Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 19 окт 2019, 05:11

Часовой пояс: UTC + 5 часов



JLCPCB – Прототипы печатных плат за $2/10pcs (Любой цвет!)
Крупнейший производитель печатных плат и прототипов. Более 600000 клиентов и свыше 10000 заказов в день!
Получите скидку на почтовую отправку при первом заказе в JLCPCB!

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 112 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 02 апр 2019, 14:01 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
У инвертирующего входа ОУ три режима:
"вход",
follower (gain 1),
PGA (gain 2,4,8,16).

Начиная с 1nf и выше, не помогает даже режим follower - синус из точки B уезжает вниз (Рис 1, желтый график).

Существует ли возможность, подключив, например, делитель напряжения, к инвертирующему входу ОУ в режиме "вход",
сдвинуть сигнал немного вверх?
Тогда, я смогу измерять емкости и выше 1nf.
Есть желание узнать максимальные характеристики схемы.


Вложения:
Комментарий к файлу: Рис 1
rlcu_1e3.png
rlcu_1e3.png [ 159.32 Кб | Просмотров: 596 ]
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 02 апр 2019, 14:28 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6219
Сдвинуть вверх можно так-же, как это сделано для точки А - поставив резистивный делитель на неинвертирующий вход ОУ. Номиналы делителя зависят от установленного GAIN. Это означает, что придется сделать GAIN фиксированным.
Делитель: нижний резистор = R (>100к), верхний R*((GAIN*2)-1)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 02 апр 2019, 14:52 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
u37 писал(а):
Это означает, что придется сделать GAIN фиксированным.

Тогда на плате разведу, чтобы, при желании попробовать и такой вариант.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 02 апр 2019, 22:14 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
Благодарю, получил первый результат.
До 10nf считает сносно +-несколько pf.

Вот такая сейчас схема (Рис 1).
AHB 64Mhz, APB1 32Mhz, PLL от HSI.
100kHz 40 точек на период, с DAC через ОУ1 в follower mode синус в точку А.
В точке B оцифровываем после ОУ2 в follower mode с шагом 7 (с шагом 3 и 11 менее стабильный результат), sampling time 61.5 ADC clock cycles.
Размер буфера - 1000 значений ADC по каждой точке.

Думал, что, уместив сигнал из точки В в разрядность ADC при емкостях от 0 до 1uf,
смогу посчитать во всем диапазоне.
Не вышло.
На графике видно (Рис 2), смещение между током и напряжением пропадает - и результат неверный.


Вложения:
Комментарий к файлу: Рис 2
rlc4e.png
rlc4e.png [ 159.13 Кб | Просмотров: 574 ]
Комментарий к файлу: Рис 1
rlc4_schem.png
rlc4_schem.png [ 30.83 Кб | Просмотров: 574 ]
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 02 апр 2019, 22:45 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6219
И зачем? Вы хотите сделать RLC, или измеритель 10-100пФ? Если полный RLC, то будьте добры сразу заморачиваться калибровками "0" и "максимума".
Сдвиг между напряжением и током есть. Постройте графики не точек А и В, а V (=А-В) и I (=В).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 02 апр 2019, 23:22 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
u37 писал(а):
Сдвиг между напряжением и током есть. Постройте графики не точек А и В, а V (=А-В) и I (=В).

Построил, понятно.
После 10nf разница A-B близка к нулю.

u37 писал(а):
И зачем? Вы хотите сделать RLC, или измеритель 10-100пФ?

Измеритель 10-100pf готов.
На днях собираюсь доразвести плату и заказать МК.
Когда все приедет и погоняю с разными электродами - отпишусь о результате.

Просто интересно, что мешает до 1uf измерять?
Если несложная доработка, можно будет немного увеличить площадь электродов датчика.
Запас карман не тянет.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 03 апр 2019, 17:41 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6219
"Измеритель 10-100pf готов."
Для начала, вы должны четко понимать, что в теме обсуждалось устройство и его работа, но никак не готовое изделие. Если вы включите то, что нарисовано выше, в реальную обстановку, то оно будет:
1. глючить
2. сгорит
Потенциально. В "реально" оно может проработать и годами без проблем, но на это разрабатывать нельзя.
Так что, в схему надо ставить защитные элементы. Если будете использовать более 1 штуки на своем столе, тогда - дорабатывайте схемотехнику. ПО тоже стоит доработать - учесть возможность того, что считанный блок может быть поврежден и "намерянная" цифирь есть дурь. Т.е. поставить фильтр (умный фильтр, а не пороговое недоразумение) на выходные результаты.
Это все не трудно, но делать надо.
Приведите схему в человеческом исполнении, попробуем вклеить элементы защиты.

