У Вас вроде программа не правильная. Насколько помню даташит переключение каналов задается GAIN который выставляется каждый раз после получении отсчета посредством дергания SCK. Т.е. поскольку scale_a и scale_b незнают друг о друге несколько первых отсчетов в read_average будут по старому каналу (несколько - т.к. переключение занимает время >100ms)
Я пока провел пару экспериментов - СКО на всем диапазоне +-20mV порядка 23-30 т.е. 7 младших бит (-1:1 сигма) - шум. Сильно плавает со временем - на большом числе отсчетов легко СКО >40-50.
Да, линеаризацию можно делать средствами МК (полином вроде где-то в доках описан). Плюсы и минусы разных вариантов подключений в первой доке приведены.
Интерфейс лучше как минимум 3-х проводной. Для HX придется сделать стабильный источник тока, например на TL431 ну или применить точный резистор.
Я вот только не пойму. Какую обвязку в итоге использовать (для моста в том числе) и как рассчитать сопративления конкретно для платки с hх711? У меня на руках китайская схема:
Трехпроводной интерфейс я так понял нужно применять при длинной проводке к датчику?
Я вот только не пойму. Какую обвязку в итоге использовать (для моста в том числе) и как рассчитать сопративления конкретно для платки с hх711? У меня на руках китайская схема:
и датчик pt100
Ну если провода менее метра и не имеют значимое изменение температуры по времени (для внекомнатных измерений нереально) можно и так.
По подключению, например мостовая схема:
1. RI+RI2 (Ri~=Ri2) должны обеспечивать ток через мост ~1mA (больше - меньше помех, но самонагрев). Можно без Ri2.
2. Входные резисторы желательны (по линии А+ вроде есть на плате HX)
3. + и - моста будут зависить от баланса - который гарантированно не получится
Еще проще:
1. Схемы 1 и 2 вобщем-то равнозначны по точности (зависит от RL и точности задающих сопротивлений): надеяться можно на +/- 5С по всему диапазону.
Трехпроводная схема:
1. В качестве RI обязательно источник стабильного тока (можно обойтить высокоточным резистором, но это дороже).
2. АЦП1 измеряет сопротивление проводов и можно внести коррекцию на уровне МК. АЦП2 измеряет сопротивление датчика (B- соединен c E-)
3. Можно добиться точности +/- 0.5С
Как-то так. Для упрощенных схем коэффициенты линеаризации придется находить самому. Т.е. калибровка по трем точкам как минимум. Я сам использование термосопротивлений считаю неоправданным: внизу есть интегральные датчики , наверху лучше термопары.
Трехпроводной интерфейс я так понял нужно применять при длинной проводке к датчику?
Я вот только не пойму. Какую обвязку в итоге использовать (для моста в том числе) и как рассчитать сопративления конкретно для платки с hх711? У меня на руках китайская схема:
и датчик pt100
Ну если провода менее метра и не имеют значимое изменение температуры по времени (для внекомнатных измерений нереально) можно и так.
По подключению, например мостовая схема:
1. RI+RI2 (Ri~=Ri2) должны обеспечивать ток через мост ~1mA (больше - меньше помех, но самонагрев). Можно без Ri2.
2. Входные резисторы желательны (по линии А+ вроде есть на плате HX)
3. + и - моста будут зависить от баланса - который гарантированно не получится
Еще проще:
1. Схемы 1 и 2 вобщем-то равнозначны по точности (зависит от RL и точности задающих сопротивлений): надеяться можно на +/- 5С по всему диапазону.
Трехпроводная схема:
1. В качестве RI обязательно источник стабильного тока (можно обойтить высокоточным резистором, но это дороже).
2. АЦП1 измеряет сопротивление проводов и можно внести коррекцию на уровне МК. АЦП2 измеряет сопротивление датчика (B- соединен c E-)
3. Можно добиться точности +/- 0.5С
Как-то так. Для упрощенных схем коэффициенты линеаризации придется находить самому. Т.е. калибровка по трем точкам как минимум. Я сам использование термосопротивлений считаю неоправданным: внизу есть интегральные датчики , наверху лучше термопары.
спасибо за подробное описание! вот как бы теперь собрать в кучу собранные знания....
ИТОГО:
1. Если мостовая схема и делитель дают одинковую погрешность, в чем преймущество моста? В том что мост все же можно качественно сбалансировать точными соправивлениями при в 0С?
2. можно ли совместить схему 1 и 3 сдеалав мост с замером третьего провода (линии)? есть ли в этом целесообразность?
3. касаемо RI - это источник питания? Если не ошибаюсь hx711 имеет внутренний стабилизатор, который питает E+ E-
4. я прогнал на макетке, получается что E+ E- включается только при замере, в режиме покоя он отключен - это должно в какой то мере исключить саморазогрев.
1. Если мостовая схема и делитель дают одинковую погрешность, в чем преймущество моста? В том что мост все же можно качественно сбалансировать точными соправивлениями при в 0С?
2. можно ли совместить схему 1 и 3 сдеалав мост с замером третьего провода (линии)? есть ли в этом целесообразность?
3. касаемо RI - это источник питания? Если не ошибаюсь hx711 имеет внутренний стабилизатор, который питает E+ E-
4. я прогнал на макетке, получается что E+ E- включается только при замере, в режиме покоя он отключен - это должно в какой то мере исключить саморазогрев.
