[vldmr86 0]

Первый раз столкнулся с необходимостью точно померить температуру и давление с точностью 0.1%. Датчики температуры Pt100 и/или Pt500 их будет 3 штуки. Датчиков давления будет 2 штуки. Их тип мне пока неизвестен. Они с интерфейсом 4-20 миллиампер. Выбрал АЦП ADS124S08IRHBR. У него 12 независимых входов. Собираюсь использовать его внутреннюю опору и внутренний осциллятор. Но пока не могу понять хватит ли их точности для обеспечения моих требований. Как это понять? Это первый вопрос.

У АЦП есть пара токовых выходов для возбуждения датчика. Если правильно понял через датчик температуры предлагаю гнать точно установленный ток и мерить с двух сторон датчика относительно земли. В общих чертах понятно как быть с единственным датчиком. У меня же их 3 и на всех троих выделенного источника тока не хватит. Да и выглядит это как то криво и не оптимально. Или все же правильно и просто больше двух датчиков подключить нельзя? Это второй вопрос.

 

Если все-таки попытаться подключить 3 датчика температуры и 2 датчика 4-20 миллиампер то так как это лучше сделать и возможно ли это? Это третий вопрос.

Если ответ на третий вопрос положительный, то как подключать датчики 4-20 миллиампер? Это четвертый вопрос. Когда я подключал датчики дыма где точность +/- километр то просто последовательно с датчиком подключал токовый шунт на котором измерял падение. Для требуемой мне сейчас точности такой вариант не подходит - я просто не найду сопротивление с такой точностью.

 

Прошу отнестись с начинающему с пониманием надо же с чего то начать...

[k155la3 26]

Для обеспечения точности 0.1 по PT100 их следует (как минимум) включать по мостовой схеме (3 или 4-проводной),

(если они не подключены непосредственно к выводам АЦП ).

Чтобы включить 3 термодатчика на один источник тока, можно попробовать включить мосты последовательно по

току. (надо просчитывать суммарное сопротивление мостов, сможет ли ИТ работоть на этом сопротивлении).

Улучшит ли такое решение точноcть измерений - "не думаю" :)

 

>> "Для требуемой мне сейчас точности такой вариант не подходит - я просто не найду сопротивление с такой точностью."

Нужно сопротивление не столько с точностью, сколько с малым ТКС и малым уходом от старения.

И канал измерения (тока в данном случае) надо будет калибровать, чтобы скомпенсировать неточность сопротивления.

(также как и каналы температуры).

 

 

 

 

 

 

 

[HardEgor 61]

Выбрал АЦП ADS124S08IRHBR. У него 12 независимых входов. Собираюсь использовать его внутреннюю опору и внутренний осциллятор. Но пока не могу понять хватит ли их точности для обеспечения моих требований. Как это понять?

У датчиков уже указана точность(или в стандарте на датчики, например ГОСТ 6651-2009 ). АЦП должен быть лучше по точности чем датчики.

Не очень понятно как выбрали АЦП, но начните с чтения документов к ADS124S08

[vldmr86 0]

У датчиков уже указана точность(или в стандарте на датчики, например ГОСТ 6651-2009 ). АЦП должен быть лучше по точности чем датчики.

Не очень понятно как выбрали АЦП, но начните с чтения документов к ADS124S08

 

За ГОСТ спасибо. Кое-что прояснилось. Стал понятен масштаб заблуждений , поэтому пока хочу разобраться с необходимой точностью измерения температуры. 24-битное АЦП выбрал не я - мне его предложили как подходящее. И если я не сильно заплутал в своих размышлениях то мне должно хватить 16 бит с PGA.

 

Собственно размышления: У меня будут платиновые датчики Pt100 и возможно Pt500. Температура которую мне придется мерить не ниже -25 и не выше 175 (для простоты взял всю шкалу 200 градусов). При температуре -25 сопротивление датчика Pt100 - 90.19 Ома. При температуре +175 градусов - соответственно 166.63 Ома. Речь о датчике с "альфа" = 0,00385. Ток через датчик рекомендуется гнать такой чтобы не происходило разогрева то есть не более 1 mа. Выбираю 500 микроампер (если я чем то рискую - расскажите чем, пока не вижу никаких проблем). Соответственно на датчике выпадет от 0.045095 до 0.083315 вольта. Если я хочу померить эти величины с точностью 0.1 % то я должен быть готов померить величину равную 0.045095/1000=0.000045095 вольт. При использовании опоры 2.5 вольта, и АЦП с разрядностью 16 бит я имею младший бит величиной 2.5/65536=0.00003815 что соразмерно с моей минимальной измеряемой величиной. Если я умножу входное напряжение с помощью PGA, то смогу сдвинуть результат из той зоны где младшие биты несут мусор. Вроде как 16-ти битного АЦП мне должно хватить. Например вот такого ADS114S08

