[vassabi 0]

Добрый день, всем.

Прошу совета. Покурил здесь подобные темы – проникся остротой реакции профи на повсеместный дилетантизм (я не исключение), поэтому постараюсь быть максимально конкретным в формулировке задачи.

Условия такие:

датчик температуры PT100, четырех проводной, с рождения на кабеле;

кабель длиной 10м, не экранированный, но есть выход с наконечником под винт, похоже на заземляющий провод, но он не звонится на корпус датчика;

диапазон измеряемых температур -40оС/+100оС (это ориентировочно, более точно еще буду уточнять)

среда измерения – готовый асфальт, т.е. дорожное покрытие (в некоторых случаях грунт или бетон)

необходимая точность +/-0,2оС (можно и более точно), максимальная точность нужна в районе 0оС (желательно +/-0,1оС), для точного определения точи замерзания.

«слушать» датчик будет МК, не важно какой, т.к. не планирую для этого использовать его аналоговую периферию, только «цифра».

Что необходимо:

Микросхема, которая сможет снимать показания датчика, c I2C интерфейсом (можно и SPI или UART, но не RS-485, т.к. МК и необходимый девайс будут на расстоянии мах.10 см друг от друга, т.е. лишний корпус конвертера просто не желателен). Желательно девайс уже со встроенными бортовыми опорными источниками. Бюджет до 6-8 баксов за корпус, но возможны варианты.

Начал было смотреть MCP3422, но как-то засомневался, что сделаю правильный выбор, т.к. на референсной схеме подключение 3-х проводного датчика…

В общем, прошу совет по выбору подходящей микросхемы. Заранее благодарен.

 

[Plain 223]

Годится любой СД-АЦП с двумя дифференциальными входами, 16 разрядов достаточно. И входам, принимающим кабель 10 м, разумеется нужна соответствующая защита.

[MrYuran 29]

Сигма-дельта АЦП, от 16р.

Например, моё любимое AD7708.

Из дополнительной обвески - точный опорный резистор (его точность будет определять крутизну), хотя бы 0,1%.

При ратиометрической схеме значение опоры неважно, главное чтобы не шумела.

Плюс дополнительная калибровка смещения в нуле по цельсию, раз там нужна максимальная точность.

Само собой, напрашивается тающий лед.

Как сейчас вижу, женщины вытаскивают с утра из морозилки замерзшие пластиковые бутылки, дубасят их от души, потом высыпают лед в баночки с мешалками, заливают водой..

:)

[vassabi 0]

Годится любой СД-АЦП с двумя дифференциальными входами...

Мне это мало о чем говорит, т.е. перед тем как написать сюда, я пошарился по ряду ДШ СД-АЦП и понял, что нуждаюсь в конкретных практических рекомендациях.

И входам, принимающим кабель 10 м, разумеется нужна соответствующая защита.

Вы имеете в виду ESD? Да, я планировал ставить что-то типа SMF05...

Например, моё любимое AD7708.

Для моего случая с его канальностью перебор. А например AD7705 подойдет?

Плюс дополнительная калибровка смещения в нуле по цельсию...

Не спешите, я еще успею эти вопросы задать, сначала нужно с микрухой определиться :)

[Tanya 4]

я пошарился по ряду ДШ СД-АЦП...

с микрухой

Сленг тут не приветствуется.

Точность будет во всем диапазоне примерно одинаковая. Сопротивление датчика характеризует температуру именно датчика. Поэтому мечта измерить температуру с такой точностью сбывается только у тех, кто может обеспечить очень хороший тепловой контакт с измеряемой средой и очень плохой со всем остальным миром. Еще вспомните, сколько нужно времени держать медицинский термометр подмышкой.

[vassabi 0]

Поэтому мечта измерить температуру с такой точностью сбывается только у тех, кто может обеспечить очень хороший тепловой контакт с измеряемой средой и очень плохой со всем остальным миром.

Я же написал, датчик закатывается в асфальт (полностью). Контакт с внешним миром остается только по проводам. И у меня не мечта, а задача (это к сленгу).

Еще вспомните, сколько нужно времени держать медицинский термометр подмышкой.

Инертность не столь важна в моей задаче, достаточно будет снимать показания раз в 5-10 минут.

 

В целом, не понял как ваш пост мне помог.

p.s. извините за сленг.

[Tanya 4]

Я же написал, датчик закатывается в асфальт (полностью). Контакт с внешним миром остается только по проводам.

Тогда в комплекте должно быть еще и "одеяло" для укрывания датчика и проводов. Еще проблема может быть в наводках....

А АЦП - не проблема. Существует очень большое количество подходящих Вам АЦП. В том числе и внутри контроллера.

Вы не с того конца начинаете. Мне так кажется.

 

 

Инертность не столь важна в моей задаче, достаточно будет снимать показания раз в 5-10 минут.

А масса Вашего термометра какая? Еще добавлю, что время измерения можно в несколько раз уменьшить, дождавшись совпадения зависимости температуры от времени с экспонентой.