5. Диапазон температуры до 200град
1. Мост можно просто питать постоянным напряжением Vref, легко перестраивается на разные диапазоны выходных наряжений, проблемы с точностью именно из-за двухпроводного включения. Балансировать можно разными способами, но для АЦП это обычно не так важно (главное попасть в измеряемый диапазон), а вот уплывание ноля (или его виртуального значения) из-за разбега параметров плечей - это проблема.
2. Зачем если можно просто включить мост по 3-х проводной схеме.
Вопрос: а можно ли как-то сделать компенсацию замеров в МК путем дополнительного замера через канал B. Например замерив RL через делитель отдельный ?
Можно, но не думаю что удастся улучшить точность. Большая часть ошибки уже скомпенсирована включением: из условия равновесия моста Ra/Ra = (Rt+RL)/(Ra+RL).
Гм. по току, конечно и входному сопротивлению усилителя.
Мост можно рассматривать как два параллельных делителя. Например: если взять одно плечо 100Ом+100Ом, то при питании 1В будет 0.5В. На другом плече взять 1кОм+1кОм, то при питании 1В будет 0.5В. Т.е. 0.5В=0.5В - мост балансирован. Однако ток через первое плечо будет 1В/(100+100)=5мА (напомню: для ТС нужно <1мА), а через второе 0.5мА, а для диф. усилителя важна симметричность по входам (впрочем это можно компенсировать, но для простоты).
в двухпроводном подключении: если использовать подводку из медных проводов досточного сечения, и небольшой длины можем убрать из рассмотрения ТКС, а при расчете учесть сопротивление линии (+-5 ом).
в трехпроводном: ошибка =0 только в случае когда все сопротивления равны (в начальной точке)
Вот пока не понял как вычитается R линии при трех проводом соединении. Вставляю R линии в формулу напряжения на выходе для моста. В числителе R линии исчезает, но в знаменателе остается. Если смотреть по принципу делителей, то действительно пропорции плечей не меняются если к обоим плечам добавляется сопротивление линии.
3. Несимметричный делитель (например при 200С, ну примерно ;) ):
1В*200/(200+100)=667мВ
a) 1В*(200+2*5)/((200+2*5)+100)=677мВ
б) 1В*(200+5)/((200+5)+(100+5))=661мВ
Как видим трехпроводная схема значительно уменьшает влияние проводов, но не избавляет полностью.
Что касается опорного плеча, то нужно понимать что оно нужно только для получения опорного напряжения зависимого от факторов воздействующих на измерительный полумост (плечо), дабы при диф. измерении (вычитании) эти факторы нивелировались. Его тоже можно выбрать любым: для HX с входным диапвзоном +-40мВ, лучше задасться темп. диапазоном например чтобы при 0С(100Ом) получить -40мВ, а при 200С(175.84Ом) +40мВ -- по диф. измерении на выходе моста (постараться по крайней мере).
2. Поскольку сопротивление моста меняется с изменением сопротивления термодатчика, то напряжение питания моста также будет меняться. Т.е. вносится дополнительная нелинейность, расчет усложняется.
Т.е. если вернуться к мосту (с двумя делителями) имея ацп с чувствительностью +-40мВ. Можно рассчитать мост несимметричный, скажем что бы в точке 0град на диф сигнал был около -40мВ а в максимальной точке (200град) примерно +40мВ ?
Диапазон АЦП: 80мВ (при -40мВ опорное напряжение больше сигнала, +40мВ наоборот)
1. Задаемся диапазоном (Uд) и находим добавочное сопротивление (Rб) в плече сверху (датчик соответственно внизу на землю):
Uд = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*Rt0/(Rt0+Rб)
0.080 = 4*175.84/(175.84+Rб) - 4*100/(100+Rб)
Rб ~= 3511 Ом, ближайшее по ряду E96(1%) 3650 Ом, что уменьшит диапазон до 77мВ.
2. Проверяем ток: Iм = Uм/(Rtср+Rб) = 4/(137.92+3650) ~= 1мА. Терпимо хотя лучше уменьшить еще раза в два, но тогда надо или уменьшать диапазон или увеличивать напряжение питания.
3. Опорное плечо:
Напряжение измерительного плеча при 0С: Uизм = 4*100/(100+3650) ~= 106.7мВ
По ряду: R1 = 3830 Ом, R2 = 147 Ом, тогда Uоп = 147,9 мВ
4. Проверяем результат:
Напряжение на выходе моста при 0С: Uдиф = Uм*Rt0/(Rt0+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*100/(100+3650)-4*147/(147+3830) = -41,2мВ (да, изм. диапазон темпер. начнется не с 0С, а чуть повыше)
Напряжение на выходе моста при 200С: Uдиф = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*175.84/(175.84+3650)-4*147/(147+3830) = 35,99 мВ
В вопросе я имел ввиду на предмет "правильно ли я мыслю", но за расчет огромное спасибо! ... будет с чем сверяться :)
Для 137-147 ом... придется еще какой-то метод подгонки сопротивления поискать.
Кстати про питание моста я уже подумывал. Согласно даташита hx711, указывается, что напряжение питания регулируется делителем на резисторах R1, R2.
в китайской поделке номиналы следующие (R12=20К, R13=8.2К):
Вопрос: Есть ли смысл отрегулировать напряжение питания примерно 0.2-0.4В (заменить резисторы) и сделать полный симметричный мост по 100 ом? И с целью исключения сопротивления проводов в трехпроводном подключении.
PS: вот только не уверен что получиться без проблем перепаять планарные резисторы :))
Осторожнее, пожалуйста, с правкой сообщений: я увидел вопрос в №84 только сейчас.