 

[dimka76 42]

Соответственно на датчике выпадет от 0.045095 до 0.083315 вольта. Если я хочу померить эти величины с точностью 0.1 % то я должен быть готов померить величину равную 0.045095/1000=0.000045095 вольт. При использовании опоры 2.5 вольта, и АЦП с разрядностью 16 бит я имею младший бит величиной 2.5/65536=0.00003815 что соразмерно с моей минимальной измеряемой величиной. Если я умножу входное напряжение с помощью PGA, то смогу сдвинуть результат из той зоны где младшие биты несут мусор. Вроде как 16-ти битного АЦП мне должно хватить. Например вот такого ADS114S08

 

У вас измеряемое напряжение соизмеримо с возможностью АЦП - 0.000045095 и 0.00003815.

С одной стороны PGA может улучшить показатели, а с другой - внесет свой шум.

Может лучше все-таки посмотреть в сторону 24 бита и тоже с PGA.

 

И если вы включите измерительную часть по следующей схеме, то исключите влияние нестабильности источника опорного напряжения.

[HardEgor 61]

И если я не сильно заплутал в своих размышлениях то мне должно хватить 16 бит с PGA.

Ток через датчик снизу ограничен чувствительностью АЦП, сверху ограничен разогревом. Разогрев очень сильно зависит от габаритов ЧЭ, для RTD в корпусе 0805 это одно, для проволочного RTD размером 5х10мм это другое. Поэтому выбор тока сильно зависит от датчика.

PGA может добавить шумов и нелинейности - надо считать.

Теоретические разряды АЦП сильно уменьшаются нелинейностями и шумами АЦП, а также точностью опорного напряжения. Обычно приходится тщательно изучать каждое слово в даташите, а потом читать между строк что еще забыли написать. :(

Мне вот понравилось MCP3551, тем что для него есть готовый reference с реально полученными результатами 0,05 градуса в диапазоне -200..+200 (AN1154 Precision RTD Instrumentation for Temperature Sensing). Используется кстати 22-бит АЦП.

[Plain 161]

я просто не найду сопротивление с такой точностью

Вот и чудненько, задача решилась не начавшись.

 

Тогда с какой стати здесь данная тема? Типа, а как бы оно выглядело чисто теоретически?

[vldmr86 0]

....

Может лучше все-таки посмотреть в сторону 24 бита и тоже с PGA.

 

И если вы включите измерительную часть по следующей схеме, то исключите влияние нестабильности источника опорного напряжения.

 

В этой схеме три сопротивления выделены кружками. Это датчики? Если да, то на 4 входа можно повесить 4 датчика. Поделитесь документом откуда эта картинка! Если же чувствительный элемент всего один, то оставшиеся резисторы в этом мосте должны быть высокой точности и стабильности? В любом случае за схему спасибо - попробую разобраться. Эти 2 чипа 16 бит и 24 бита настолько похожи что плата отличаться не будет. Наверное оба попробую. Смотрю - почти все 24 битные АЦП с PGA. Как определить границы их безошибочного применения? В моем представлении чем выше коэффициент усиления тем большую ошибку они вносят. То есть на 128 умножать точно не стоит. Но это на глаз, а рассчитать это как?

 

Ток через датчик .... надо считать.

....

Мне вот понравилось MCP3551, тем что для него есть готовый reference с реально полученными результатами 0,05 градуса в диапазоне -200..+200 (AN1154 Precision RTD Instrumentation for Temperature Sensing). Используется кстати 22-бит АЦП.

 

С током все просто - он настраивается программно. Мы его в процессе отладки подберем. А с одноканальным АЦП как то неудобно. мне их либо 5 штук надо либо мутьтиплексор ставить. Если уж внутренний PGA шума добавляет то внешний чип мне кажется еще больше шумит.

