Форум: Выбор оборудования

Доброго времени суток! Имеется лабораторная установка для замера температуры масла в подшипниках качения (хромель-копелевая термопара), а также для замера коэффициента трения при помощи тензодатчика и тензостанции ТА-5, к которой подключен миллиамперметр (показания пересчитываются по формулам для получения значений коэффициента трения).
Вопрос в том, какими современными средствами можно все это дело автоматизировать? Чтобы все показания регистрировались в ПК, а не списывались в ручную. Заранее благодарю за помощь!

Олег. Допустим, можно применить LTR в следующей конфигурации:
LTR-U-1-4 + LTR27 + (H-27T - от 1 до 8 шт.) для получения от 2-х до 16-ти каналов измерения напряжения от -25 до +75 мВ. Подключается LTR-U-1-4 к компьютеру по USB.
http://lcard.ru/products/ltr/ltr-u-1
http://lcard.ru/products/ltr/ltr27
http://lcard.ru/products/ltr/h-27x

К этой системе Вы сможете  напрямую подключить до 16-ти термопар.
Имеется бесплатное ПО  L-Graph2.
http://lcard.ru/support/lgraph
Для пересчёта милливольт в градусы для ХК-термопары понадобится написать собственный плагин (формула пересчёта имеется в ГОСТах). Имеются общие  примеры  программирования  LTR27.

Перечсёт из милливольт в градусы делают согласно нормировочным функциям по ГОСТ Р 8.585-2001 http://gostedu.ru/6755.html

Спасибо, Александр! А вот на счет снятия данных с тензодатчика? такое же оборудование? И нет ли какого-либо термометра, чтобы его можно было поместить в замеряемую среду, и он показал температуру (слышал про такое устройство, заменяет термопары)

Возможны следующие конфигурации:
LTR-EU-2-5     - 2x местный крейт LTR
LTR27 + (H-27T - от 1 до 8 шт.)  -  до 16-ти каналов термопар
LTR212                                       - до 8-ми каналов тензодатчиков

Но всегда лучше использовать специализированные решения (в частности, LTR212  - для тензодатчиков, а LTR27 не требует изоляции термопар).

Но есть и другая крайность, когда цена покупных изделий должна быть минимальна, и есть "умелые ручки", которые потребуется приложить. Это решения на основе E-154 и E14-140M: 

http://www.lcard.ru/download/image/e-154_for_tenzo.gif
http://www.lcard.ru/download/image/e-154_for_thermo.png
http://www.lcard.ru/download/image/e14- … thermo.png
http://www.lcard.ru/download/image/e14- … tenzo1.png

Можно ли использовать тензодатчик для измерения температуры?
- Теоретически можно, поскольку тензорезистор, как элемент тензодатчика, термозависим. И в тензометрии борются с такой термозависимостью, применяя полномостовые тензодатчики, в которых его термозависимость скомпенсирована. Но если греть/охлаждать  один из тензорезисторов в полном тензомосте, то вот Вам и термодатчик!   Но эффективнее использовать терморезистор, чем датчик температуры на основе тензорезистора, поскольку крутизна температурной характеристики у терморезистора кардинально выше.

Можно ли использовать LTR27 + H-27T для снятия показаний с тензомоста?
- При питании полного тензомоста от внешнего источника питания, при измерениях больших относительных деформаций - это возможно.

В Вашем вопросе смешались кони и люди. Термометр - это законченный прибор. Термопара - это один из известных датчиков температуры (т.е. возможная составляющая часть прибора). Термопара бывает изолированная от среды, например теплопроводной керамикой. Приборы тоже бывают для разных условий эксплуатации (в разных средах). Так, о чём вопрос? О какой среде идёт речь?

Про датчики температур:
- Для высоких температур традиционно применяют термопары.
- Для низких температур традиционно применяют терморезисторы.
- Для средних температур применяют микроэлектронные термодатчики (к примеру, 2-х проводный DS18S20, который можно подключить к LTR114).
- Есть бесконтактные ИК-датчики.

Олег, для более конкретных рекомендаций по выбору оборудования необходимо перейти на инженерную постановку задачи:
1. Тензодатчик и термопара изолированы от среды (корпуса, земли установки)? Если нет, то с чем контактируют (подробно)?
2. Тип тензодатчика (четверть-, полу-, полномостовой)?
3. Сопротивление тензодатчика?
4. Коэффициент передачи тензодатчика?
5. Диапазон измерения  тензодатчика и термопары?
6. Требуемая точность измерения тензодатчика и термопары?
7. Сколько каналов измерения тензодатчика и термопары?
8. Какая максимальная частота сбора данных c датчиков необходима?
9. С какой точностью по времени должны быть синхронизированы отсчёты с разных каналов измерения?
10. В каких условиях окружающей среды будет эксплуатироваться прибор? Рабочий температурный диапазон?
11. Как далеко могут располагаться датчики от системы сбора данных?
12. Как далеко может система сбора данных от компьютера?
13. От чего предполагается питать прибор и компьютер? От сети~220V или от автономного низковольтного питания?
14. По какому интерфейсу с компьютером хотите подключать систему сбора данных? Ближний (USB до 5 м)? Или дальний (Ethernet)?
15. Какие ограничения по бюджету?
16. Система сбора данных должна быть внесена в Госреестр средств измерений?

