Форум: Выбор оборудования

Здравствуйте!

Работаем с акустико-эмиссионным контролем.
Требуется подобрать плату под следующие требования (желательно PCI):
1. Максимальное количество каналов до 16.
2. Диапазон рабочих частот измерительного тракта 30÷500 кГц.
3. Разрядность АЦП не менее 14 бит.
4. Частота преобразования АЦП не менее 1 мГц.

Подскажите какую плату выбрать.

В качестве датчика используется GT200 (http://globaltest.ru/page/pr_akust/)

Яков, среди изделий L-Card:

- Если PCI, то применить от 6-ти до 8-ми L-783 проблематично, поскольку там отсутствует DMA и АЦП 12 бит.

- Если PCI-Express, то можно применить, 8 шт. L-502, если найдётся материнская плата с 8-ю слотами PCI-Express, или применить тот или иной экспандер для увеличения количества слотов PCI-Express.

- Если USB (не ниже 2.0), то недорогое решение -  E20-10 - 4 шт.

- Если LTR, то LTR-EU-8 + (8 шт. LTR210), с покадровым режимом сбора данных.

Но в любом из этих случаев нужен усилитель заряда (преобразователь заряд-напряжение), поскольку GT200 - это пьезодатчик, на выходе которого физическая величина - заряд. Среди усилителей заряда L-Card нет серийного усилителя с полосой пропускания 500 кГц, но технически возможна адаптация усилителя LE-41 под полосу пропускания 500 кГц и под характеристики датчика  GT200, если пойдёт речь о специальном заказе.

...это, если в общих чертах. Конкретный вариант (его плюсы и минусы) можно будет расписать подробнее.

Замечу, что иногда обходятся и без усилителя заряда, если АЦП с экранированным высокоомным входом напряжения (гигаОмы). Среди вышеперечисленных такого АЦП нет. Но решение без усилителя заряда (по типу LE-41) имеет существенный недостаток: коэффициент передачи заряд-напряжение зависит от ёмкости (длины) кабеля, поскольку Q=C*U.

Яков, я так понял, что нужно до 16-ти  каналов АЦП параллельного ввода с частотой не менее 1 МГц на канал. Но если параллельный ввод нужен, допустим, только с 2-х каналов, но с программным  переключением на любые 2-х из 16-ти перед началом сбора данных, то достаточна будет только одна плата L-502.

Можем ли мы в личной переписке обсудить технические вопросы специального заказа?

Да, конечно. Вот каналы связи:
http://www.lcard.ru/contakt
http://lcard.ru/info/director

Спасибо!

Допускается ли применение датчика GT-200 в совокупности с усилителем ПАЭФ-014?
- Коэффициент усиления      26 дБ
- Уровень шума приведенного ко входу в полосе 30 ÷ 500 кГц      не более 5 мкВ
- Сопротивление нагрузки      50 Ом
- Неравномерность АЧХ в полосе пропускания      +0,5/-3 дБ
- Стандартные частоты среза для сменных фильтров (± 10 %):       
  - НЧ-фильтров      500 кГц
  - ВЧ-фильтров      25 кГц
- Крутизна среза АЧХ НЧ-фильтра      24 дБ/октаву
- Крутизна среза АЧХ ВЧ-фильтра      24 дБ/октаву

Вопрос воспринимается как вырванный из контекста какой-то физической задачи измерения, которая не сформулирована. Кроме того, подобный вопрос не может быть рассмотрен в отрыве от остальной системы сбора данных (АЦП), с которой всё это нужно стыковать. Поскольку мы находимся на сайте производителя систем сбора данных, то к какому именно семейству оборудования L-Card относится Ваш вопрос?

Задачу измерения нужно сформулировать от входа системы, т.е от датчика: какую физическую измеряете, в каком диапазоне, с какой точностью, в каком диапазоне частот полезного сигнала, в каком рабочем температурном диапазоне, с какой максимальной удалённостью датчиков от системы сбора данных? И далее, выбор оборудования привяжем к этим требованиям, тогда этот выбор будет обоснован...

Оборудование - Е20-10.

Применение - исследование явления акустической эмиссии. Акустическая эмиссия — явление возникновения и распространения упругих колебаний (акустических волн) в материале во время деформации напряжённого материала (сталь).

1. Измеряемая величина - амплитуда (как значение сигнала измеряющееся в вольтах). Амплитуду в нашем случае принято выражать в децибельном (логарифмическом) масштабе, при этом 1 мкВ на выходе датчика принимается за 0 дБ, 10мкВ – 20 дБ, 100мкВ – 40 дБ и т.д. Диапазон - до 120Дб.
2. 2 (два) канала измерения.
3. Полоса частот полезного сигнала - 30кГц-500кГц.
4. Погрешность измерения максимальной амплитуды АЭ сигнала - ± 0,5 дБ. Погрешность временного разрешения при регистрации АЭ сигнала по каналам - ± 1 мкc.
5. Удалённость датчиков от системы сбора данных - не более 100м.
6. Рабочий температурный диапазон - +5 ÷ +40 °C

Вопросы.
А каким образом Вы хотите применить АЦП с соотношением сигнал/шум 73 дБ (и межканальным прохождением того же  порядка) для измерения сигнала в диапазоне 120 дБ? Перестраивая коэффициент передачи каждого канала усилителя и поддиапазоны АЦП?
Если так, то дайте ссылку на документацию датчика и усилителя.