 

Вот и чудненько, задача решилась не начавшись.

 

Тогда с какой стати здесь данная тема? Типа, а как бы оно выглядело чисто теоретически?

 

Нашлись резисторы. Я раньше с такими дела не имел так же как и с измерениями. Шутки вашей не понял. PTF65 и PTF56 например. По опыту работы с датчиками дыма знаю что при подключении или при обслуживании шлейф могут замкнуть и тогда резистор сгорит. У нас принято защищать датчик ограничителем тока. То есть больше например 30 миллиампер в него не протечет . Типовое значение этого резистора почему то 250 Ом А мне удобнее 100 тогда не больше 2 вольт при опоре 2.5 вольта будет. 250омные лежат много где. 100-омных ждать придется. Есть какой-нибудь способ прикрутить 250омный резистор к 2.5 вольтовой опоре?

Изменено 6 ноября, 2017 пользователем vldmr86

[dimka76 42]

В этой схеме три сопротивления выделены кружками. Это датчики? Если да, то на 4 входа можно повесить 4 датчика. Поделитесь документом откуда эта картинка! Если же чувствительный элемент всего один, то оставшиеся резисторы в этом мосте должны быть высокой точности и стабильности? В любом случае за схему спасибо - попробую разобраться. Эти 2 чипа 16 бит и 24 бита настолько похожи что плата отличаться не будет. Наверное оба попробую. Смотрю - почти все 24 битные АЦП с PGA. Как определить границы их безошибочного применения? В моем представлении чем выше коэффициент усиления тем большую ошибку они вносят. То есть на 128 умножать точно не стоит. Но это на глаз, а рассчитать это как?

 

Тот, что ромбиком нарисован - это датчик давления (тензомост).

Между AIN2(+) и AIN2(-) - это терморезистор.

Схема из даташита AD7799.

Да, все резисторы высокой стабильности и точности. В такой схеме эталонным элементом является сопротивление, а не источник напряжения.

[vldmr86 0]

Попалась схема - очень мне удобная. На одно АЦП посадили 2 датчика. А мне надо 3 датчика посадить по такой же схеме. Чем я рискую? Ток смогу менять программно в любой момент. Понимаю что цепь рвется в случае вынимания одного из датчиков. Вместо датчика буду вставлять заглушку 100омную

[HardEgor 61]

Попалась схема - очень мне удобная.

Предлагаю раскинуть картишки и погадать - какая схема выпадет, ту и применить :)

Каждая схема имеет плюсы и минусы, никто не знает вашу ситуацию и сказать какая вам подойдет можете сказать только вы.

[vldmr86 0]

Предлагаю раскинуть картишки и погадать - какая схема выпадет, ту и применить :)

Каждая схема имеет плюсы и минусы, никто не знает вашу ситуацию и сказать какая вам подойдет можете сказать только вы.

 

Я хотел спросить про взаимное влияние, если оно возможно. АЦП способно прокачать достаточный ток. Длина и сопротивление проводов у датчиков будут +/- несколько сантиметров одинаковые и достаточно толстые. Случай заглушки вместо датчика не рассматриваем.

 

Я такое включение раньше нигде не встречал. Параллельно датчики включались в основном в том что мне попадалось.

[Ruslan1 12]

vldmr86 , тут уже упоминали явление, которое для Вас может стать очень важным- саморазогрев датчика температуры проходящим током.

От того, какой ток для Вас допустим, и зависит схема и методика. Десятая доля градуса точности просто так не получается, нужно считать и выбирать по месту.

[Tanya 4]

Десятая доля градуса точности просто так не получается, нужно считать и выбирать по месту.

Надо знать, что измеряется, где датчик, какой теплообмен. Иногда можно для увеличения чувствительности пропускать больший ток, вызывающий разогрев, а иногда и нельзя...

[kolobok0 0]

...ток, вызывающий разогрев, а иногда и нельзя...

 

OFF/2:

А есть где-либо теория, практика, метода замера разогрева термодатчиков?

 

Тупо из практики, с разрядностью в сотые, в упор не видел разогрев от постоянной работы.

Порядок цифр хотя-бы понять, речь о тысячных идёт что-ли?

 

 

заранее спасибо

(круглый)