Форум: Выбор оборудования

Тема: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Вы не вошли.

 Поиск | Регистрация | Вход 

Леонид
16.05.2014 18:19:55
#1

Гость

Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Переношу в данную тему обсуждения вопросы из темы форума Техподдержки "Задержки LTR...".
http://www.lcard.ru/forums/viewtopic.ph … 501#p57501
Привожу ответы электронщика на опросный лист 2. Спасибо за помощь.

1. Для Вашей задачи принципиально, сколько проводное будет   подключение?

В предыдущем "опроснике" я описал подключение датчиков давления по токовой петле. Это более всего соответствует двухпроводному подключению, соответствующему рисунку 1 указанного РЭ.
Обычно резистор Rv не устанавливается и не используется.
http://www.centeradc.ru/ftpgetfile.php?id=14

2. На тип кабеля ограничения накладываются?

Нет, обычно используется витая пара в экране.

3. Источник питания должен располагаться на стороне датчика или на стороне LTR?

На стороне LTR.

4. Требуется  применить один источник питания для нескольких датчиков или допустим свой источник питания для каждого датчика?

Один источник питания для всех (3-х) датчиков давления.

5. Искробарьер будете применять? Если да, то какого типа?

Нет.

По поводу источника питания
http://www.soyuz24.net/express/2938581/2938581.pdf
у меня возникает серьёзное сомнение в его качестве: на его блок-схеме отсутствует сетевой фильтр, а это значит, что, в случае отсутствия экранирования вторичной обмотки его
трансформатора, на выходе источника питания будет большая импульсная помеха относительно земли (PE).  А LTR11 ведь широкополосный, в отличие от LTR27, и этот фактор придётся серьёзно учитывать при подключении...

Предыдущий опыт эксплуатации указанного источника питания не показал наличия указанной проблемы.
На блок-схеме между цепями L и PE, N и PE как раз показан емкостной сетевой фильтр.

Леонид
16.05.2014 18:23:05
#2

Гость

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Предыдущие ответы были такими:

1. Тип датчика и источника питания с ссылками на документацию?

Датчик давления ADZ-SML-10.0
Источник питания PHOENIX CONTACT 2938581; QUINT-PS-100-240AC/24DC/5

2. Требуемое максимальное количество каналов измерения?

Три

3. Максимальная длина кабеля от датчиков до  LTR?

Требует измерения по планировке.
Не более 50-ти метров. Если требуется более точное значение - уточним.

4. Цепи датчика и источника питания изолированные? Если нет, то какая цепь с чем контактирует?

К датчику могут быть подключены цепь +24 В или цепь 0 В источника питания в зависимости от схемы подключения к модулю АЦП, соответственно вторая цепь источника питания подключается через нагрузочное сопротивление для организации токовой петли.

5. Какие параметры точности хотите достичь, в каком температурном диапазоне LTR-EU?

±1.0 % от ВПНЗ
LTR-EU будет размещен в кабине наблюдения с перепадами температур 10-30 градС максимум.
Буду признателен за рекомендуемую схему подключения.
Спасибо.

16.05.2014 21:31:11
#3

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Леонид, схему выложу в понедельник.

Сетевой ёмкостной фильтр я как-то даже фильтром не посчитал... В качественных источниках питания, как минимум, синфазный LC-фильтр стоит. Почему я обратил Ваше внимание на это? - Именно потому, что применять будем широкополосный (по частоте пропускания) LTR11.
Витую пару в экране применяете? - Это хорошо. Буду рассчитывать на то, что её волновое сопротивление 100 Ом. Если другое, то сообщите какое. 
Наличие у Вас электронщика горячо приветствую  smile . Пусть подключается к разговору.

Леонид
18.05.2014 05:14:21
#4

Гость

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

В нашем трудовом коллективе много электронщиков, надеюсь что они рады Вашему приветствию.

Волновое сопротивление  и тип кабеля уточню и сообщу. Спасибо за поддержку.

Салават
19.05.2014 08:07:26
#5

Гость

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

тип кабеля Belden 9318
http://www.belden.com/techdatas/metric/9318.pdf

19.05.2014 09:58:45
#6

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

ОК. Значит обсуждение будет профессиональным.