   
- 100 м  между датчиком и усилителем? Или между усилителем и АЦП?
Аналоговый измерительный сигнал с динамическим диапазоном 120 дБ и полосой частот 500 кГц транслировать на 100 м - это нетривиальная задача.

- Поставлю вопрос по другому: требуется сбор данных с применением резонансных датчиков GT-200 http://globaltest.ru/page/pr_akust/ и усилителя ПАЭФ-014. Как таковой документации на данный усилитель нет, в сообщении выше привел его характеристики.
Уровень сигнала (напряжения), полученный в каждый момент времени, мы уже программно трактуем по-своему исходя из возможностей модуля Е20-10.
- 100м между датчиком и модулем. Расположение между усилителем и АЦП.

Вобщем, задача номер один - подключить GT-200 к E20-10 и посмотреть что получается.

Вероятно, можно напрямую подключить выход усилителя  50 Ом ко входу E20-10, если на выходе не возникает напряжений более, чем +-10V. По поводу остальных вопросов, связанных с этим усилителем, сказать ничего нельзя без документации.

Большей частью я занимаюсь программным обеспечением, поэтому еще один железный вопрос - как измерить напряжение на выходе усилителя.

Если я правильно полагаю - подключить датчик или имитатор акустико-эмисионного сигнала (выдает до 50В на 10Гц) к усилителю и мультимером замерить напряжение на выходе усилителя?

Тип выхода усилителя может быть разным, и мультиметр, а также осциллограф в руках электронщика может помочь ему дать какие-то ответы по поводу электрических свойств этого "чёрного ящика".
- Обратитесь к коллеге-электронщику  .

1. Если судить по косвенным признакам, то параметр усилителя  "Сопротивление нагрузки  50 Ом" говорит о том, что, скорее всего, напряжение на выходе усилителя  не может превысить нескольких Вольт с нагрузкой 50 Ом и, скорее всего, этот усилитель можно подключить ко входу E20-10. Но эти 50 Ом следует подключать со стороны  входа E20-10, применив стандартный BNC-тройник плюс стандартную заглушку 50 Ом.   Кабель должен быть с волновым сопротивлением 50 Ом, естественно.

2. Естественно, подобные измерительные системы строят по схеме:
датчик - усилитель - длинный кабель (до 100 м) - АЦП,  поскольку пассивный пьезодатчик нельзя нагружать длинным кабелем для таких задач. Но проблема в другом. E20-10 не имеет гальванической изоляции по отношению к компьютеру, а компьютер заземлён (если он с питанием от сети). Но это накладывает требования на входящие сигнальные цепи: либо они должны быть заземлены относительно той же земли, что и компьютер (что невозможно при расстояниях до 100 м), либо должны быть изолированы (что, похоже, тоже невозможно, поскольку датчик по своей конструкции крепится на массивную конструкцию испытуемого объекта).
Усилитель и его источник питания должны быть изолированы тоже.
Выход в том, чтобы применять ноутбук с батарейным питанием от сети и E20-10  с питанием аккумулятора. Но если всё-таки датчики и усилители изолированы, тогда проблем нет, и компьютер можно заземлять.
Ещё один путь изоляции сигнальной цепи E20-10 - это применить трансформаторную развязку, например, с помощью ADSL-линейных трансформаторов. 

Будет полезна литература по подключению измерительных приборов:
http://lcard.ru/articles/11
http://lcard.ru/download/articles/optim … nr_adc.pdf

Если требуется  120 дБ перекрыть без перестройки поддиапазонов при непрерывном сборе данных и есть значительная потребность в подобных устройствах, то эти техтребования есть основа ТЗ на разработку подобного изделия в L-Card.

Добрый день
Очень прошу помочь. Начальство решило, что мы хотим заниматься акустичесской эмиссией- анализ сварных швов и прочее прочее... и как водится, дали задание подготовить все для этого, досталось эта вся радость, тому, кто вообще ничего про это не знает. т.е. мне.
Подскажите, какое оборудование вообще для этого необходимо, может есть какие то курсы для сотрудников, где обучают всей этой радости и вообще в целом, если есть какая либо информация, то милости просим)
Спасибо

По поводу информации: например, читайте
ГОСТ Р 55724-2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые
Готового решения (оборудование + ПО) "Л Кард" предложить не может, но для сбора данных от ультразвуковых датчиков могут быть применены следующие АЦП "Л Кард":
E20-10
LTR210
L-502
E-502 
По поводу выбора датчиков: http://www.lcard.ru/support/faq/sensors
По подключению датчиков консультируем.