Форум: Техническая поддержка

Здравствуйте.

Сразу говорю, что электронщик я никакой, поэтому и прошу помощи. Пытаюсь подключить АЦП на получение сигнала с тензомоста (сопротивление 350 Ом, питание у него 5 В - внешнее). Но проблема не в этом. Подключил по следующей схеме простую батарейку - 1,5В

Вот что он мне выдает:

Пока не подключена - прыгает напряжение (эта часть понятна). Горизонталь 0,16 В - это когда подключена батарейка.

В чем проблема?

Кривость рук - это понятен, но как устранить? Раньше уже подключал, вроде все было хорошо, или настройки где сбиты или неправильно подклчил, или что подпорчено с самим АЦП.

Здравствуйте.
1. E14-140, E14-140M,  E14-440?  - Почему не указываете название изделия?

2. "Пытаюсь подключить АЦП на получение сигнала с тензомоста..."
Для обычных тензомостов (на основе фольговых тензорезисторов без предусилителя)  АЦП  E14-140, E14-140M,  E14-440 не подойдут из-за резкого несоответствия диапазона выходного напряжения тензомоста (милливольты) и минимального входного поддиапазона измерения +-150 мВ  этих АЦП .

3. "В чем проблема?" По поводу Вашей схемы: Полярность измеряемой величины соответствует схеме, но,  скорее всего,
Вы наблюдаете  "зашкал" АЦП в ситуации неправильно  установленного поддиапазона измерения "+-150 мВ" АЦП для измерения напряжения батарейки (вольты).

Полезные ссылки:
- Диапазон измерений
- Датчик тензометрический (тензорезисторный) полномостовой

Прошу прощения, забыл. АЦП - E14-140M

Т.е. я не правильно понял. 150 мВ думал это диапазон. Мои от 7 мВ думал должен был взять.

По этому вопросу есть где схема рабочего усилителя на операционном усилителе? Пару схем пробовал сделать, но не пошло. С самим мостом вроде разобрался вполне достаточно. Пока использую вольтметр с ценой деления два знака после запятой по мВ (т.е. с ценой деления 10 мкВ).

По зашкалу. Таки попробую сначала этот АЦП на работе после праздников на действующей установке.
Из моих экспериментов.
Вот что по настройкам и в тесте соответственно LGraph2

Используя же программку вольтметра, дает нормальный сигнал (ну плюс минус 1,5 В).

Причем последняя программка нормально работает только когда врубаешь в ней 32 канала. При 16 - не то...
В общем, проверю на рабочей установке. Хотя и запортить АЦП не мог, но все же.

Остаётся проверить в LGraph2: правильно ли стоит настройка  на 32-канальный режим "с общей землёй"? - именно эта настройка  соответствует Вашей схеме подключения.

Подборка схем, обсуждавшихся на форуме L-Card:
http://www.lcard.ru/support/faq/forum_circuit_diagram

Спасибо большое. Здесь все работает, правда шумы очень большие, но и напряжение маленькое (изменял от 8-4мВ) - Вы предупреждали, помню)

Если правильно понял, то можно использовать предусилитель типа такого http://www.lcard.ru/forums/viewtopic.ph … 043#p53043
На ОУ AD8228 или AD620.
Возможно ли использовать российские аналоги ОУ типа LM108A или еще какие-либо? У нас в Кирове AD620 только через заказ с интернет магазинов. Да и дороже они. Сейчас точно не помню, какой именно пытался тогда ОУ подключить, но после праздников уточню.

Есть ли какое ПО выдающее зависимость напряжений по двум координатным осям? Подключать планирую к разрывной машине:
- Ось абсцисс - деформация с магнитного поворотного датчика (напряжение у него 0-5В);
- Ось ординат - величина нагрузки с тензодатчика (здесь введем предусилитель).

Без количественных требований к задаче измерения, грубо говоря, можно сделать на чём угодно... С другой стороны, к сожалению, сугубо инженерные вопросы разработки тензометрического предусилителя выходят за рамки техподдержки по изделиям L-Card.
 