1. Расчет подогнан под сопротивления из стандартного ряда, но нужно помнить о разбросе параметров.
2. Тут сказать сложно: если AVDD это Vref АЦП и PGA, то не имеет смысла (диапазон по входу уменьшится); если просто питание аналоговой части, то слишком мало - вобщем надо пробовать
3. Перепаять легко: два паяльника, твердая рука, зоркий глаз...
4. Не желательно: нужен спец подстроечник с минимальным дрейфом. Параллельные резисторы надежнее. Но для подстройки можно воткнуть малоомный построечник включенный последовательно с основным сопротивлением (<10 Ом).
Нда... Численные методы Вам на что? Для данного случая наиболее эффективен прямой перебор в диапазоне от 0 до , скажем, 100к. Перебор - т.к. у уравнения несколько корней и нам нужны все для выбора лучшего.
Ну или взять готовый решатель, благо для андройда их множество. Например: handycalc.
Зачем вообще использовать эти датчики, когда есть уже готовые и откалиброванные DS18B20 и библиотек к ним привеликое множество, стоит же копейки и не нужны никакие АЦП не внутренние в контроллере не в нешние, другое дело этот HX711 использовать скажем для датчиков давления, так как нет готовых датчиков которые бы выдавали уже готовое значение веса в цифровой форме, точнее может они и есть но стоят как самолёт.
Кстати DS18B20 можно на шину (состояшую из 3 проводов) повесить достаточное количество.
Посмотрел характеристики этих PT100 до 400 градусов правда им измерять можно, DS18B20 только до 125, и всё же я думаю что можно найти датчики температуры с цифровым выходным значеним, но с более высоким верхним пределом, чтобы не ковыряться с этой аналоговщиной.
Зачем забивать гвозди микроскопом(ds18b20)? Когда можно использовать термистор ntc 1-10k. Библиотек куча, стоит копейки . Все зависит от требуемых параметров.
Так в том то и дело что тут у автора больше возни. Если купить ds18b20 и взять любую библиотеку (кстати, для hx711 библиотеку тоже придётся брать или что ещё хуже, самому писать велосипед который уже есть) то и не будет никаких проблем с мостами и прочим гемороем, этот цифровой датчик счас даже дешевле чем эта аналоговщина ничего не умеющая и требующая кучу обвеса, а так как всё аналоговое ещё не 1 шишку себе автор набъёт пока всё правильно сделает.
Нет, я бы понял если бы автор хотел управлять скажем вращением куллера от температуры и не ставить туда специально для этого контроллер, а просто термотранзистор или терморезистор, тогда да, всё равно что покупать компьютер, чтобы запускать на нём только калькулятор и ничего больше, но он же использует ардуину, зачем там АНАЛОГОВЩИНА и ладно бы не было цифровых решений или бы они были в разы дороже чем этот ваш pt100, так даже ds18b20 и дешевле.
Использовать контроллеры и аналоговые датчики с ними, особенно если есть уже готовые колиброванные цифровые, это по моему извращение в чистом виде. Терморезисторы, термотранзисторы и прочие термо лучше использовать там где нет контроллера, пример с куллером в посте выше.
Зачем забивать гвозди микроскопом(ds18b20)? Когда можно использовать термистор ntc 1-10k. Библиотек куча, стоит копейки . Все зависит от требуемых параметров.
Забивать как вы выразились гвозди микроскопом это конечно плохо, но и плохо забивать огромный штырь в землю молотком, а не кувалдой. Телодвижений прилагается много, а штырь в землю продвигается с трудом.
Диапазон АЦП: 80мВ (при -40мВ опорное напряжение больше сигнала, +40мВ наоборот)
1. Задаемся диапазоном (Uд) и находим добавочное сопротивление (Rб) в плече сверху (датчик соответственно внизу на землю):
Uд = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*Rt0/(Rt0+Rб)
0.080 = 4*175.84/(175.84+Rб) - 4*100/(100+Rб)
Rб ~= 3511 Ом, ближайшее по ряду E96(1%) 3650 Ом, что уменьшит диапазон до 77мВ.
2. Проверяем ток: Iм = Uм/(Rtср+Rб) = 4/(137.92+3650) ~= 1мА. Терпимо хотя лучше уменьшить еще раза в два, но тогда надо или уменьшать диапазон или увеличивать напряжение питания.
3. Опорное плечо:
Напряжение измерительного плеча при 0С: Uизм = 4*100/(100+3650) ~= 106.7мВ
По ряду: R1 = 3830 Ом, R2 = 147 Ом, тогда Uоп = 147,9 мВ
4. Проверяем результат:
Напряжение на выходе моста при 0С: Uдиф = Uм*Rt0/(Rt0+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*100/(100+3650)-4*147/(147+3830) = -41,2мВ (да, изм. диапазон темпер. начнется не с 0С, а чуть повыше)
Напряжение на выходе моста при 200С: Uдиф = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*175.84/(175.84+3650)-4*147/(147+3830) = 35,99 мВ
Уму не постижимо, что я сделал и термометр и термостат и всё без этих ужасных формул, просто капец. И это по вашему проще чем Ds18b20 ставить. Это же просто мазахизм какой-то. изобретение чтого что уже сделали инженеры из Dallas Semiconductor.
