Rychle meranie striedaveho napatia pomocou AD prevodnika.

Zpráva

#1 Příspěvek od **pole** » 19 lis 2008, 13:54

Dobry den.

Potreboval by som automaticky (pomocou multiplexorov) zmerat v priebehu cca 1sekundy striedave napatie o frekvencii cca 1KHz z cca 60tich meracich bodov. Merane udaje maju byt premienane pomocou A/D prevodnika na data a zosielane cez paralerny port do PC kde sa budu zbierat a vyhodnocovat.

To striedave napatie by bolo dobre najskor usmernit na jednosmerne aby sa to dalo zmerat A/D prevodnikom. Chcel som pouzit takyto dvojcestny usmernovac ako je na strane 89 v tomto PDF: http://focus.ti.com/lit/an/sboa092a/sboa092a.pdf

Lenze tu je problem, ze vystupne napatie je ako po dvojcestnom usmerneni zvlenene "kopčekaté". Ak by som tam nakoniec zapojil vyhladzovaci kondenzator bolo by to ok. Ale kedze chcem stihnut zmerat 60napati za cca sekundu predosla hodnota napatia by ostala v tom kondenzatore a tak by ovplivnila cele meranie.

Ako by sa dal vyriesit tento moj problem? Esituje niaky idealny rychli sposob nerania striedaveho napatie ?
Tie moje napatia sa budu pohybovat cca 0-3V.
Dakujem.

#2 Příspěvek od **mtajovsky** » 19 lis 2008, 14:02

Ideální způsob neexistuje, každý má svoje výhody a nevýhody. V tom vašem zapojení můžete kondenzátor po skončení příslušného měření vybíjet, třeba FETem.

patex · #3 Příspěvek od **patex** » 19 lis 2008, 14:09

Chce to nejaký zapisovač, skus pozrieť Omega Chartscan
http://www.omega.co.uk/ppt/pptsc.asp?ref=OMB-MULTISCAN

Crifodo · #4 Příspěvek od **Crifodo** » 19 lis 2008, 14:15

Jestli je frekvence známá a neměnná tak ti stačí obvodem detekce průchodu nulou určit čas a pak změřit napětí v okamžiku maxima, u sinus to není tak časově kritické. problém by mohl být při měření napětí blízkého nule na zarušené lince, musel bys to řešit softwarově filtrováním.
Jinak obvodem sample and hold s operákem, nulování kapacity může být součástí obvodu adresování (vybíjení inverzně k adresování).

Split · #5 Příspěvek od **Split** » 19 lis 2008, 15:12

a co schmittov klopny obvod alias tvarovac?

ZdenekHQ · #6 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 19 lis 2008, 18:15

Použij dvě větve a dva usměrňovače, zatímco jedna bude nabíjet kondík a zachytávat maximální hodnotu, druhá bude provádět převod. Pak se vybije a prohodí. Časově to vychází v pohodě.

Andrea · #7 Příspěvek od **Andrea** » 19 lis 2008, 18:36

ZdenekHQ píše:Použij dvě větve a dva usměrňovače, zatímco jedna bude nabíjet kondík a zachytávat maximální hodnotu, druhá bude provádět převod. Pak se vybije a prohodí. Časově to vychází v pohodě.

No právě že to vychází časově v pohodě, tak nepotřebuje dvě větve. Ani usměrňovač, stačí detektor maxima + nulování. V případě, že všechny měřené signály mají stejnou frekvenci a ví se od čeho je odvozená, tak je vhodný ten synchronní S/H jak navrhnul Crifodo.

dolac · #8 Příspěvek od **dolac** » 19 lis 2008, 18:38

Pole, ak chceš naozaj merať striedavé napätie o frekvencii 1KHz, musíš použiť vzorkovaciu frekvenciu minimálne 2kHz, lepšie by bolo aspoň 4kHz a viac. Prečo chceš striedavé napätie usmerňovať? Ved ovzorkuj jedno časové okno, a spočítaj efektívnu hodnotu tohto napätia. A aby si nemal problém so záporným napätím, jednoducho si vytvor ofset, ktorý by sa mal rovnať max. amplitúde meraného napätia. Týmto ofsetom si merané napätie posunieš tak, že v každom okamžiku sa ti vstupná úroveň napätia vojde do rozsahu A/D prevodníka. Súčasne s meraním vstupného napätia budeš merať toto ofsetové napätie a odčítaš hodnoty týchto vzoriek.

#9 Příspěvek od **tomasjedno** » 19 lis 2008, 21:28

Jenom aby řeč nestála - všichni tu předpokládáte, že pole hodlá měřit čistou sinusovku. To ale nebylo nikde řečeno.
Pokud to nebude sinusovka, tak by bylo na místě zamyslet se, zda hodlá měřit efektivní hodnotu, amplitudu, střední absolutní hodnotu či co, a od toho teprv odvodit měřicí metodu :roll:

Crifodo · #10 Příspěvek od **Crifodo** » 19 lis 2008, 21:37

Zamýšlet se musí v první řadě autor dotazu, jestli poskytl všechny údaje pro to aby mu mohlo být pomoženo.
Z praktického hlediska se dá předpokládat, že objekt s 60 měřicími body nebude zrovna malý a každý jiný průběh než sinus by buď znamenal takové nároky na vedení od jednotlivých míst, nebo by z jiného průběhu (pila, obdélník, jehla...) na konci moc nezůstalo.
No a ze sinusového průběhu si maximum, rms atd odvodí snadno.
Otázka může být jestli chce autor pomoct s problémem nebo testovat ostatní :wink:

#11 Příspěvek od **pole** » 20 lis 2008, 00:18

Upresnim rad.
Je to vlasne cast timoveho projektu na nasej skole.
Ide o meranie impedancnej mapy na povrchu ludskeho tela.
Je to vlasne o tom ze na kazdom bode casti ludskeho tela (napr ruky) podobne by sme mali mat inu impedanciu. Suvisi to s rozmiestnenim dakych bodov (nieco ako akupresurne body) fiziologicku problematiku novladam.