Из того, что сразу приходит на ум (может, коллеги ещё подскажут):
- в LGraph2 есть примеры плагинов с открытыми исходными кодами - примеры двухкоординатного представления данных разных каналов:
http://www.lcard.ru/plugins/plugin_xy
http://www.lcard.ru/plugins/plugin_va
На основе этих плагинов  сможете решить свою задачу, если владеете программированием. Либо закажите такое ПО в L-Card...

По предусилитялм - понял

это уже второстепенная задача. Изначальное можно и по двум каналам параллельно смотреть. Но спасибо огромное за подсказки. Буду пытаться дальше

Используйте подключение к источнику сигнала (тензомосту) по дифференциальной (16-канальной) схеме согласно п.2.1 http://www.lcard.ru/download/e14-140_conn_examples.pdf и соответствующий режим в ПО конечно же. Это будет способствовать уменьшению шумов от внешних источников помех.

Я правильно ли понял?

при этом GND вообще не трогаем?

Дифференциальное симметричное подключение всегда будет лучше по соотношению сигнал-шум. Но, поскольку целевая схема подключения не определена, то обсуждение мер  оптимизации подключения мне кажется преждевременным.

Да, совершенно правильно.

Если Вы имеете в виду GND32, то да, его можно не подключать.

Надо же с чего-то начинать. В любом случае использование дифференциальной схемы является предпочтительным при подключении E14-140M  без предусилителя к тензомосту независимо от остальных мер оптимизации.

... Ну, если уж действительно начинать всерьёз рассматривать эту задачу, то начинать нужно с требований самой задачи измерения и с условий измерения:
- E14-140-M или E14-140-M-D?
- Диапазон измерения деформации?
- Это задача измерения статической деформации (когда важна только постоянная составляющая измеряемой величины- это задача по типу весоизмерительных) или динамическая (когда важна переменная составляющая - это задача по типу виброметрических)?
- Требуемая точность измерения?
- Тип используемого тензодатчика (если он выбран)? Возможны варианты, но параметры датчика понадобятся для расчёта.
- Схема датчика (не факт, что она полномостовая)?
- Сколько проводная схема подключения датчика? 6-проводная допускается? Или количество проводов в данной задаче нужно  минимизировать?
- Требования к системе питания моста (питать от ЦАП E14-140-M-D возможно)? Или предполагается отдельный источник питания?
- Удалённость датчика?
- Изолирован ли датчик от объекта (от электропроводного корпуса объекта)?. Предполагаю, что корпус разрывной машины заземлён.
-  E14-140-M будет подключён к ПК с аккумуляторным питанием (ноутбуку) или к стационарному заземлённому системному блоку?
- Количество каналов измерения , которые будут использованы в E14-140-M (как я понял, - два, а если ещё измерять "собственный ноль", то три, а если измерять напряжение питания моста, то четыре)?
- Необходимая скорость сбора данных по каждому каналу?
- Если задача - динамическая, какая полоса частот измеряемого сигнала?
- Величина начального разбаланса моста, и чем будет компенсироваться начальный разбаланс (вручную, с помощью ЦАП)?
- Также важно понять, будет применяться ПО без матобработки или возможно применить матобработку (компенсацию собственного нуля АЦП, фильтрацию, деление на величину напряжения питания моста для вычисления разбаланса, тарировка нуля и шкалы).
- В каком рабочем температурном диапазоне будут находиться тензодатчик, кабель от него и E14-140?
-----------------------
Итого, исходя  этих исходных данных, я готов путём оценочного расчёта понять:
- Применим ли E14-140-М или E14-140-М-D  для этой задачи.
- Необходимо ли применять предусилитель.
- Если да, то какие минимальные требования к нему.
- Способ питания тензомоста. 
- Способ подключения E14-140 к внешнему оборудованию (только здесь возникнет рассмотрение возможности симметричной дифференциальной схемы).
- Требования к дополнительной матобработке.
-----------
Но, с другой стороны,  в случае применения специализированных тензометрических АЦП (из семейства LTR212) в их дизайне уже решено  подавляющее большинство потенциальных технических проблем, "зарытых" в заданных выше вопросах.  В случае использования E14-140 (как АЦП общего применения) придётся ведь все эти вопросы решать на соответствующем техническом уровне. Но @Mikhail43 начал с того, что он - не специалист. И я не уверен, что доводка (адаптация) тензометрической системы на основе 14-битного E14-140 (включая адаптацию ПО) обойдётся дешевле (при обращении к специалисту) и будет целесообразнее, чем применение готового 24-битного тензометрического LTR212 (в составе одного из крейтов LTR).