[alexPec 3]

Хорошо себя зарекомендовала схема Датчик - усилитель (хотя не обязательно) - преобразователь напряжение->частота - МК. Используем много лет (уж 6 вроде). Микроконтроллером просто считаем импульсы любым встроенным таймером-счетчиком. От времени счета будет зависеть точность. Используем преобразователь AD7740. Получаем точность разрешение порядка 0,05С при времени измерения если не ошибаюсь 0,3с. Это конечно с учетом того, что реализована динамическая калибровка. Баз нее - подул на плату и привет - 0,5-1 С в плюс или минус.

[vassabi 0]

Вы не с того конца начинаете. Мне так кажется.

Не уверен, что понимаю о чем вы говорите, но все же хочу уточнить еще раз. Я не планирую использовать аналоговую периферию МК, т.к. блок с МК это что-то вроде логгера, к которому могут подключаться/не подключаться разные наборы устройств (в основном по RS), единственный аналоговый прибор это упомянутая Pt100. Это раз... Два - подключение 10 метров кабеля прямо к МК без развязки или соответствующих защит затея авантюрная, реализация этих защит совершенно не планируется. Три - в блоке с МК присутствует RF источник, с которым аналоговые сигналы точно не подружатся. Еще раз, я старался задачу описать максимально корректно, но все же думаю, что было бы лишним писать что не нужно, если написано что нужно.

 

А масса Вашего термометра какая?

~25г, диаметр 8мм, длина 100мм, нержавейка.

 

Еще добавлю, что время измерения можно в несколько раз уменьшить, дождавшись совпадения зависимости температуры от времени с экспонентой.

Это учту, спасибо. Но я бы хотел сначала определиться с микросхемой. Вы по AD7705 можете сказать подойдет/не подойдет для моей задачи?

 

Хорошо себя зарекомендовала схема Датчик - усилитель (хотя не обязательно) - преобразователь напряжение->частота - МК.

Я думал о такой реализации, но пока не нашел понятного мне решения/схемы, банально хотя бы как подключать Pt100, я же писал, я дилетант в этих вопросах. Мало того у меня на МК реализован CTMU с дискретизацией до 1нс (можно и 330пс выжать). Если предложите схемное решение - буду признателен.

[Plain 223]

я планировал ставить что-то типа SMF05

Маловаты габариты, и ток утечки заметный. Лучше что-то типа SMBJ10A, 4 провода — значит надо 4 штуки.

 

например AD7705 подойдет?

Старая и дорогая сама по себе, без учёта кварца, ещё и весьма крупногабаритного. На сегодняшний день AD7798, AD7792 и т.п. — лучшие для этой задачи.

 

Резистор тоже годится далеко не любой, а примерно такой.

 

Любое измерение сопротивления сводится к относительному (ratiometric), т.е. собираете последовательную цепь из двух резисторов — датчика и эталона — и, поскольку ток в такой цепи один, просто измеряете отношение напряжений на них двумя дифференциальными входами АЦП. Опорное напряжение АЦП в этом процессе никак не участвует, кроме локальной стабильности на этот период.

 

В реальности, АЦП имеют несколько ограничений. Входы обыкновенных СД-АЦП имеют низкое сопротивление, и для работы с такой схемой им нужен буферный усилитель — в АЦП фирмы AD они чаще всего есть, а у других фирм наоборот.

 

Входной диапазон у таких усилителей меньше, чем у небуферированных входов (например, на 300 мВ снизу и 1100 мВ сверху), что означает, что к данной последовательной цепи из двух резисторов придётся сверху и снизу добавить ещё пару простых резисторов, из расчёта, чтобы на каждом из них упало это нужное напряжение при максимальном сопротивлении датчика (минимальном токе цепи).

 

Ну и, на элементах защиты, т.е. на данных ограничителях, при их работе случается достаточно большое напряжение, больше питания схемы, и для исключения протекания тока, превышающего паспортный, в цепи открывающихся при этом защитных диодов входов АЦП требуются последовательные с ними резисторы — от 2 кОм и больше.

[vassabi 0]

Plain, спасибо за ценные советы!

Старая и дорогая сама по себе, без учёта кварца, ещё и весьма крупногабаритного. На сегодняшний день AD7798, AD7792 и т.п.

У нас она в полтора раза дороже, за 10 баксов переваливает, но я еще поищу...

Так а как все таки подключать четырех проводной термометр к одному диф.входу?

И какая функция у пятого провода в кабеле?

[rx3apf 0]

Неплохо смотрится ADC AD7790. Ратиометрическое измерение я реализовал, включив опорный резистор последовательно с измеряемым, напряжение на опорном резисторе -> +/-REFIN, напряжение на сенсоре -> +/- AIN. Раз четырехпроводное включение - "токовую" пару в цепь опорного резистора, а с пары "напряжение" - на AIN.

 

Потребление по входу REFIN небольшое, поэтому не сильно искажает результат.

Изменено 3 июня, 2013 пользователем rx3apf

[MrYuran 29]

Вы по AD7705 можете сказать подойдет/не подойдет для моей задачи?

Вполне.

Кварц можно не ставить, тактовую частоту завести с контроллера.

Насчет входного сопротивления - в буферированном режиме оно огромно. Особенно по сравнению с Pt100.

[marti 0]

Зря вы Таню не слушаете.

[izerg 9]

Еще добавлю, что время измерения можно в несколько раз уменьшить, дождавшись совпадения зависимости температуры от времени с экспонентой.

 

А можно об этом подробнее? График бы какой посмотреть, или где почитать?