Как сделать самодельные высы на основе тензодатчика?

26-01-2007 12:03

Тензодатчик от напольных весов, применяю один из четырех. На пластине два последовательных резистора с отводом от середины. Сопротивление каждого резистора в нормальном состояние 9, 51 Ом.
Если приложить усилие примерно в 5 кг, то одно сопротивление в плече увеличивается до 9,53, а другое уменьшается до 9,49 Ома.
В книге "Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс" автор Патрик Гелль, опубликованы короткие программы осциллографа, самописца и т.д. на Бейсике. В качестве АЦП использую 10 разрядный TLC1549.
Задача самодельного устройства заключается в том, чтобы зарегестрировать максимальный вес разрыва материи и отпечатать на бумаге в двух координатах Х-время натяга, Y вес в кг или ньютонах (максимум 20 кг).
Вопрос:
Какие лучше использовать ОУ, с диапазоном на выходе от 0 до 5 вольт при максимальном весе 20 кг?
Существуют-ли простые схемные решения для автоустановки на ОУ ?

датчик тензо.JPG

26-01-2007 20:16

Серьезная задача. Тянет на полгода работы КБ. Немцов, извини, если что не так. Я серьезно.

26-01-2007 20:30

вобщемто устройства обрабатывающие сигналы тензодатчиков и приводящие их к унифицированному уровню 0-10В или 4-20мА
называются нормализаторы, так что это,- ключевые слова для поиска. сохранил тут статью:
Измерение сигнала мостового тензодатчика
Еще одна область применения, где низкое значение постоянного смещения и соответствующая производительность на низкой частоте помогают получить большой динамический диапазон, — это устройства с мостовыми датчиками. Эти датчики используются при измерении силы и давления, а также в электронных весах; они обычно дают на выходе относительно небольшое напряжение, даже при максимальной нагрузке. В данном примере три из четырех усилителей, имеющихся в ИС AD8554, используются для возбуждения датчика и дифференциального усиления сигнала
Измерение сигнала мостового тензодатчика
Еще одна область применения, где низкое значение постоянного смещения и соответствующая производительность на низкой частоте помогают получить большой динамический диапазон, — это устройства с мостовыми датчиками. Эти датчики используются при измерении силы и давления, а также в электронных весах; они обычно дают на выходе относительно небольшое напряжение, даже при максимальной нагрузке. В данном примере три из четырех усилителей, имеющихся в ИС AD8554, используются для возбуждения датчика и ифференциальндого усиления сигнала
Максимальный сигнал тензодатчика составляет несколько десятков милливольт. В данном случае очень низкое напряжение смещения усилителя с автокоррекцией нуля способствует минимизации погрешности измеряемого сигнала. Благодаря отсутствию шума вида 1/f возможно производить отсчеты входного сигнала с большими интервалами. Так как уровень временнoго дрейфа усилителя достаточно низкий, то рекалибровку устройства можно делать реже или в некоторых случаях не делать вообще
Устройства с датчиками давления, в которых обычно требуется линеаризация для получения точной величины выходного сигнала, выигрывают от применения усилителя с малым напряжением смещения и малым дрейфом этого напряжения. Сигнал от датчика с хорошими характеристиками может быть масштабирован и линеаризован без учета влияния усилителя, так как дополнительные погрешности, вносимые усилителем, незначительны. Малый входной ток усилителя позволяет использовать датчики с высоким сопротивлением; это может значительно уменьшить потребляемый системой ток в портативных устройствах или в устройствах, питающихся от сигнальной цепи, так как ток возбуждения датчиков может быть гораздо меньшим при том же выходном напряжении. Меньший ток возбуждения также минимизирует погрешности, связанные с саморазогревом датчика. Большинство устройств с тензодатчиками низкочастотны по своей сути, поэтому ограниченная рабочая полоса частот усилителей с автоподстройкой нуля и с фиксированной частотой работы схемы автоподстройки не является проблемой. При использовании мостового датчика с более высокой частотой выходного сигнала или датчика с возбуждением переменным током рекомендуется применять усилитель с автоподстройкой нуля с псевдослучайным генератором тактовых импульсов (семейства AD857x). Максимальный сигнал тензодатчика составляет несколько десятков милливольт. В данном случае очень низкое напряжение смещения усилителя с автокоррекцией нуля способствует минимизации погрешности измеряемого сигнала. Благодаря отсутствию шума вида 1/f возможно производить отсчеты входного сигнала с большими интервалами. Так как уровень временнoго дрейфа усилителя достаточно низкий, то рекалибровку устройства можно делать реже или в некоторых случаях не делать вообще.
Устройства с датчиками давления, в которых обычно требуется линеаризация для получения точной величины выходного сигнала, выигрывают от применения усилителя с малым напряжением смещения и малым дрейфом этого напряжения. Сигнал от датчика с хорошими характеристиками может быть масштабирован и линеаризован без учета влияния усилителя, так как дополнительные погрешности, вносимые усилителем, незначительны. Малый входной ток усилителя позволяет использовать датчики с высоким сопротивлением; это может значительно уменьшить потребляемый системой ток в портативных устройствах или в устройствах, питающихся от сигнальной цепи, так как ток возбуждения датчиков может быть гораздо меньшим при том же выходном напряжении. Меньший ток возбуждения также минимизирует погрешности, связанные с саморазогревом датчика. Большинство устройств с тензодатчиками низкочастотны по своей сути, поэтому ограниченная рабочая полоса частот усилителей с автоподстройкой нуля и с фиксированной частотой работы схемы автоподстройки не является проблемой. При использовании мостового датчика с более высокой частотой выходного сигнала или датчика с возбуждением переменным током рекомендуется применять усилитель с автоподстройкой нуля с псевдослучайным генератором тактовых импульсов (семейства AD857x).

26-01-2007 21:34

Цитата:

Как сделать самодельные высы на основе тензодатчика?

Должна иметься в первую очередь стабильная "механика".

Ты напиши, что хотел бы взвешивать и предельную массу взвешивания

27-01-2007 12:58

Vasilij, спасибо. Начну с твоей схемы на AD8554. Вместо левой половины моста включу многооборотный резистор для грубого , а точно можно реализовать программно. Добавлю: допустимая погрешность весов +/- 20 грамм.

27-01-2007 21:38

Немцов, там левая половина стабилизатор тока мостА, если я правильно понимаю

28-01-2007 09:44

В наших весах датчик запитан стабильным напряжением в 5,30 В и сразу на АЦП работает. Правда каждое плечо в нем порядка 10кОм.

29-01-2007 08:01

Vasilij писал:

Немцов, там левая половина стабилизатор тока мостА, если я правильно понимаю

Vasilij, стабилизатор 3,5 вольта оставлю как есть, изменяю сам мост из 4 резисторов. В моем случае 2 резистора от тензодатчика правая половина моста ( см. фото), а на левой обычные резистор + многооборотный, для уравнения моста.

Макс_ писал:

В наших весах датчик запитан стабильным напряжением в 5,30 В и сразу на АЦП работает

Похоже, что нормализатор встроен в датчик.

29-01-2007 15:33

Вполне возможно, внутренней схемы не видел. Сам тензодатчик интегральный, работает на изгиб.