My chceme na snimanie zo zaciatkou pouzit maticu cca 2*2cm, 8*8meracich bodov (teda spolu 64bodov). Je zistene ze najlepsie je to merat striedavim sinusovym napatim o frekvencii okolo 1KHz (tiez zadanie neriesim preco je to tolko).

Nejde o to zmerat presne impedanciu daneho bodu na kozi (napr 15Kohm) ale relativnu hodnotu teda o co je ta impedancia vacsia na bode cislo 2 nez na prvom bode. Takto sa ma zmerqat vsetkych 64bodov a odoslat hodnoty do PC. Nasledne PC tieto hodnoty prevedie na odtien farby (daco ako termofotka http://www.difo.uah.es/cursosfoto/grupo_termica.jpg )
Teda meranie nemusi byt totalne presne. Ide len o orientacne zobrazenie.

My chceme pouzit klasicky sinusovy oscilator (napr s wienovym clankom). Ten cez Rz privest na referencny bod na tele napr druha ruka, na druhu ruku dat senzory (maticu meracich hrotov 8*8bodov) Vystup z jednotlivych vystupov bude prepinany analogovimi multiplexormi. No a na tom Rz budeme merat ubytok napatia teda tym padom budeme moct vypocitat odpor ludskej koze. vystup z Rz chceme usmernit danym usmernovaacom a priviest na AD prevodnik..... Po ten usmernovac je to uz hotove a otestovane osciloskopom (funguje to). Problem je len s tym meranim a posielanim dat do PC.

Stan3 · #12 Příspěvek od **Stan3** » 20 lis 2008, 08:04

Možná by stačilo použít vstup zvukové karty. Z netu jsem stáhnul program Scope, používám to na NB jako jednoduchý osciloskop při nastavování NF kostrukcí.
Pro měření napětí jsem zkusil konstrukci s TLC548. Z COM portu šlo měřit dvoukanálově,a ještě jsem tam měl přepínač rozsahů z 4094 posílený ULN2803. Doba převodu tohoto převodníku cca 20us,8bit.
Pro měření střídavého napětí stačilo jen napsat program a použít dělič napětí,žádný usměrňovač jsem nepotřeboval.
Teď bych chtěl zkusit použít PCF8591, 4x A/D převodník(8bit) na I2C sběrnici a pro řízení rozsahů PFC8574.

Většinu základních zapojení jsem dělal podle knihy Využití rozhraní PC pod Windows.

ZdenekHQ · #13 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 20 lis 2008, 19:55

dolac píše:Pole, ak chceš naozaj merať striedavé napätie o frekvencii 1KHz, musíš použiť vzorkovaciu frekvenciu minimálne 2kHz, lepšie by bolo aspoň 4kHz a viac.

Promiň , ale Kotelník v Šanonu teoreticky platí pro vzorkování běžnýho signálu s následnou "rekonstrukcí" dolní propustí, nikoliv pro měření nějakých hodnot. Jak zaručíš, že se pokaždé (a asynchronně) trefíš do stejnýho bodu sinusovky ?

Podle mě pro PŘESNÝ měření ŠPIČKOVÉ úrovně napětí (protože jinou evidentně nepotřebuje) je nejlepší opravdu ten usměrňovač či ještě lépe integrátor s nulováním a za to 12-bit za dvě eura. Těch 500 či kolik vzorků na jedno "měření" online je sice hezký a teoreticky možný, ale bude vyžadovat softwarově vyfiltrovat, a tím určitě nemyslím vybrat nejvyšší hodnotu. Pokud tohle zvládneš, pak to není problém.

dolac · #14 Příspěvek od **dolac** » 20 lis 2008, 20:43

ZdenekHQ píše:Promiň , ale Kotelník v Šanonu teoreticky platí pro vzorkování běžnýho signálu s následnou "rekonstrukcí" dolní propustí, nikoliv pro měření nějakých hodnot. Jak zaručíš, že se pokaždé (a asynchronně) trefíš do stejnýho bodu sinusovky ?

Z pôvodnej otázky autora vôbec nebolo zrejme, že sa jedná o harmonický signál a že mu v podstate stačí merať vrcholovú hodnotu. Naznačil som, ako je možné merať efektívnu hodnotu tohto signálu.
Kotelníkov teorém neplatí iba pre vzorkovanie s následnou rekonštrukciou, ale aj pre meranie. To že nebude synchronizovaný, nemusí vôbec vadiť. Pri dostatočnom počte vzoriek pri vzorkovaní periodického neharmonického signálu dostaneš skutočnú efektívnu hodnotu tohto signálu.

Edit: samozrejme, pre toto meranie po upresnení autora je môj návrh neaktuálny.

Andrea · #15 Příspěvek od **Andrea** » 21 lis 2008, 09:45

Co furt máte s tim usměrňovačem, stejně za něj musí přijít detektor maxima (pokud se nepoužije synchronní S/H - ten nepotřebuje ani ten detektor) a pak je tam ten usměrňovač na nic. :roll: