Стенд и оборудование для испытаний и измерений VIII

RLAN> Но как это влияет на дифференциальный вход?

Как я уже сказал, с однополярном источником питания усилителя (0в - 3.3в), напряжения на выход не может быть 0. Нормальные диф усилители имеют минималной выход ~ 0.8в до ~1.2в, Rail-to-Rail около 0.1в.

При 0в - 3.3в не все усилители могут работать должным образом и они не могут даже принимать общее напряжение (common mode voltage) до 2.5 В (половина моста).

Различие в напряжении заземления может привести к сдвигу в выходе, но не проблема линейности.

Xan>> Так что 100-килограмовый датчик сможет мерить от -50 до +150 кг.
mihail66> А как это так?

Это значит, что ты увидишь, что перегрузил датчик.
То есть, у АЦП диапазон с запасом. Нет проблемы, что "стрелка окажется на упоре".

Прога для записи данных есть.

mihail66> И ты хоть обозначь из каких комлектующих состоит твое изделие.

AD7730BRUZ 16$
PIC16F876-MLF 6$
FT232RQ 4$
и всякие мелочи

mihail66> Если придется паять планарные компоненты, то я не осилю.

Сунул в духовку и готово!

mihail66> Хочется иметь устройство из готовых модулей соединяемых с компом для считывания полученных данных.

Я могу заказать в Китае сотню плат и потом по необходимости запаивать на них компоненты.
Компоненты уже лежат на складе для других проектов.
Остаётся только проблема с пересылкой.

На картинке внизу справа.

Xan> Просто в комп воткнул, и вот тебе 16 и более бит с любым тензодатчиком. Беззаботно.

Это как так "в комп воткнул"? Что-то я не уловил. При проведении ОСИ что ли?

Xan> AD7730BRUZ 16$
У Али - нет, у *бея - нет, у Чипа (на заказ) - $36(!)
Xan> PIC16F876-MLF 6$
Есть только PIC16F876A-I/SP - $4
Xan> FT232RQ 4$
$4

Xan> Я могу заказать в Китае сотню плат и потом по необходимости запаивать на них компоненты.
А что самому не сделать?

Xan> Остаётся только проблема с пересылкой.
А в чем именно проблема?

Я так понял твоя "приблуда" на измерениях должна быть к компу подключена?
Или все-же умеет записывать данные в полевых условиях в свою память?
Для нее нужен программатор, или как производится калибровка?

Датчик такой нарыл

RLAN> Но как это влияет на дифференциальный вход?

Это обычно приводит к желанию подкрутить коэффициент усиления так, чтобы и ноль сместился с 1/2 В ближе к нижней границе и усиление было больше вместе с чувствительностью. И вот тут уже всё может быть. Без схемы сложно понять. Но если всё подключать строго по даташиту, то всё работает сразу и без проблем. Помню, что коэффициент усиления был вроде где-то на уровне 150, а не 300 и не 600, как я сам когда-то хотел сделать. Лучше применить другой тензодатчик на меньшую нагрузку. Сам же модуль по оцифровке не меняется при этом, к нему можно легко любой тензодатчик тогда подключить. Разница между их калибровочными характеристиками будет совсем небольшая, что тоже хорошо.

Xan> AD7730BRUZ 16$
Xan> PIC16F876-MLF 6$
Xan> FT232RQ 4$
Xan> и всякие мелочи

Сколько LSB составляет шум на нуле и на нагрузке в максимуме?

Xan>>Скорость 4800 отсчётов в секунду.
Xan>>Всё зашито, ничего поменять нельзя.
mihail66> Этого более чем достаточно, а на компе должен быть установлен какой-то софт?
mihail66> Я аналоговую часть легко могу создать, но программировать не умею.

Вот уже готовый АЦП модуль к компу: (Электронное оборудование ракет - БРЭО,часть XIV [SashaMaks#07.08.17 12:05])

Припаял флешку к нему хоть напрямую с переходника и будет модуль АЦП для ОСИ.

Только так же нужна программа и усилитель дифференциальный, который можно купить. А программу нужно написать. Тут пока есть недоделка связанная с режимом калибровки. А без калибровки всё это железо и софт бессмысленны.

Xan>> Просто в комп воткнул, и вот тебе 16 и более бит с любым тензодатчиком. Беззаботно.
RocKI> Это как так "в комп воткнул"? Что-то я не уловил. При проведении ОСИ что ли?

Это предполагает наличие ещё и ноутбука в поле. На себе тяжеловато это всё тащить будет, то желательно ещё и машину личную в придачу.

Xan>> AD7730BRUZ 16$
mihail66> У Али - нет, у *бея - нет, у Чипа (на заказ) - $36(!)

Я покупаю на digikey мелким оптом.
И я не предлагаю никому собирать самостоятельно.

Xan>> Я могу заказать в Китае сотню плат и потом по необходимости запаивать на них компоненты.
mihail66> А что самому не сделать?

Я своими руками уже давно не делаю. И радуюсь жизни!
Рядом есть завод, который выпиливает платы на фрезерном. Но дорого и мало, только опытные образцы.
И есть Китай, где печатают обычным образом. Дёшево, но много.
Чем выпиливать задорого несколько штук, мне проще заказать сотню в Китае.

Если бы нашлось несколько желающих, я бы заказал в Китае.
И спаял бы готовые платы. Мне это легко.

Xan>> Остаётся только проблема с пересылкой.
mihail66> А в чем именно проблема?

Почтальоны денег захотят!

mihail66> Я так понял твоя "приблуда" на измерениях должна быть к компу подключена?

Да.
Я уже очень давно перестал делать автономные приборы.
Считаю, что это слишком дорого — само железо, индикатор/кнопки, логика работы с человеком, сложность отладки.
Дешевле ноут купить. Или два!
И всё общение с человеком сделать уже на компе.
А железо должно тупо брать данные и без обработки отправлять на комп.
А комп эти данные должен так же тупо писать в файл.
А вот потом, когда данные уже никуда не денутся, брать их из файла и обрабатывать.

mihail66> Для нее нужен программатор, или как производится калибровка?

Железка тупо передаёт код из АЦП в комп.
А комп уже может, вычитая ноль и умножая на коэффициент, показывать килограммы.
Или можно в эксель данные засунуть и там как хочешь.
Есть самодельная прога, которая пишет данные в файл (а заодно показывает килограммы).

Кстати, народные умельцы подключили такую железку к телефону. Через USB как к последовательному порту.
Но я с программированием на телефоне не имел дела.

SashaMaks> Вот уже готовый АЦП модуль к компу: (Электронное оборудование ракет - БРЭО,часть XIV [SashaMaks#07.08.17 12:05])
Да у меня такой с лета лежит и Ардуинка.
Димка пытался научиться программировать, но дальше "зажигания лампочек" дело не пошло.
(образования не хватает)

mihail66>> А в чем именно проблема?
Xan> Почтальоны денег захотят!
Ну это не проблема.
Скорей проблема в том, что я первый и видимо последний интересующийся.
А так-бы с удовольствием приобрел уже готовое изделие с софтом.

Xan>> AD7730BRUZ 16$
Xan>> PIC16F876-MLF 6$
Xan>> FT232RQ 4$
Xan>> и всякие мелочи
SashaMaks> Сколько LSB составляет шум на нуле и на нагрузке в максимуме?

(http://www.analog.com/media/en/.../data-sheets/AD7730_7730L.pdf)
стр 10 и 11

Там от режимов зависит.

Вот сейчас минутный файл записал:
(https://www.dropbox.com/s/i6ifsftmjom56ci/2017-10-22_16-03-48.txt?dl=0)

mihail66> Димка пытался научиться программировать, но дальше "зажигания лампочек" дело не пошло.
mihail66> (образования не хватает)

Программа будет, но только после того, как я с калибровкой разберусь. Тут сложность именно в удобном и правильном пользовательском интерфейсе, иначе такого на калибруют...

pinko> Как я уже сказал, с однополярном источником питания усилителя (0в - 3.3в), напряжения на выход не может быть 0. Нормальные диф усилители имеют минималной выход ~ 0.8в до ~1.2в, Rail-to-Rail около 0.1в.
pinko> При 0в - 3.3в не все усилители могут работать должным образом и они не могут даже принимать общее напряжение (common mode voltage) до 2.5 В (половина моста).
pinko> Различие в напряжении заземления может привести к сдвигу в выходе, но не проблема линейности.

Выяснил что за усилитель. AD8221, и питание там 5В, все по даташиту. И на выходе там 0 не будет при 0 на входе. Но что с начальной линейностью? Что то не пойму их работу. Верхняя нелинейность понятна, коэффициент усиления не тот, сделаем 150.

RLAN> Выяснил что за усилитель. AD8221, и питание там 5В, все по даташиту. И на выходе там 0 не будет при 0 на входе. Но что с начальной линейностью?

В этом случае датчик вероятно имеет отрицательный сдвиг когда он не загружен. При однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой ты увидиш только часть, которая положительна.

Метод 1
Подключи входы усилителя (In+ и In-) короткие и обрати внимание на напряжения выходом усилителя. Теперь подключи датчик Out- к In+ и Out+ к In- (то есть на оборот) - выход усилителя должен быть как и раньше. Если это больше, тогда у тебе есть отрицательный сдвиг в выходе датчика.

Метод 2
Дай некаторое напряжение (например 1.7В) на Vref и посмотри без нагрузки есть ли выход тем же 1.7в или менее.

Кстати, все датчики имеют некоторую нелинейность в начале и конце диапазона - обычно первый и последний 1%-2% - вот почему им нужна предварительная нагрузка. У меня есть пара китайских датчиков, которые не линейны в первых 10% -15% , но я сомневаюсь что это относится к твоем сенсору.

RLAN> Выяснил что за усилитель. AD8221, и питание там 5В, все по даташиту.

При питании 10 вольт = ±5, он может выдавать от -4 до +4.
Page 6, Figure 8 — внутренний многоугольник — возможные выходные напряжения.

А если ему дать всего 5 вольт, которое для него будет как бы ±2.5, то, наверное, от 1 до 4.

pinko> В этом случае датчик вероятно имеет отрицательный сдвиг когда он не загружен. При однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой ты увидиш только часть, которая положительна.

Если мост питается от того же источника, что и усилитель, то он физически не сможет выдать отрицательное напряжение. Негде взять

pinko>> В этом случае датчик вероятно имеет отрицательный сдвиг когда он не загружен. При однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой ты увидиш только часть, которая положительна.
Sandro> Если мост питается от того же источника, что и усилитель, то он физически не сможет выдать отрицательное напряжение. Негде взять

Так я говорил об однополярных источниках питания, общих вольтажах ... и я не буду знать ето ... пожалуйста внимательно прочитай, что я написал!

Я не сказал, что мост дает отрицательные напряжения! Я сказал, что мост может иметь отрицательный сдвиг - помните что в датчике положительный и отрицательный сдвиг относятся к середине источника питания. Следовательно, при питании от 0 до 5 вольт соблюдая дифференциальную полярность выходного сигнала датчика, отрицательный сдвиг - когда выход меньше 2,5 вольт и сдвиг положителен если он больше 2,5.

Если есть отрицательный сдвиг - таким образом, положительный вход дифференциального усилителя меньше отрицательного - при однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой увидиш только часть, которая положительна.

pinko> Если есть отрицательный сдвиг - таким образом, положительный вход дифференциального усилителя меньше отрицательного - при однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой увидиш только часть, которая положительна.

Почему же? Кто мешает сбалансировать усилитель так, чтобы при равенстве входных сигналов он выдавал 2,5 В?

В случае использования rail-to-rail операционника напряжение покоя выхода можно выбирать практически произвольным.

pinko>> Если есть отрицательный сдвиг - таким образом, положительный вход дифференциального усилителя меньше отрицательного - при однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой увидиш только часть, которая положительна.
Sandro> Почему же? Кто мешает сбалансировать усилитель так, чтобы при равенстве входных сигналов он выдавал 2,5 В?
Sandro> В случае использования rail-to-rail операционника напряжение покоя выхода можно выбирать практически произвольным.

Я не вижу, как любое из того что ты сказал имеет отношение к исходной проблеме и то, что я говорю.

Во всяком случае, сделал это рисунок чтобы лучше объяснить "проблему" - для некоторые ето очевидно, а других нет и поможет лучше понять. Извините за английский, было проще и быстрее и также я могу использовать рисунок в других ссылках.

pinko>>> ... при однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой увидиш только часть, которая положительна.
Sandro>> Почему же? Кто мешает сбалансировать усилитель так, чтобы при равенстве входных сигналов он выдавал 2,5 В?
pinko> Я не вижу, как любое из того что ты сказал имеет отношение к исходной проблеме и то, что я говорю.

Другими словами: с чего ты взял, что при равенстве входов усилитель должен выдавать на выход минус питания? Почему? Это для тебя он ноль, а для усилителя минус. Если бы ты на схеме нарисовал, что там -1 В, он бы стал нормально работать при отрицательных сигналах?

pinko> Во всяком случае, сделал это рисунок чтобы лучше объяснить "проблему" - для некоторые ето очевидно, а других нет и поможет лучше понять. Извините за английский, было проще и быстрее и также я могу использовать рисунок в других ссылках.

Да мне без разницы, у меня свободный английский

Так вот, что мешает в правом столбце получить такое?

2.5 V
2.3 V
3.1 V
3.7 V

Или я не так понял, что имеется в виду под дифференциальным усилителем? Какая конкретно у него схема?

Sandro> Другими словами: с чего ты взял, что при равенстве входов усилитель должен выдавать на выход минус питания? Почему?

Пожалуйста, укажи фразу где я это сказал.

Sandro> Так вот, что мешает в правом столбце получить такое?
Sandro> 2.5 V
Sandro> 2.3 V
Sandro> 3.1 V
Sandro> 3.7 V

Это нелинейный отклик датчика, а не смещение начального значения. Спроси себя - если каждый дополнительный 4 кг добавляет такую же разницу в дифференциальное напряжение в выходе датчика!

В твоем примере это не так - поэтому это не линейный датчик.

Sandro> Или я не так понял, что имеется в виду под дифференциальным усилителем? Какая конкретно у него схема?

Для схемы см. техническое описание AD8221. Ты смешиваеш линейный отклик сенсором, с начальным (без нагрузки) сдвигом в балансе сенсорного моста.

П.с. Пожалуйста, вернись и прочитай оригинальный вопрос! Что я обяснил - при использовании однополярного источника питания для дифференциального усилителя, когда начальные (без нагрузки) сдвиги сенсором приводят к "Out+ > Out-", все становится ясным. Однако, когда начальные (без нагрузки) сдвиги приводят к "Out+ < Out-", это не так очевидно.

Sandro>> Другими словами: с чего ты взял, что при равенстве входов усилитель должен выдавать на выход минус питания? Почему?
pinko> Пожалуйста, укажи фразу где я это сказал.

Пожалуйста:

pinko> Если есть отрицательный сдвиг - таким образом, положительный вход дифференциального усилителя меньше отрицательного - при однополярном питании усилитель не может давать отрицательные значения и с начальной загрузкой увидиш только часть, которая положительна.

Но я упустил тот момент, что ты имел в виду AD8221. Да, разумеется, Vref для этой ситуации и нужен. Прошу прощения.

pinko> Это нелинейный отклик датчика, а не смещение начального значения.
Линейный — у тебя в таблице исходные данные не возрастающие!

pinko> Для схемы см. техническое описание AD8221. Ты смешиваеш линейный отклик сенсором, с начальным (без нагрузки) сдвигом в балансе сенсорного моста.

В русской терминологии Vref принято называть опорным напряжением или в просторечии опорой. Так всегда называется напряжение, относительно которого мы что-то измеряем.
Да, так и надо делать. Кстати, у него внутри классическая схема инструментального усилителя на трёх операционниках.

Sandro> Линейный — у тебя в таблице исходные данные не возрастающие!

Посмотрем ... при балансирован мост выходы Out+ = 2.5v и Out- = 2.5v, но мы сказали, что есть сдвиг когда нет нагрузки и Out+ < Out- т.е.

Позиция 1 = 0 кг нагрузки:
Мой пример: Out+ = 2.4v и Out- = 2.6v --> (Out+ - Out-) = -0.2v
Твой пример: Out+ = 2.3v и Out- = 2.7v --> (Out+ - Out-) = -0.4v

Позиция 2 = 4 кг нагрузки:
Мой пример: Out+ = 2.7v и Out- = 2.3v --> (Out+ - Out-) = +0.4v
Твой пример: Out+ = 3.1v и Out- = 1.9v --> (Out+ - Out-) = +1.2v

Позиция 3 = 8 кг нагрузки:
Мой пример: Out+ = 3.0v и Out- = 2.0v --> (Out+ - Out-) = +1.0v
Твой пример: Out+ = 3.7v и Out- = 1.3v --> (Out+ - Out-) = +2.4v

В моем примере первые 4кг добавляют 0.6v и второй 4кг добавляют тоже 0.6v к дифференциальному выходу датчика - таким образом ето линейный выход датчика.

В твоем случае первые 4кг добавляют 1.6v, а второй 4кг добавляют только 1.2v к дифференциальному выходу датчика - а ето нелинейный выход датчика.

Теперь, как эти напряжения от датчика будут интерпретироваться дифференциальным усилителем (в контексте исходного вопроса), я думаю мы оба согласились.

П.с. Спасибо для разъяснения и пожалуйста извини - русский язык для меня иностранный язык и я не знаю всех технических терминов.

Sandro>
pinko>
Спасибо. Пришлось подумать (и благодаря вашей дискуссии тоже) и более менее все понял.
Первое - прибор получился не айс.
Автономность и беспроводность (то, ради чего модернизировался) получены. 2 канала есть (дополнительно к видеофиксации давления). Это плюсы. Точность хреновая. Шум большой, все это последствия упрощения схемы. Предыдущее решение было заметно лучше, кроме мобильности.
Но для основной части задач пойдет , а там видно будет.
С начальной линейностью непонятка. может потому что выход усилителя сдвинут аж до 0,7В при 0 на входе. Вроде упоминалась минимальная граница 0,8?