@Mikhail43, по поводу тензометрии для разрывных машин: посмотрите пример с LTR212 из нашего портфолио:
http://www.lcard.ru/portfolio/rolling_mill. Если всё-таки будете применять E14-140, то для полной оценки задачи не обойтись без Ваших ответов на заданные выше вопросы (по сути, это ТЗ). При обращении к специалисту - тоже понадобится ТЗ. Если сами будете доходить до всего - те же данные Вам понадобятся.
Из нетленных народных мудростей:
https://s.fishki.net/upload/users/2016/ … 8c9a4d.jpg

Отредактировано Гарманов Александр (06.01.2018 13:11:53)

Данная работа проводится по моим пожеланиям и за личные финансы. Сам работаю в университете. Покупать дополнительные модули (АЦП) пока не буду, т.к. за свои не хочется (впереди другие вложения), а универ вряд ли оплатит. Итог, задействую то, что имеется.

Изначально задача вроде выглядит элементарно - получить в цифровом виде 2 сигнала - которые обычный вольтметр вполне мог брать (только не передает в цифру на компьютер). Изначально думал, что АЦП может показывать милливольты - на уровне обычного простейшего вольтметра, поэтому и шел по этому пути. Оказалось не так.
В моем понимании - теперь нужно усилить сигнал. Попробую обычным усилителем с алика. Не прокатит это придется обращаться к электронщикам Еще раз, все это за собственные денежки, поэтому иду по пути наименьших вложений - именно поэтому и ползаю по форумам и пытаюсь найти информацию, которую могу сам переварить.

Сейчас встала проблема другая, работала программа Lgraph, установил пакет Multisim 13.0 (National Instrumetnts). Программа Lgraph перестала работать (вылетала на Win7 x64).  Удалил, а теперь не ставится... Ошибка по типу (на третьем окне)
"Installation Summary
No software will be installed or removed."

Теперь с ноутом разбираться (восстановлений старых по этой точке не оказалось...)

На поставленные вопросы могу дать ответы, но чуть позже

1. E14-140-M-D?
2. Деформация - датчик стоит на стальном болте диаметром М16 (примерно, пока работа недоступна) до 5 тонн грузим, итог epsilon 0,00122.
3. Установлено на разрывной машине - измерение считается правил сопромата - статическим, но с точки зрения электроники это динамика, но медленно изменяющаяся по времени.
4. Требуемая точность измерения: 0,1 мВ - для тензомоста, и второй канал для деформация с магнитного поворотного датчика здесь точность меньше, порядка 10 мВ
5. - Тип используемого тензодатчика: использовал ранее на сульфиде самария, но сейчас поставил датчик  HU-101С - оксид кремния (коэффициент чувствительности 130).
6. Схема датчика: на данный момент не установлены компенсации температуры, схема: четвертьмост.
7. Сколько проводная схема подключения датчика: здесь я не силен.
8. Требования к системе питания моста: желательно отдельно, но можно и с АЦП
9. Удалённость датчика: датчик-мост - 30 см, до вольтметра было примерно 30 см. Расстояния в дальнейшем сокращу, пока удобство испытаний при подключении.
10. Изолирован ли датчик от объекта: изолирован.
11. E14-140-M будет подключён к ПК с аккумуляторным питанием (ноутбуку): ноут
12. Количество каналов измерения , которые будут использованы: если правильно скажу, то 2, это с тензомоста - 1; с деформация с магнитного поворотного датчика - еще один.
13. Необходимая скорость сбора данных по каждому каналу: это совсем ориентировочно - 10 Гц за глаза думаю.
14. Если задача - динамическая...: на этот вопрос позже ответ дам.
15. Величина начального разбаланса моста, и чем будет компенсироваться начальный разбаланс: величина на данный момент 7 мВ, думаю можно подстроечным сопротивлением моста.
16. Также важно понять, будет применяться ПО без матобработки: это последущий пункт работы. Пока АЦП выдает в цифровом виде сигнал, что вполне можно использовать. Лучший вариант это выдача графика - диаграммы разрущения, но до него еще как до "Парижа рукой...".
17. В каком рабочем температурном диапазоне будут находиться тензодатчик, кабель от него и E14-140: Температура комнатная 20град с разбросом -4+10 град).

Mikhail43, уже становится похоже на нормальную постановку задачи, но требуются уточнения:

Диапазон измерения - однополярный? Т.е нулевой деформации  dL/L= 0  соответстаует  0 тонн, а деформация   dL/L= 0,00122 соответствует диапазону 5 тонн?  Если да, то выразите необходимую абсолютную точность измерения (в долях тонн), либо относительную - в процентах от диапазона измерения. 
Или диапазон измерения - двупополярный -5..+5 тонн?  Или может -2.5...+2,5 тонн?    (c милливольтами будем разбираться позже - когда со схемой измерения разберёмся...)

С такой чувствительностью появляется надежда обойтись без предусилителя... Но проблема у датчика HU-101C-
350 - его крайне высокая термозависимость сопротивления (ТКС) dR/R= 0,35%/град. С. В пересчёте на деформацию - это   dL/L = 0,35%/130=0,0026% или в относительных единицах dL/L =0,000026, что составляет процентную величину 100%*0,000026/0,00122 = 2,1% от диапазона измерения на град.С. Это означает, что если измерительная задача - статическая, то  нужна термокомпенсиванная схема датчика (в идеале - полномостовая 6-проводная, если считаем, что в мосте будут тензорезисторы с близким температурным коэффициентом).
Mikhail43, У производителя датчиков  HU-101C выясняли разброс ТКС разных тензорезисторов?  Нормировка параметра  "ТКС <0,35%/град.С" не внушает надежд... Как бы отбором датчиков по ТКС не пришлось Вам заниматься...

Тип магнитного поворотного датчика сообщите (со ссылкой на техданные)? Это нужно для понимания полной схемы подключения оборудования.

...Если динамическая, то плохая  термостабильность тензорезистора HU-101С не будет играть существенную роль (это в корне изменит задачу)

Непонятно. Величину  7 мВ как получили? В случае четвертьмоста ( http://www.lcard.ru/lexicon/r_strain_sens_1x4 ) какой схемой достраивали четвертьмост, чтобы возникло понятие "начальный разбаланс"? Чем питали четвертьмост: Постоянным током от источника тока? Напряжением через добавочный резистор? (выложите схему). Или всё-таки собирали полный мост из 4-х тензорезисторов ( http://www.lcard.ru/lexicon/r_strain_sens_4x4)?

В отличие от обычного вольтметра (который Вы упомянули выше), E14-140 имеет очень широкую полосу частот пропускания ( http://www.lcard.ru/lexicon/freq_band ). Это преимущество E14-140 данного АЦП для исследования динамических процессов, но в Вашем случае - наверняка потребуется программная фильтрация ( http://www.lcard.ru/lexicon/low_pass_filter ) для отсечения шума выше верхней частоты эффективной полосы частот сигнала (наряду с мерами по оптимизации подключения, о которых пока говорить рано). Т.е., если собирать данные на 100 кГц, а ФНЧ сделать с частотой среза 20 Гц, то это круто улучшит качество оцифровки и даст возможность корректно проредить данные без потери информации о сигнале.

Отредактировано Гарманов Александр (07.01.2018 23:36:57)

Под Lgraph подразумеваете LGraph2? Может быть поможет решение из http://www.lcard.ru/forums/viewtopic.php?id=9994 ? - "попробуйте скопировать содержимое архива ftp://ftp.lcard.ru/pub/users/lgraph2/rte.zip в папку с lgraph2".

Проблему только что решил. При удалении Lgraph2 из панели управления, почему то она не удалилась полностью. Запустил "bin\dp\LGraph2.msi" установщик сам  удалил все, что оставалось. Повторный запуск уже дал нормальную установку. При установленном multisim - lgraph2 отказывается работать, ссылаясь на ошибку в ntdll.dll.