Но мы же не ищем лёгких путей ))))))))))))))))))))))))))))))))))) мы к микроконтроллеру будем подключать термо-аналоговщину, затем сперва побадаемся с аппаратным подключением, затем когда всё же аппаратную часть сумеем забодать, будем бодаться с программной частью, ещё на форуме постов так 100 появится как же научить наш контроллер понимать pt100.
Эх ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
Ну я про pt100 не говорил, ntc термисторы подключаются элементарно, мост состоит из одного резистора, при использовании библиотеки кроме замера резистора ничего и не нужно. Ну прада нужно калибровку сделать.
Ну я про pt100 не говорил, ntc термисторы подключаются элементарно, мост состоит из одного резистора, при использовании библиотеки кроме замера резистора ничего и не нужно. Ну прада нужно калибровку сделать.
Ну вот, уже минус, не так откалибруете и привет, все данные не верны, а так вы берёте уже готовый откалиброванный термометр, который вам выдаёт готовое числовое значение.
Кстати длинна прводов и воздействие температуры на них будут сказываться даже если вы сразу сделаете правильную калибровку ибо там вы меряете сопративление или ещё что, чем длиннее провода чем большую погрешность будут выдавать ваши датчики скажем если провода будут нагреваться и охлаждаться на протяжении суток. Этот же цифровой там всё в маленьком датчики теже терморезисторы и прочая хренотень, а по проводам идёт только уже готовая температура + возможность подлключить к 3 проводам штук 10, а то и больше датчиков и при этом при уменьшеии или увеличении длинны проводов не надо будет всё перекалибровывать. Вобщем ОТКАЗЫВАТЬСЯ НАДО ОТ АНАЛОГОВЩИНЫ ВЕЗДЕ ГДЕ ЭТО ВОЗМОЖНО!!!!!!!!!!!!!!!!!!
С терморезисторами все проще и дешевле. Одна тарировочная кривая на весь тип. Точность достаточная для большинства применений. Длина проводов - не имеет значения в пределах практической точности.
У Вас вроде программа не правильная. Насколько помню даташит переключение каналов задается GAIN который выставляется каждый раз после получении отсчета посредством дергания SCK. Т.е. поскольку scale_a и scale_b незнают друг о друге несколько первых отсчетов в read_average будут по старому каналу (несколько - т.к. переключение занимает время >100ms)
Я пока провел пару экспериментов - СКО на всем диапазоне +-20mV порядка 23-30 т.е. 7 младших бит (-1:1 сигма) - шум. Сильно плавает со временем - на большом числе отсчетов легко СКО >40-50.
Всем доброго дня.
Собираю схему pt100 + hx711
По аналогии http://arduino.ru/forum/apparatnye-voprosy/temperatura-vyshe-125s-chem-izmeryat#comment-27289
Но все же хочу понять: Про мостовую схему примерно понял, но какую роль играют в схеме резисторы R6 и R7? ...
Или если не трудно тыкните где почитать
Выравнивание входного сопротивления по плечам дифференциального усилителя.
Схему для HX711 (ADC+PGA) повторять бессмыслено. Вот почитайте по проблеме (легко ищется в гугл):
10216_Digikey_-_Temperature_Sensing_v2_201111119456.pdf
slyt442.pdf
tidu433.pdf
Благодарю за информацию. Т.е. для hx711 правильнее? :
1. подключить pt100
2. для точного вычисления проще использовать Digital Linearization Methods и две pt100
Два ПТ - это по желанию.
Да, линеаризацию можно делать средствами МК (полином вроде где-то в доках описан). Плюсы и минусы разных вариантов подключений в первой доке приведены.
Интерфейс лучше как минимум 3-х проводной. Для HX придется сделать стабильный источник тока, например на TL431 ну или применить точный резистор.
Трехпроводной интерфейс я так понял нужно применять при длинной проводке к датчику?
Полином вот:
тут же приводится пример расчета для других микросхем http://www.ti.com/lit/zip/SLYT442
Я вот только не пойму. Какую обвязку в итоге использовать (для моста в том числе) и как рассчитать сопративления конкретно для платки с hх711? У меня на руках китайская схема:
и датчик pt100
Почему не подходит вариант подключения к МК через делитель и опорное 1,1 в?
Почему не подходит вариант подключения к МК через делитель и опорное 1,1 в?
Можно, конечно - будет показометр.
Трехпроводной интерфейс я так понял нужно применять при длинной проводке к датчику?
Я вот только не пойму. Какую обвязку в итоге использовать (для моста в том числе) и как рассчитать сопративления конкретно для платки с hх711? У меня на руках китайская схема:
и датчик pt100
Ну если провода менее метра и не имеют значимое изменение температуры по времени (для внекомнатных измерений нереально) можно и так.
По подключению, например мостовая схема:
1. RI+RI2 (Ri~=Ri2) должны обеспечивать ток через мост ~1mA (больше - меньше помех, но самонагрев). Можно без Ri2.
2. Входные резисторы желательны (по линии А+ вроде есть на плате HX)
3. + и - моста будут зависить от баланса - который гарантированно не получится
Еще проще:
1. Схемы 1 и 2 вобщем-то равнозначны по точности (зависит от RL и точности задающих сопротивлений): надеяться можно на +/- 5С по всему диапазону.
Трехпроводная схема:
1. В качестве RI обязательно источник стабильного тока (можно обойтить высокоточным резистором, но это дороже).