1. Волновое сопротивление кабеля не указано в документе, но Вы сможете его рассчитать из приведённых данных.

2. Привожу два варианта схемы с идеей одностороннего согласования линий с волновым сопротивлением Z. Согласование нужно для двух целей:
- подавление внешних помех;
- для быстрого затухания коммутационных процессов на входе LTR11.
ltr11_adz-sml_1.png
ltr11_adz-sml_2.png
Вариант 2 приведён для случая, если конструктивно неудобно располагать резистор Rv на стороне датчика, как варианте 1.

3. Добавочный резистор   Rv,   по  моему  мнению,  не  является  "лишней  деталью  в механизме". Он предназначен для создания оптимальной рабочей точки для датчика   по   постоянному  напряжению.  Соотношение  для  расчёта его номинала  приведено а руководстве на датчик.

4. На  резисторе-шунте  Rн  происходит  преобразование измеряемого тока в напряжение, следовательно, параметры точности, термостабильности резистора следует  выбирать,  исходя  из  дополнительной  погрешности измерения, создаваемой фактором нестабильности сопротивления этого шунта.

5. Предлагается использовать согласованное Z линии и шунта

Z = Rш = 75...120 Ом.

Самовосстанавливающийся  предохранитель  F  защищает шунт в случае КЗ. Параметры  F  рассчитать,   исходя  из  параметров  цепи. В варианте 2 предохранитель F не нарисован, но его следует добавить последовательно с  Rv,  если мощность резисторов Rv и Rн будет недостаточна для режима КЗ.

6. Конденсатор     С=0,33...0,5    мкФ    (керамический)     нужен    для
высокочастотного   шунтирования   ИП   в  токе  подсоединия шунтов для улучшения согласования линии по ВЧ.

7. При   монтаже  сохранять  показанную  на  схемах  топологию  схождения проводов  в  точу  А, в противном случае синфазная помеха (относительно земли от ИП) будет пролезать на вход LTR11.

Конденсатор  С1 (керамический) в варианте 2 служит для поддержания согласования линии Z по ВЧ.  С1 выбирают из компромисса двух соотношений:
1) Rv*C1  <<  1/f,  где  Rv  [Ом], C1 [Ф], где f - верхняя частота полосы пропускания датчика.
2) Модуль импеданса C1 на максимальной частоте преобладающей внешней помехи должен быть значительно меньше, чем Rv. -  это обеспечивает отсутствие влияния C1 на АЧХ датчика.
|С1] << Rv  - это даёт позможность подавить внешнюю помеху на этой максимально частоте за счёт согласования.

8. Важно,   чтобы   при   отсутствии   кабеля/датчика  ко  входу  соответствующего программно  опрашиваемого  канала всегда был подключен шунт к цепям X, Y  и  AGND!  Общее  правило с LTR11:  нельзя опрашивать вход LTR11, который не подключен на низкоомную нагрузку.

9. Настройка LTR11:
- 4 канала
- дифф. режим
- +-2,5 В.
- Частота АЦП 200 Гц (т.е 50 Гц на канал)
По остальным вопросам см. руководства LTR.

19.05.2014 22:41:48
#7

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Cправка по АЦП общего применения

Модуль LTR11, как представитель большого семейства АЦП с коммутацией каналов, имеет свои плюсы и минусы.
Плюсы - малая стоимость в расчёте на 1 канал измерения, достаточно высокое качество преобразования при умелом использовании.
Минусы - не полная независимость каналов измерения . Реальное межканальное прохождение не будет меньше порядка -75 дБ (в широкой полосе частот сигнала) даже при самых оптимальных условиях, и оно зависимо от условий применения.

Как альтернатива LTR11, имеются АЦП с независимыми каналами LTR27, LTR22, LTR24 со следующими преимуществами:
- имеют истинную независимость каналов (межканальное прохождение практически отсутствует при любых условиях на входах не хуже предельно допустимых);
- имеют параллельные каналы преобразования (а не один коммутируемый как в LTR11);
- не вносят коммутационную помеху в измерительную цепь;
- в случае LTR27 имеют поканальную гальваноразвязку;
- в случае LTR22, LTR24 - качественный высокоомный дифференциальный вход с большим диапазоном синфазного сигнала;
- имеют антиалайзинг-фильтры в тракте преобразования; 
- LTR24 может быть применён как качественный универсальный лабораторный АЦП, который по характеристикам совместим с большинством датчиков с выходом по току и напряжению, в том числе и с рассматриваемым здесь датчиком с выходом тока 4/20 мА.

Исходя из вышесказанного, АЦП с независимыми каналами использовать проще (с практической точки зрения), с другой стороны,  по применению всех АЦП L-Card подробно  консультируем!

20.05.2014 09:18:29
#8

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Пока электронщики думают, скажу как программист.

Вроде требования к частоте опроса и точности измерения в нашей задаче не высокие, и простой АЦП LTR11 подходит к нашей задаче.

Что касается коммутации каналов, то в большинстве АЦП, которые мы сейчас используем, встроен коммутатор каналов и с влиянием канала на канал мы боремся таким способом:
- переключаюсь на нужный канал;
- делаю один "холостой" опрос;
- делаю 3-5 ( в зависимости от настройки базы данных) "рабочих" опросов;
- делаю осреднение и получаю результирующий код преобразования.

Не делает ли LTR11 "холостой" опрос?

Программа работы LTR11 "прошита" в самом модуле и где ее можно посмотреть?

Спасибо.

20.05.2014 10:08:40
#9

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Леонид, я не совсем понимаю физический смысл, который вложен в понятие "холостой опрос".
"Программу работы LTR11" можно записать в его  управляющую таблицу в виде необходимой Вам последовательности опроса физических каналов. Длина последовательности - до 128 номеров физических каналов в кадре.  Ваш "принцип борьбы" с межканальным прохождением я тоже не уловил. Если речь идёт об определении степени влияния "коммутационного эффекта", то это описано в статье
http://lcard.ru/download/articles/distortions.pdf

В вышеприведённых схемах обеспечены наилучшие физические условия для минимального межканального прохождения LTR11.

20.05.2014 13:25:48
#10

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

После подключения очередного канала коммутатора делается запуск и первое преобразование АЦП, результат которого тут же забывается и не используется. Это "холостой" опрос.

Далее делается еще несколько преобразований с последующим осреднением. Это "рабочий опрос".

Ознакомившись с документом LTR11api.pdf я вижу, что точно такую же логику можно организовать и с LTR11, задавая последовательно 4 логических канала на 1-й физический аналоговый канал, 4 логических канала на 2-й физический канал и 4 логических канала на 3-й физический канал

И в дальнейшем использовать только преобразования 2, 3, 4 логических канала для каждого физического канала.

LChQNT=12;
LchTbl={0,0,0,0,1,1,1,1,2,2,2,2};

Частота опроса 12-ти логических каналов 600Гц,
частота опроса физических каналов 50Гц.

Если я что-то не так понимаю, прошу поправить. Спасибо.

20.05.2014 14:18:47
#11

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Я понял, что Вы делаете, и такой режим работы возможен с LTR11.
Только межканальное прохождение зависит от времени между коммутациями каналов. В Вашем примере
{0,0,0,0,1,1,1,1,2,2,2,2} (при частоте АЦП 600 Гц) время между коммутациями будет таким же, что и для случая  {0,1,2} для частоты АЦП 150 Гц, поскольку при 0,0,0,0... коммутатор LTR11 "молчит".   Но в Вашем случае Вы делаете фильтр, который улучшает сигнал/шум за счёт усреднения случайной составляющей - вполне понятное и законное действие.   А  межканальное прохождение -  Вам кажется, что оно надёжно улучшается, поскольку в фильтр попадает неслучайная составляющая сигнала от соседнего канала, а дальше - как повезёт - отфильтруется она или нет, поскольку это зависит от характера сигнала мешающего канала и характеристики фильтра.

20.05.2014 14:36:23
#12

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Например, при фильтре типа "среднее арифметическое n отсчётов", если в мешающем канале будет прямоугольный импульс длительностью n отсчётов, то он пройдёт через фильтр без затухания. Пройдет, даже для сколь угодно большого n.