Александр, извиняюсь за долгий ответ. Отвечу по пунктам Ваших вопросов:
1. Тензодатчик (ТД) в клее БФ-2, контактирует с головкой, где вращается подшипник (контактная пара). Термопара (ТП) контактирует с той же головкой, т.е. с металлом и с малым процентом масла, которое может просачиваться.
2. ТД на бумажной основе (более подробно не могу ответить)
3. 100-200 Ом
4. 2
5. ТД: 0,2 Н/мм^2. ТП: до 150 град.Цельсия
6. 5% (до тысячных)
7. 2 на 2
8. 5 кГц
9. 0,5 %
10. Аудитория (Токр = 15 до 30 град.Цельсия) ТП до 200 град.Цельсия
11. 10-15 м.
12. 10-15 м.
13. сеть 220 V
14. USB до 5 м.
15. 30-40 т.руб
16. Да

1. Я так понял, что термопара и тензодатчик не изолированы.

6.  "5% (до тысячных)" - требования по точности неясны.

7. "2 на 2"  - Непонятно. Полным предложением ответьте на вопрос.

8.  "5 кГц"   - У Вас столь быстротекущий (динамичный) физический процесс, что необходимо собирать данные о температуре и силе  с периодом 0,2 мс? Такие требования физически обоснованы в Вашей задаче?

9. 0,5 %  - Проценты - это относительная величина. Применительно к заданному вопросу - неясно.

12. "10-15 м."
14. "USB до 5 м".  - эти два ответа противоречат друг другу. USB хабы будете применять?

2. ТД на бумажной основе (более подробно не могу ответить)

- Но ответить придётся, поскольку, от его типа (четверть-, полу-, полномостовой) резко зависит выбор оборудования. Выложите хотя бы его фото , я определю какой. Выкладывать картинки сможете здесь, когда зарегистрируетесь...

- Интересуют наличие явного электрического контакта между датчиками, а также каждого датчика по отношению к корпусу установки (к общей металлической части). Также интересует наличие неявного электрического контакта через масло, которое может быть электропроводным.

Про быстротекущий физический процесс продолжу. Период сбора данных 0,2 мс физически оправдан, если Вы изучаете динамику  взрыва или динамику разрушения подшипника.  Но если физическая задача достаточно статична, то значительно больший период измерения температуры и тензометрирования был бы оправдан,  и выбор аппаратуры был бы проще и стоимость аппаратуры значительно ниже.

Александр, отвечаю на Ваши дополнительные вопросы:
1. ТД изолирован, ТП нет, но электрического контакта нет.
2. фото ТД ниже (под буквой а)

6. Точность до 3-го знака после запятой (до тысячной)
7. 2 канала для тТД и 2 для ТП
8. Решено с профессором, что данная частота необходима
9. Точность по времени желательно, чтобы была одинакова на каналах и без задержек
12. USB до 5 м
14. USB до 5 м

Олег,  с точки зрения Ваших формальных техтребований, которые удалось мне понять: у L-Card нет подходящей готовой аппаратуры под эти требования.

С другой неформальной стороны, требование к задаче измерения не объяснены: 
1) "У Вас столь быстротекущий (динамичный) физический процесс?..."
- Решено с профессором, что данная частота необходима.
2) "Какая точность измерения физической величины?"
- Точность до 3-го знака после запятой (до тысячной). (Выше была цифра 5%, а до запятой не важно, сколько значащих цифр? В каком диапазоне какой физической величины? - это риторические вопросы  ).
Я не вижу  возможностей для инженерной оценки Вашей задачи, чтобы   неформально подобрать аппаратуру (с оптимальной ценой) для решения Вашей задачи измерения. Частота измерений и точность измерения - это всегда принципиальные ценоопределяющие характеристики для любого прибора. Про цену говорю в смысле цены-сложности технического решения.

Александр, все-таки надеюсь, что аппаратура подходящая имеется. Процесс на самом деле динамичный. Влияет и скорость вращения подшипника, и меняющаяся нагрузка + влияние добавок в места контакта. Вот про точность..тут наверно я Вас не понимаю, поясните подробнее, что тут необходимо оценить.

