения ]  Отиди на страница 1, 2, 3  Следваща

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 4 госта


Вие не можете да пускате нови теми
Вие не можете да отговаряте на теми
Вие не можете да променяте собственото си мнение
Вие не можете да изтривате собствените си мнения
Вие не можете да прикачвате файл

Търсене:
Иди на:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group.
Designed by ST Software for PTF.
Хостинг и Домейни