Jump to content

    
Sign in to follow this  
IvanPletnev

Преобразование сигнала пьезодатчика

Recommended Posts

Собственно и предложение, примитивное:

Схема:

http://savepic.ru/12706468.png

Переходной процесс в линейном режиме + помехи:

http://savepic.ru/12668579.png

Переходной процесс с ограничением + помехи:

http://savepic.ru/12694178.png

 

X1 - ЦП на номинал 100к.

Вместо примитивного ЭП на Q1, можно ставить любой буфер в интегральном исполнении.

R2 подбирается один раз для всех каналов, исходя из реальных максимальных амплитуд.

Ух ты, круто!

Обязательно попробую в ближайшее время!

А обрезать отрицательную поуволну входного сигнала? Он же симметричен относительно ноля?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Поиск в интернете дал мне вот такую схему

...

В целом, она меня устраивает, но, может вы подскажете что-то дельное?

ИМХО, гуглить усилитель заряда:

Усилитель заряда используется, как правило, с емкостными или пьезоэлектрическими датчиками сигналов, что отображено на схеме. Действие схемы усилителя заряда основано на применении так называемого эффекта Миллера. Если в схеме усилителя используется параллельная отрицательная обратная связь и в цепи связи стоит конденсатор С, то входное сопротивление приобретает емкостный характер – появляется входная емкость в 1+Ko раз больше величины емкости конденсатора С: Свх=(1+Ko)C. Ko - коэффициент усиления усилителя по напряжению. Эта емкость может быть очень велика. Так при коэффициенте усиления операционного усилителя Ко=10000 и емкости С=100 пФ, получаем Свх=1мкФ. В то же время емкость датчика сигналов Со может быть равна 100 пФ, а емкость соединительного экранированного кабеля Ск пусть даже 1000 пФ. При действии механической силы на пьезоэлектрический датчик на нем высвобождается заряд q, пропорциональный этой силе. Этот заряд заряжает параллельно соединенные конденсаторы Со, Ск и Свх. В результате выходное напряжение усилителя оказывается практически не зависящим от емкости датчика и емкости соединительного кабеля и определяется только зарядом и емкостью в цепи отрицательной обратной связи усилителя.

U2=q/C

Потому этот усилитель и называется «усилителем заряда». /ГП ПЕТИН/

 

Например, CN0350, или Петин (Рисунок 5.6, стр. 43), или electronix, и тп.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest TSerg
Специально для вас на языке Шекспира:

Да хоть бы и на китайском :)

Вероятно, студенты набивали профессору данный текст и лит. корректору он тоже не попался. Много неточностей, единицы измерений "гуляют", рисунки некоторые попутаны..

А так-то, Петин Генри Петрович - фигура известная, да и покоится он уже с миром.

 

Обязательно попробую в ближайшее время!

Только имейте в виду, что эта схема корежит спектр, т.к. обрезает нижнюю полуволну.

Если требуется сохранение формы импульсов - это уже другая схема.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это пьезодатчик. Соответственно, сопротивление очень большое. Частота 1200 - 2000 Гц.

А что за пьезодатчики? У меня в аналогичном проекте пьезодатчики ЗП-5 (да и дюжину других перепробовал..) дают не более 5 В, правда колебаний больше- от полусотни до сотни. Но выходное сопротивление их вряд ли очень большое- выходное напряжение падает вдвое только на 10 кОм по сравнению с 1 МОм осциллографа.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да хоть бы и на китайском :)

Вероятно, студенты набивали профессору данный текст и лит. корректору он тоже не попался. Много неточностей, единицы измерений "гуляют", рисунки некоторые попутаны..

А так-то, Петин Генри Петрович - фигура известная, да и покоится он уже с миром.

 

 

Только имейте в виду, что эта схема корежит спектр, т.к. обрезает нижнюю полуволну.

Если требуется сохранение формы импульсов - это уже другая схема.

 

Это как раз и нужно! Сейчас займусь, соберу на макетке, по результатам представлю отчет!

 

А что за пьезодатчики? У меня в аналогичном проекте пьезодатчики ЗП-5 (да и дюжину других перепробовал..) дают не более 5 В, правда колебаний больше- от полусотни до сотни. Но выходное сопротивление их вряд ли очень большое- выходное напряжение падает вдвое только на 10 кОм по сравнению с 1 МОм осциллографа.

 

Вот, только что осциллограмму записал. Но немного не в тех условиях, какие будут в барабанах. Это я просто по датчику ударил.

Это обычные китайские пьезодатчики по 100 рублей за кучку.

Но такие, как ни странно, стоят и в дорогих брендах тоже))

pic_37_1.jpg

Edited by Иван Плетнев

Share this post


Link to post
Share on other sites
Четверть периода 400 мкс/2.5 кГц - это 100 мкс. Частота семплирования, на мой взгляд, вполне достаточна 10 мкс == 100 кГц., т.е. 10 отсчетов до максимума.

Это вряд ли получится, поскольку скорость АЦП в моём МК 1MSPS, а каналов 16. 60 с небольшим кГц максимум. Но тесты показывают, что даже на 44 кГц очень неплохо работает.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest TSerg
Это вряд ли получится, поскольку скорость АЦП в моём МК 1MSPS, а каналов 16. 60 с небольшим кГц максимум. Но тесты показывают, что даже на 44 кГц очень неплохо работает.

Ну я с запасом сказал.

 

Легкий удар по керамике ЦТС-19, D=50 мм

Не выше 1.5 V.

http://savepic.ru/12697110.png

 

Легкий удар по тонкой пьезокерамике, D = 25 мм.

Не выше 12 V.

http://savepic.ru/12681769.png

 

P.S.

Вторичные максимумы - следствие механического дребезга при ударе, трудно уложиться в одно касание :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вот, только что осциллограмму записал. Но немного не в тех условиях, какие будут в барабанах. Это я просто по датчику ударил.

Это обычные китайские пьезодатчики по 100 рублей за кучку.

Но такие, как ни странно, стоят и в дорогих брендах тоже))

У меня по 20 рублей , на Митино брал, при совке еще делали. Разных брал штук по 10 от ЗП-4 до ЗП-2х

post-64861-1485116919_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый вечер всем!

 

Протестировал схему, предложенную уважаемым TSerg, ниже представлю картинку. Вместо эмиттерного повторителя на транзисторе, включил LM358 по схеме повторителя. Т.е. отрицательный вход соединил с выходом. В итоге выходной сигнал режется на уровне 2В. На картинке 2 канал (голубой) - сигнал на входе ОУ, ограниченный по амплитуде напряжением питания, 1 канал (желтый) - сигнал на выходе ОУ. Что сделал не так? :)

pic_38_4.jpg

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Хорошо, попробую rail-to-rail, спасибо!

Все-таки с пьезодатчиком надо использовать усилитель заряда. Подбираете емкость в цепи обратной связи так , чтобы сигнал при самом сильном ударе не превышал напряжение питания ОУ и всЁ.

 

Другие схемы приведут к неожиданным проблемам. Кстати у Вас пьезодатчик , когда Вы по нему ударяете свободен или приклеен?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this