Олег. Точность измерения задаётся погрешностями, которые могут быть:  абсолютными или относительными. По Вашим данным невозможно разобраться:
- с какой максимально допустимой погрешностью необходимо измерять,
- какую физическую величину;
- в каком диапазоне этой физической величины?

"Процесс на самом деле динамичный."

ОК. Но от эмоциональных оценок следует перейти к количественным:
- Какую скорость изменения физической величины нужно измерять (по каждой физической величине отдельно)?

Олег, без этих количественных величин вообще невозможно оптимально выбрать какой-либо прибор, и не только у L-Card.

Олег, это курсовой проект или нужно реально подбирать оборудование для решения технической задачи?

Александр, пусть погрешность будет +,-0,05%, что для ТД и ТП. Такой точности будет вполне достаточно. Это не курсовой проект, опыты на данной установке буду проводить сам и решить данную техническую задачу для меня необходимо. Скорость для измерения не важна, важно влияние ее на ТД. Снять показания нагрузки на ТД и температуру на ТП это всё, что нужно, можно расмотреть вариант замены ТП на термосопротивления.

Олег, Вы на мои вопросы до конца не отвечаете, а Ваши текущие ответы противоречат предыдущим.

Скорость для измерения не важна...

18.06.2014 12:48:13  Вы потребовали 5 кГц частоту сбора данных.

Олег, документация и характеристики  всей аппаратуры L-Card присутствует на сайте. Попытки разобраться в Вашей задаче я оставляю. На конкретные вопросы по характеристикам и возможностям   аппаратуры L-Card всегда отвечаем.

Добрый день.
Не подскажете конфигурацию для следующей задачи: -необходимо контролировать качества электроэнергии + температуру и влажность в этом же помещении, с выдачей инф. по инету и записью на карту.

По поводу контроля ПКЭ: это может быть LPW-305, но карта памяти у него внутренняя (несъёмная).  Интегрировать туда же ещё и возможности измерения от каких-то внешних датчиков - такая техническая возможность есть (в рамках того же дизайна), но это, так или иначе, новая разработка.  А какой объём заказа?

я думаю до десятка до конца года...

Не исключено, что решением может быть комбинация LPW-305 + крейтLTR. Но для этого надо бы конкретизировать задачу: в каких пределах мониторить температуру, с какой частотой опрашивать, какие именно датчики влажности (тип и диапазон выхода)

Добрый день, Александр!

Купли датчик температуры DS18S20, будем подключать к LTR-114. АЦП используем для измерения сопротивления кремниевого тензорезистора HU-101B- 1000 по схеме четверть мост. Каким образом осуществлять компенсацию влияния температуры: 1.Считывая сопротивление DS18S20, переходя к тарировочной зависимости сопротивление-температура и учитывая изменение температуры при измерениях? Однако возникает вопрос о тарировочной кривой.
2.Воз можно LTR-114 сам осуществляется термокомпенсацию?

Спасибо!

Здравствуйте, Михаил.

По поводу тарировочной зависимости сопротивление-температура кремниевого тензодатчика - это скорее всего, вопрос к производителю датчика.

У модуля LTR114 реализован обычный канал измерения температуры однопроводного датчика DS18S20, показания которого могут быть использованы в т.ч. и для термокомпенсации датчика (на верхнем программном уровне). Сам LTR114 не компенсирует. 

Если у пары датчиков - идентичная температурная зависимость, то наилучший способ термокомпенсации - это использование двух датчиков (двух каналов измерения) в рабочей зоне: один из датчиков  - активный (деформируемый), а другой - пассивный только для термокомпенсации (см. http://www.lcard.ru/lexicon/temperature_compensation ), и при обработке совместно учитывать показания каналов.

Александр, спасибо!

Думаю буду решать проблему использованием активного и пассивного датчиков, поскольку они идентичные.

Дополнительно возник вопрос, возможно ли получить показания температуры, измеряемой датчиком DS18S20 в программе L-Graph? Интересует возможность сохранения результатов измерений температуры в выходной файл отдельным столбцом.

Спасибо!

Михаил, бесплатный LGraph2 мы, по-возможности, развиваем и на Ваш вопрос ответ последует. Но я хочу заметить, что для полноценного решения Вашей задачи при известной температурной зависимости полупроводникового тензодатчика (которая наверняка нелинейна, но об этом нужно узнавать у производителя датчика, о чём было сказано выше) должна быть написана соответствующая математика, позволяющая:
- выполнять операцию тарировки ;
- производить термокомпенсацию по показаниям пассивного датчика;
- учитывать зависимость коэффициента передачи датчика от температуры (по показаниям DS18S20 );
- осуществлять многоканальные измерения (для обобщения задачи).
И написание подобной специализированной математики возможно в рамках договорной работы. Об условиях можно узнать в нашем  отделе продаж, также понадобится техзадание.