Отбрасывать отсчёт, стоящий в управляющей таблице  после смены канала (после коммутации), имеет смысл в том случае, когда не хватает времени установления сигнала на линии после коммутации. В вышеприведённых схемах и при Ваших условиях дефицита времени установления не будет.

20.05.2014 16:18:41
#13

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Я посмотрел Вашу статью http://www.lcard.ru/articles/12

В используемых платах АЦП мы не пытались оценить "межканальное прохождение".

Интересно было бы сравнить данный параметр качества АЦП у LTR11 и, например, у широко нами используемого АЦП PCI-1713 http://www.prosoft.ru/cms/f/261812.pdf

20.05.2014 17:04:10
#14

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Про реальное межканальное прохождение LTR11  -75 дБ я говорил выше при условиях широкой полосы частот сигнала.
Если говорить о сравнительных цифрах при тестовых условиях, то для частоты сигнала 1 кГц они приводятся в Руководстве пользователя LTR, приложениях А.1, A.1.1. Там и менее -100 дБ есть при заданных условиях.
А вот в руководстве PCI-1713 цифр межканального прохождения вообще нет.  ...Ну вот и сравнили.  smile

Если будете сами сравнивать непосредственным экспериментом, то сравнивать нужно для одних и тех же источников сигналов и на близкой частоте коммутации.  У нас сравнительных данных нет.

20.05.2014 17:28:08
#15

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Правильно ли я понимаю, что -70дБ это в 10 миллионов раз подавление,
т.е. очень хорошее подавление, пренебрежимо малое?

20.05.2014 17:39:19
#16

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

cry

дБ по напряжению =  20 lg (U1/U0)

В частности:
-60 дБ  - подавление в 1000 раз по напряжению;
-70 дБ   - подавление в 3162 раза по напряжению;
-80 дБ   - подавление в 10000 раз по напряжению;
-90 дБ   - подавление в 31623 раза по напряжению;
-100 дБ   - подавление в 100000 раз по напряжению;
-120 дБ  - подавление в  миллион раз по напряжению.

http://radioaktiv.ru/publ/lessons/measu … ubl_8.html

20.05.2014 22:06:15
#17

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Я посмотрел Вашу статью http://www.lcard.ru/articles/12...

Это практически описание лабораторной работы (метода) по проверке межканального прохождения любых АЦП с входной коммутацией каналов от любых фирм. Объём лабораторной работы - не более 1-го рабочего дня. Вместо активного Rист испытуемого канала  можно включить реальный импеданс, который соответствует Вашей задаче.
На генераторе следует выставлять частоты сигнала, которые Вас интересуют.  Это сразу даст понять, какое межканальное прохождение у Вас будет в реальных условиях.
Искренне надеюсь: про "децибелы" и "импедансы" Ваш электронщик в курсе...

21.05.2014 05:37:17
#18

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Спасибо за разъяснение.

Здесь приведена более детальная информация:
http://www.insat.ru/products/advantech/PCI-1713_sp.pdf

В частности есть показатель CMRR и accuracy, м.б. эти данные помогут сравнить?

Как я понимаю, подавление помехи в 3000 раз, даже если помеха составляет ВП НЗ приведет к дополнительной погрешности 0.03%?

Требования к нашему измерению - 1% ВПНЗ, можно пренебречь.

21.05.2014 07:23:10
#19

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Здесь приведена более детальная информация:
http://www.insat.ru/products/advantech/PCI-1713_sp.pdf

- Этот документ я видел. Там НЕ более детальная информация по обсуждаемым вопросам.

В частности есть показатель CMRR и accuracy, м.б. эти данные помогут сравнить?

- Что Вам мешает сравнить изделия по этим характеристикам?

Как я понимаю, подавление помехи в 3000 раз, даже если помеха составляет ВП НЗ приведет к дополнительной погрешности 0.03%?