2. АЦП1 измеряет сопротивление проводов и можно внести коррекцию на уровне МК. АЦП2 измеряет сопротивление датчика (B- соединен c E-)
3. Можно добиться точности +/- 0.5С
Как-то так. Для упрощенных схем коэффициенты линеаризации придется находить самому. Т.е. калибровка по трем точкам как минимум. Я сам использование термосопротивлений считаю неоправданным: внизу есть интегральные датчики , наверху лучше термопары.
Трехпроводной интерфейс я так понял нужно применять при длинной проводке к датчику?
Я вот только не пойму. Какую обвязку в итоге использовать (для моста в том числе) и как рассчитать сопративления конкретно для платки с hх711? У меня на руках китайская схема:
и датчик pt100
Ну если провода менее метра и не имеют значимое изменение температуры по времени (для внекомнатных измерений нереально) можно и так.
По подключению, например мостовая схема:
1. RI+RI2 (Ri~=Ri2) должны обеспечивать ток через мост ~1mA (больше - меньше помех, но самонагрев). Можно без Ri2.
2. Входные резисторы желательны (по линии А+ вроде есть на плате HX)
3. + и - моста будут зависить от баланса - который гарантированно не получится
Еще проще:
1. Схемы 1 и 2 вобщем-то равнозначны по точности (зависит от RL и точности задающих сопротивлений): надеяться можно на +/- 5С по всему диапазону.
Трехпроводная схема:
1. В качестве RI обязательно источник стабильного тока (можно обойтить высокоточным резистором, но это дороже).
2. АЦП1 измеряет сопротивление проводов и можно внести коррекцию на уровне МК. АЦП2 измеряет сопротивление датчика (B- соединен c E-)
3. Можно добиться точности +/- 0.5С
Как-то так. Для упрощенных схем коэффициенты линеаризации придется находить самому. Т.е. калибровка по трем точкам как минимум. Я сам использование термосопротивлений считаю неоправданным: внизу есть интегральные датчики , наверху лучше термопары.
спасибо за подробное описание! вот как бы теперь собрать в кучу собранные знания....
ИТОГО:
1. Если мостовая схема и делитель дают одинковую погрешность, в чем преймущество моста? В том что мост все же можно качественно сбалансировать точными соправивлениями при в 0С?
2. можно ли совместить схему 1 и 3 сдеалав мост с замером третьего провода (линии)? есть ли в этом целесообразность?
3. касаемо RI - это источник питания? Если не ошибаюсь hx711 имеет внутренний стабилизатор, который питает E+ E-
4. я прогнал на макетке, получается что E+ E- включается только при замере, в режиме покоя он отключен - это должно в какой то мере исключить саморазогрев.
5. Диапазон температуры до 200град
ИТОГО:
1. Если мостовая схема и делитель дают одинковую погрешность, в чем преймущество моста? В том что мост все же можно качественно сбалансировать точными соправивлениями при в 0С?
2. можно ли совместить схему 1 и 3 сдеалав мост с замером третьего провода (линии)? есть ли в этом целесообразность?
3. касаемо RI - это источник питания? Если не ошибаюсь hx711 имеет внутренний стабилизатор, который питает E+ E-
4. я прогнал на макетке, получается что E+ E- включается только при замере, в режиме покоя он отключен - это должно в какой то мере исключить саморазогрев.
5. Диапазон температуры до 200град
1. Мост можно просто питать постоянным напряжением Vref, легко перестраивается на разные диапазоны выходных наряжений, проблемы с точностью именно из-за двухпроводного включения. Балансировать можно разными способами, но для АЦП это обычно не так важно (главное попасть в измеряемый диапазон), а вот уплывание ноля (или его виртуального значения) из-за разбега параметров плечей - это проблема.
2. Зачем если можно просто включить мост по 3-х проводной схеме.
3. Ri это источник постоянного тока.
В мосте же резисторы в районе 99-101 ом. Можно же сбалансировать обычным куском провода
В мосте же резисторы в районе 99-101 ом. Можно же сбалансировать обычным куском провода
А потом неравномерный нагрев, разный ТКС, уход из-за времени и т.д...
т.е. оптимально использовать трехпроводную с мостом?
Да. Или четырехпроводной с источником постоянного тока (нет моста зато как минимум ОУ в цепи питания).
Кстати вспомнил подробную книжку:
analog_devices._metody_prakticheskogo_konstruirovaniya_pri_normirovanii_signalov_s_datchika.pdf
Я решил остановиться на трех-проводной с мостом.
Вопрос: а можно ли как-то сделать компенсацию замеров в МК путем дополнительного замера через канал B. Например замерив RL через делитель отдельный ?
Я решил остановиться на трех-проводной с мостом.
Вопрос: а можно ли как-то сделать компенсацию замеров в МК путем дополнительного замера через канал B. Например замерив RL через делитель отдельный ?
Можно, но не думаю что удастся улучшить точность. Большая часть ошибки уже скомпенсирована включением: из условия равновесия моста Ra/Ra = (Rt+RL)/(Ra+RL).
Допустим я рассчитываю вот такую схему:
Что бы получить +-20мV на точках измерения моста (для hx711), нужно рассчитать номиналы резисторов.
вот не пойму, т.к. номиналы резисторов находятся в прямой пропорциональной зависимости между собой
то что бы выйти на +-20мV я могу и 100ом и 100ком поставить, какое мне подобрать эквивалентное сопративление моста?
Т.е. получается, что трехпроводное подключение балансирует мост только при равных сопротивлениях моста (R=R1=R2=R3=R4)?
Возникает вопрос: что если сделать плечи моста скажем не 100 ом. а по R=100+Rx. На что это повлияет?
например (наборные резисторы):
R1 = 6800+100
R2 = 6800+100
R3 = 6800+100
R4 = 6800+Rpt100 (мин. 100 ом)
Гм. по току, конечно и входному сопротивлению усилителя.
Мост можно рассматривать как два параллельных делителя. Например: если взять одно плечо 100Ом+100Ом, то при питании 1В будет 0.5В. На другом плече взять 1кОм+1кОм, то при питании 1В будет 0.5В. Т.е. 0.5В=0.5В - мост балансирован. Однако ток через первое плечо будет 1В/(100+100)=5мА (напомню: для ТС нужно <1мА), а через второе 0.5мА, а для диф. усилителя важна симметричность по входам (впрочем это можно компенсировать, но для простоты).
Ну вот смотрим: мост из одинаковых резисторов 100Ом.
100/100=1 в первом плече, 100/100=1 во втором плече. Мост балансирован. Изменим сопротивление датчика:
100/100=1, 110/100=1.1 - появился дисбаланс 10%. Добавим сопротивление проводов:
100/100=1, (110+5+5)/100=1.2 - Ошибка 10%. В трехпроводном включении:
100/100=1, (110+5)/(100+5)=~1.095 - Ошибка ~0.5%. Если же мост изначально балансирован:
110/110=1, (110+5)/(110+5)=1 - Ошибка 0, т.е. сопротивление проводов не влияет на баланс.
если, мы рассматриваем сбалансированный мост, то:
в двухпроводном подключении: если использовать подводку из медных проводов досточного сечения, и небольшой длины можем убрать из рассмотрения ТКС, а при расчете учесть сопротивление линии (+-5 ом).
в трехпроводном: ошибка =0 только в случае когда все сопротивления равны (в начальной точке)
Например, если установить мой вариант 6800+100
то ток через Pt =
0,000290
Ну можно, конечно, но я бы блокировал влияние окр. среды сразу.
Равны в измерительном плече, если быть точным.
Угу: при 0С = 6800+100, при 200С 6800+175,84.
Сравним:
1. измерительное плечо (ТС100+1000Ом) + (100+1000), суммарно 2200Ом:
1В*1100/(1100+1100)=500мВ, 1В*1200/(1200+1100)=521мВ, Разница 20мВ. (диф. сигнал)
2. измерительное плечо (ТС100) + (2100), суммарно 2200Ом:
1В*100/(100+2100)=45мВ, 1В*200/(200+2100)=86мВ, Разница 41мВ.
не совсем понял сравнения. точку снятия потенциалов я планирую в точках симметрии
первый делитель: (1000 + 100) + (PT100 + 1000)
второй делитель: (1000 + 100) + (100 + 1000)
Сравнивается два варианта:
1. по Вашему предложению - добавить сопротивления в плече как к постоянному резистору так и к датчику.
2. и просто увеличить сопротивление только для постоянного резистора.
Первый вариант в два раза хуже по чувствительности.
Опорное же плечо пока не рассматривается (там все равно все сопротивления неизменны).
а, понял.
Вот пока не понял как вычитается R линии при трех проводом соединении. Вставляю R линии в формулу напряжения на выходе для моста. В числителе R линии исчезает, но в знаменателе остается. Если смотреть по принципу делителей, то действительно пропорции плечей не меняются если к обоим плечам добавляется сопротивление линии.
Меняются. Вот смотрим:
1. Симметричный делитель: 100 + 100
1В*100/(100+100)=500мВ
2. Добавим сопротивление проводов 2шт x 5Ом:
а) 2х-проводная 1В*(100+2*5)/((100+2*5)+100)=523мВ
б) 3х-проводная 1В*(100+5)/((100+5)+(100+5))=500мВ (!!!)
3. Несимметричный делитель (например при 200С, ну примерно ;) ):
1В*200/(200+100)=667мВ
a) 1В*(200+2*5)/((200+2*5)+100)=677мВ
б) 1В*(200+5)/((200+5)+(100+5))=661мВ
Как видим трехпроводная схема значительно уменьшает влияние проводов, но не избавляет полностью.
Что касается опорного плеча, то нужно понимать что оно нужно только для получения опорного напряжения зависимого от факторов воздействующих на измерительный полумост (плечо), дабы при диф. измерении (вычитании) эти факторы нивелировались. Его тоже можно выбрать любым: для HX с входным диапвзоном +-40мВ, лучше задасться темп. диапазоном например чтобы при 0С(100Ом) получить -40мВ, а при 200С(175.84Ом) +40мВ -- по диф. измерении на выходе моста (постараться по крайней мере).
хм. а если поставить резистор в разрыв питания, а потом симметричный делитель (по 100)?
Можно, почему нет... Недостатки данного решения:
1. Напряжение питания моста изменится
2. Поскольку сопротивление моста меняется с изменением сопротивления термодатчика, то напряжение питания моста также будет меняться. Т.е. вносится дополнительная нелинейность, расчет усложняется.
Я померил напряжение питания = 4В, и судя по схеме в hx711 оно стабилизировано (кстати я замерил внутр. сопротивление ~23 Ом).
Разве этого недостаточно для уверенности стабильного напряжения?
Делитель образуется. Вся стабилизация псу под хвост. Впрочем влияние этого делителя можно посчитать.
Т.е. если вернуться к мосту (с двумя делителями) имея ацп с чувствительностью +-40мВ. Можно рассчитать мост несимметричный, скажем что бы в точке 0град на диф сигнал был около -40мВ а в максимальной точке (200град) примерно +40мВ ?
Ну уж можно и самому посчитать...
Итак:
питание моста: Uм=4В
Pt100: Rt0=100Ом, Rt200=175.84Ом, среднее Rtср = 137.92Ом
Диапазон АЦП: 80мВ (при -40мВ опорное напряжение больше сигнала, +40мВ наоборот)
1. Задаемся диапазоном (Uд) и находим добавочное сопротивление (Rб) в плече сверху (датчик соответственно внизу на землю):
Uд = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*Rt0/(Rt0+Rб)
0.080 = 4*175.84/(175.84+Rб) - 4*100/(100+Rб)
Rб ~= 3511 Ом, ближайшее по ряду E96(1%) 3650 Ом, что уменьшит диапазон до 77мВ.
2. Проверяем ток: Iм = Uм/(Rtср+Rб) = 4/(137.92+3650) ~= 1мА. Терпимо хотя лучше уменьшить еще раза в два, но тогда надо или уменьшать диапазон или увеличивать напряжение питания.
3. Опорное плечо:
Напряжение измерительного плеча при 0С: Uизм = 4*100/(100+3650) ~= 106.7мВ
Требуемое опорное напряжение: Uоп = Uизм + 40мВ = 106.7 + 40 = 146.7 мВ
Iоп = Iм = Uм/(R1+R2); Uоп = Uм*R2/(R1+R2), решаем
По ряду: R1 = 3830 Ом, R2 = 147 Ом, тогда Uоп = 147,9 мВ
4. Проверяем результат:
Напряжение на выходе моста при 0С: Uдиф = Uм*Rt0/(Rt0+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*100/(100+3650)-4*147/(147+3830) = -41,2мВ (да, изм. диапазон темпер. начнется не с 0С, а чуть повыше)
Напряжение на выходе моста при 200С: Uдиф = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*175.84/(175.84+3650)-4*147/(147+3830) = 35,99 мВ
В вопросе я имел ввиду на предмет "правильно ли я мыслю", но за расчет огромное спасибо! ... будет с чем сверяться :)
Для 137-147 ом... придется еще какой-то метод подгонки сопротивления поискать.
Кстати про питание моста я уже подумывал. Согласно даташита hx711, указывается, что напряжение питания регулируется делителем на резисторах R1, R2.
в китайской поделке номиналы следующие (R12=20К, R13=8.2К):
Вопрос: Есть ли смысл отрегулировать напряжение питания примерно 0.2-0.4В (заменить резисторы) и сделать полный симметричный мост по 100 ом? И с целью исключения сопротивления проводов в трехпроводном подключении.
PS: вот только не уверен что получиться без проблем перепаять планарные резисторы :))
и еще вопрос: можно ли в качестве балансового использовать подстроечный резистор?
Осторожнее, пожалуйста, с правкой сообщений: я увидел вопрос в №84 только сейчас.
1. Расчет подогнан под сопротивления из стандартного ряда, но нужно помнить о разбросе параметров.
2. Тут сказать сложно: если AVDD это Vref АЦП и PGA, то не имеет смысла (диапазон по входу уменьшится); если просто питание аналоговой части, то слишком мало - вобщем надо пробовать
3. Перепаять легко: два паяльника, твердая рука, зоркий глаз...
4. Не желательно: нужен спец подстроечник с минимальным дрейфом. Параллельные резисторы надежнее. Но для подстройки можно воткнуть малоомный построечник включенный последовательно с основным сопротивлением (<10 Ом).
И не забудьте - на самых дешевых зеленых платках есть ошибка: E- не соединен с AGND/GND, надо сделать самому.
спасибо. я пробовал подключать. на E появляется напряжение во время замера. думаю это рабочий вариант.
пробую решить самостоятельно уравнение из 83-го поста:
0.080 = 4*175.84/(175.84+Rб) - 4*100/(100+Rб)
не могу решить, как Вы решали его?
Нда... Численные методы Вам на что? Для данного случая наиболее эффективен прямой перебор в диапазоне от 0 до , скажем, 100к. Перебор - т.к. у уравнения несколько корней и нам нужны все для выбора лучшего.
Ну или взять готовый решатель, благо для андройда их множество. Например: handycalc.
понятно. я знаю вот такой ресурс, весьма прикольный:
http://www.wolframalpha.com/input/?i=solve+0.080+%3D+4.05*175.84%2F(175.84%2Br1)+-+4.05*100%2F(100%2Br1)+for+r1
Зачем вообще использовать эти датчики, когда есть уже готовые и откалиброванные DS18B20 и библиотек к ним привеликое множество, стоит же копейки и не нужны никакие АЦП не внутренние в контроллере не в нешние, другое дело этот HX711 использовать скажем для датчиков давления, так как нет готовых датчиков которые бы выдавали уже готовое значение веса в цифровой форме, точнее может они и есть но стоят как самолёт.
Кстати DS18B20 можно на шину (состояшую из 3 проводов) повесить достаточное количество.
Посмотрел характеристики этих PT100 до 400 градусов правда им измерять можно, DS18B20 только до 125, и всё же я думаю что можно найти датчики температуры с цифровым выходным значеним, но с более высоким верхним пределом, чтобы не ковыряться с этой аналоговщиной.
Зачем забивать гвозди микроскопом(ds18b20)? Когда можно использовать термистор ntc 1-10k. Библиотек куча, стоит копейки . Все зависит от требуемых параметров.
Так в том то и дело что тут у автора больше возни. Если купить ds18b20 и взять любую библиотеку (кстати, для hx711 библиотеку тоже придётся брать или что ещё хуже, самому писать велосипед который уже есть) то и не будет никаких проблем с мостами и прочим гемороем, этот цифровой датчик счас даже дешевле чем эта аналоговщина ничего не умеющая и требующая кучу обвеса, а так как всё аналоговое ещё не 1 шишку себе автор набъёт пока всё правильно сделает.
Нет, я бы понял если бы автор хотел управлять скажем вращением куллера от температуры и не ставить туда специально для этого контроллер, а просто термотранзистор или терморезистор, тогда да, всё равно что покупать компьютер, чтобы запускать на нём только калькулятор и ничего больше, но он же использует ардуину, зачем там АНАЛОГОВЩИНА и ладно бы не было цифровых решений или бы они были в разы дороже чем этот ваш pt100, так даже ds18b20 и дешевле.
Использовать контроллеры и аналоговые датчики с ними, особенно если есть уже готовые колиброванные цифровые, это по моему извращение в чистом виде. Терморезисторы, термотранзисторы и прочие термо лучше использовать там где нет контроллера, пример с куллером в посте выше.
Забивать как вы выразились гвозди микроскопом это конечно плохо, но и плохо забивать огромный штырь в землю молотком, а не кувалдой. Телодвижений прилагается много, а штырь в землю продвигается с трудом.
Ну уж можно и самому посчитать...
Итак:
питание моста: Uм=4В
Pt100: Rt0=100Ом, Rt200=175.84Ом, среднее Rtср = 137.92Ом
Диапазон АЦП: 80мВ (при -40мВ опорное напряжение больше сигнала, +40мВ наоборот)
1. Задаемся диапазоном (Uд) и находим добавочное сопротивление (Rб) в плече сверху (датчик соответственно внизу на землю):
Uд = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*Rt0/(Rt0+Rб)
0.080 = 4*175.84/(175.84+Rб) - 4*100/(100+Rб)
Rб ~= 3511 Ом, ближайшее по ряду E96(1%) 3650 Ом, что уменьшит диапазон до 77мВ.
2. Проверяем ток: Iм = Uм/(Rtср+Rб) = 4/(137.92+3650) ~= 1мА. Терпимо хотя лучше уменьшить еще раза в два, но тогда надо или уменьшать диапазон или увеличивать напряжение питания.
3. Опорное плечо:
Напряжение измерительного плеча при 0С: Uизм = 4*100/(100+3650) ~= 106.7мВ
Требуемое опорное напряжение: Uоп = Uизм + 40мВ = 106.7 + 40 = 146.7 мВ
Iоп = Iм = Uм/(R1+R2); Uоп = Uм*R2/(R1+R2), решаем
По ряду: R1 = 3830 Ом, R2 = 147 Ом, тогда Uоп = 147,9 мВ
4. Проверяем результат:
Напряжение на выходе моста при 0С: Uдиф = Uм*Rt0/(Rt0+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*100/(100+3650)-4*147/(147+3830) = -41,2мВ (да, изм. диапазон темпер. начнется не с 0С, а чуть повыше)
Напряжение на выходе моста при 200С: Uдиф = Uм*Rt200/(Rt200+Rб) - Uм*R2/(R1+R2) = 4*175.84/(175.84+3650)-4*147/(147+3830) = 35,99 мВ
Уму не постижимо, что я сделал и термометр и термостат и всё без этих ужасных формул, просто капец. И это по вашему проще чем Ds18b20 ставить. Это же просто мазахизм какой-то. изобретение чтого что уже сделали инженеры из Dallas Semiconductor.
Но мы же не ищем лёгких путей ))))))))))))))))))))))))))))))))))) мы к микроконтроллеру будем подключать термо-аналоговщину, затем сперва побадаемся с аппаратным подключением, затем когда всё же аппаратную часть сумеем забодать, будем бодаться с программной частью, ещё на форуме постов так 100 появится как же научить наш контроллер понимать pt100.
Эх ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
Ну я про pt100 не говорил, ntc термисторы подключаются элементарно, мост состоит из одного резистора, при использовании библиотеки кроме замера резистора ничего и не нужно. Ну прада нужно калибровку сделать.
Ну вот, уже минус, не так откалибруете и привет, все данные не верны, а так вы берёте уже готовый откалиброванный термометр, который вам выдаёт готовое числовое значение.
Кстати длинна прводов и воздействие температуры на них будут сказываться даже если вы сразу сделаете правильную калибровку ибо там вы меряете сопративление или ещё что, чем длиннее провода чем большую погрешность будут выдавать ваши датчики скажем если провода будут нагреваться и охлаждаться на протяжении суток. Этот же цифровой там всё в маленьком датчики теже терморезисторы и прочая хренотень, а по проводам идёт только уже готовая температура + возможность подлключить к 3 проводам штук 10, а то и больше датчиков и при этом при уменьшеии или увеличении длинны проводов не надо будет всё перекалибровывать. Вобщем ОТКАЗЫВАТЬСЯ НАДО ОТ АНАЛОГОВЩИНЫ ВЕЗДЕ ГДЕ ЭТО ВОЗМОЖНО!!!!!!!!!!!!!!!!!!
С терморезисторами все проще и дешевле. Одна тарировочная кривая на весь тип. Точность достаточная для большинства применений. Длина проводов - не имеет значения в пределах практической точности.