Александр, ответ дам чуть позже.

А как у вас на сайте выйти на тему плагины к lgraph2?

http://www.lcard.ru/products/software/lgraph , п.6 и ниже "Скачать описание плагинов..."

Mikhail43, в ожидании Ваших ответов ещё пару-тройку комментариев:

1.  Уже понятно, что датчики  HU-101С  (даже в случае образования полных мостов) не годятся для статической тензометрии на длительном интервале времени, однако, они могут подойти для динамической тензометрии, или для статической на очень  коротком интервале времени (когда система после деформации быстро  возвращается в точку покоя, чтобы, пока температура сильно не изменилась, измерить, возможно,  новое положение термозависимого "нуля" шкалы измерения, чтобы скорректировать предшествующие измерения. 

2. По поводу вышезаданного вопроса про  необходимую точность измерения. Встречаются такие физические задачи, в которых вполне допустима грубая точность измерения, допустим,  20% от диапазона,  но требуется высокое разрешение при измерениях, например, 0,01% от диапазона, что соответствует динамическому диапазону сигнала 80 дБ  ( http://www.lcard.ru/lexicon/dynamic_range ). А бывает наоборот: в малом динамическом диапазоне сигнала 20 дБ, например, от  10 до 100% шкалы нужна высокая точность измерения 0,1%, а в остальной части диапазона точность не важна.  Я привел пример двух совершенно разных случаев, которые  требуют различных возможностей оборудования при измерениях.

Mikhail43, если ещё потрудитесь с ответами на все эти вопросы, то тогда и появится возможность выполнить Вашу просьбу (ТЕМА: ПРОШУ ПОМОЩИ С ПОДКЛЮЧЕНИЕМ) --  схему подключения Вашего модуля E14-140-M-D я выдам (на сколько это позволят Ваши ответы).

Хочу также заметить, что, по сути данная тема - это тема выбора оборудования, исходя из требований задачи. Не удивляйтесь, что вопросов много, см. типичные из них:
http://www.lcard.ru/support/faq/about_device_choice

Клиентам, собирающимся покупать оборудования за личные деньги, особенно рекомендую сначала ответить на вопросы этого FAQ и выслать ответы техподдержке L-Card. - Возможно, ответы техподдержки предотвратят необоснованное расходование Ваших средств.

При использовании этого датчика, на данный момент (при использовании вольтметра) не вызвало каких-то существенных  отклонений при испытании. Пару образцов разрывал - испытывал. Хотя Вы более грамотны, поэтому пока противоречить на стану. Но сразу отвечу на вопрос термокомпенсации - немаловажная вещь, но буду решать ее, когда смогу подключить четвертьмост, после и поставлю полный мост или половину моста.
Однако, не понимаю, при измерении температура будет более менее статическая (комнатная), почему это должно вносить существенные погрешности в измерение?

Прошу прощения за долгие ответы. Работы другой не мало, поэтому данная тема в свободное время.

Планирую таки однополярный, так будет проще.

К сожалению, приобретен он китайский -  ссылка

Дабы не захламлять форум картинками в ответе #10 картинка моста. Одно из сопротивлений - тензорезистор. Остальные - на данный момент, постоянные сопротивления (350 Ом примерно). Питание от источника напряжения постоянного.

По этому вопросу, точность измерений в механике в большинстве случаев считается допустимой 5%. Хотелось бы ограничиться 2-3%. Разрешение при данном измерении было бы достаточно 0,1 мВ, т.е. примерно 0,3%. Если же использовать предусилителя, то разрешение можно было бы повысить, но при этом возможно снижение точности

Ошибся я с диаметром ранее. Датчик установлен на диаметре 24 мм, а следовательно деформация ориентировочная максимальная 5,4*10^(-9)

Сейчас такая схема установки. Здесь: 1 - место куда установлен датчик. 2 - винт (не разрушается в процессе испытаний, деформируется мало, температура в процессе испытания условно постоянная); 3 - разрушаемый образец (его температура меняется из-за пластических деформаций)