1)  ... приведет к  дополнительной относительной погрешности 0.03%, приведённой к диапазону измерения.
2)  ... например, приведёт  к  дополнительной относительной погрешности 3% измерения сигнала, составляющего 1/100 от диапазона измерения
п.1)  и п.2) относится к некой "инженерной оценке" степени влияния уровня помехи на точность измерения без уточнения, какую физическую величину измеряем. Например, при оценке точности измерения СКЗ
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%9A%D0%97
реальная погрешность может быть меньше этой оценки, а при оценке точности измерения мгновенных (пиковых, экстремальных) значений   реальная погрешность может быть больше этой оценки. Ещё пример:  если измеряете уровень переменной составляющей в ограниченной полосе  частот, то   погрешность будет меньше этой оценки, если помеха не полностью попадает в эту полосу частот. - Это к вопросу формулировки задачи измерения.

Леонид, но если уж углубились в метрологические сравнения приборов, то давайте "от печки":
LTR является российским средством измерения (СИ), метрологические характеристики изложены в Описания типа СИ: 
http://www.lcard.ru/download/descr_type_ltr.pdf
PCI-1713 внесён в Госреестр СИ России? Поверяется? Если да, то берите Описания типа (ОТ) этих СИ и сравнивайте. Если не внесён, то и предмета сравнения не вижу.
Вы можете проконсультироваться у метролога Вашего предприятия по данным вопросам.

21.05.2014 07:46:26
#20

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Спасибо за консультацию.

Дело в том, что PCI-1713 не внесен в Госреестр, как не внесены в Госреестр другие составляющие каналов измерения наших измерительных систем. (именно поэтому применение LTR-решения мне кажется более предпочтительным).

В связи с этим мы выполняем работы по сертификации наших измерительных каналов и получаем Сертификат описания типа измерительной системы, внесенный в закрытую часть Госреестра.

Но в ходе работ по сертификации мы не выполняем "лабораторную работу" и не определяем величину "Межканального прохождения", т.к. не можем симитировать на все каналы АЦП одновременно сигналы, приближенные к рабочим условиям.

Какой "инженерный" вывод можно сделать?

21.05.2014 08:22:02
#21

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Леонид, я прошу прощения, но здесь техподдеожка по изделиям L-Card.
А Вы уже начали на 100% обсуждать свою "внутреннюю кухню".
Вы имеете право сертифицировать систему целиком, состоящую из не сертифицированных частей. Все остальные вопросы - это вопросы грамотности Ваших инженеров. Со стороны L-Card:  подробнейшие  рекомендации по применению LTR11 для Вашего случая я выдал. Кстати, качество (детальность) техподдержки от разных фирм тоже сравните, при случае.

21.05.2014 08:23:22
#22

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Пожалуйста не сочтите за грубость, срок действия Описания типа крейтовой системы LTR истек в 2012 году.

http://www.fundmetrology.ru/10_tipy_si/ … m=35234-07

В отделе продаж нам обещали, что срок действия будет продлен в ближайшее время.

21.05.2014 08:27:49
#23

Участник
Откуда: г.Уфа
Здесь с 20.05.2014
Сообщений: 102

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Очень часто вопросы "внутренней кухни" определяют выбор нового оборудования.

Общение в Вашей техподдержке (уровень которой считаю очень высоким) повышает мой инженерный уровень "программиста" и помогает в обосновании выбора новых решений.

Спасибо.

21.05.2014 08:28:27
#24

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

В настоящее время занимаемся новой сертификацией LTR.
В процессе...

21.05.2014 09:57:45
#25

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,598

Re: Выбор схемы подключения токовых датчиков давления выход 4-20мА к LTR11

Леонид,
вкладываться ли в более дорогую аппаратуру с независимыми каналами измерения http://www.lcard.ru/forums/viewtopic.ph … 542#p57542
или рассчитывать на грамотность Ваших инженеров, которые смогут оценить/проверить все влияющие на межканальное прохождение факторы в LT11 в Ваших конкретных условиях или близких к ним - это Ваш внутренний хозяйственный выбор. Кстати, это идеальный пример для молодых людей: инженерные знания/гламотность равносильны чистым деньгам, господа!
Вот ещё пример на тему "грамотность - деньги":
http://www.lcard.ru/forums/viewtopic.php?id=9342

Контакты

Адрес: 117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Многоканальный телефон:
+7 (495) 785-95-25
Факс: +7 (495) 785-95-14

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

Время работы: с 9-00 до 19-00 мск

L-CARD в проектах