"Просто интересно, что мешает до 1uf измерять?"
Сделать полный RLC. Он и так RLC, в принципе, и способен вычислять всё. Но, попробуйте простой тест - замкните тестовые щупы А и В. Вы должны получить "0". Если подумать, то вы должны получить маленький R и очень маленький L (исходя из матчасти). А что получилось у вас? Попробуйте, давайте вместе посмеемся. ))
Вангую - у вас получится емкость и отрицательное сопротивление. (это совершенно не проблема, но, тогда придется делать две калибровки - по ХХ щупам, как у вас есть, и по КЗ щупам. А потом это учитывать в получаемых результатах.) После калибровки вы получите устройство, позволяющее оценивать DUT, Z которого меняется от 10000:1 до 1:10000 к сопротивлению тестового сопротивления (у вас 1к). Цифра "10000" определяется разрядностью АЦП. Если считывать ооооооооооочень долго, можно увеличить число 10к до 50к-100к. Фактически, это уже будет отношение сигнал/шум. Улучшить его можно и другим способом - введением усилителя (как все и делают), при этом сие число улучшается на GAIN. Я утрирую, там еще надо учитывать шумы самого усилителя.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 03 апр 2019, 20:31 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
u37 писал(а):
Приведите схему в человеческом исполнении, попробуем вклеить элементы защиты.

Как раз сейчас над схемой и платой работаю.
Завести отдельную тему или здесь выложить?

u37 писал(а):
замкните тестовые щупы А и В.

Show Замкнул:


Show Для чистоты эксперимента, убрал и снова подал питание


u37 писал(а):
придется делать две калибровки - по ХХ щупам, как у вас есть, и по КЗ щупам.

КЗ щупам сделать будет сложно на датчике, т.к. калибровать буду после сборки, а электроды - изолированные.
Если вам интересно, с удовольствием поделюсь проблемами , связанными с устройством электродов.
Тема любопытная.

u37 писал(а):
Если считывать ооооооооооочень долго, можно увеличить число 10к до 50к-100к. Фактически, это уже будет отношение сигнал/шум. Улучшить его можно и другим способом - введением усилителя (как все и делают), при этом сие число улучшается на GAIN. Я утрирую, там еще надо учитывать шумы самого усилителя.

Хотелось бы к теме точности вернуться позже.
Сейчас поясню, почему.
Считаю, что в первой версии RLC датчика влажности не нужна большая точность, т.к. нужно все обкатать.
Вдруг, технология измерения RLC плохо сработает в почве (в жизни все бывает).
Если получится удачно - тогда повышение точности будет иметь смысл.

Буду заказывать stm32f303cbt6 (133рэ на lcsc без доставки), там 4 ОУ и 2 DAC.
Так как на текущем stm32f302 мы уже все ОУ используем.
Жаль, что нет встроенного differential amplifier, чтобы не подбирать емкости (надоело), но попадать в разрядность ADC автоматически.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 03 апр 2019, 20:53 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6219
"Для чистоты эксперимента, убрал и снова подал питание"
Такое тоже видел. Если надо лечить, то варианта два, и оба неприятные:
- сделать жесткую синхронизацию между передатчиком и приемником (по семплированию)
Надежная возможна только при толкании от одного таймера. Если таймеров много, то ... вообще - никак. Но, "улучшить" можно. Например - при запуске второго таймера дождитесь (тупо сидеть и опрашивать) перехода первого таймера через 0, и сразу по этому ставьте EN у второго. Небольшое плаванье останется, но они будут хоть как-то синхронны (одинаковы). Альтернатива - сделать второй таймер подчиненный к первому, подчинение по ENABLE. Останавливаете оба таймера, устанавливаете параметры, включаете slave, затем master - они включатся одновременно. Увы, в этот момент будет щелчок в сигнале на тест сигнале ... но не большой.
- оцифровку производить дважды, не прерывая выдачу сигнала. При этом, второй раз надо начать семплирование со сдвигом на 1/2 периода тестового сигнала. В результате, получатся два числа, с разным знаком. Их вычитание даст итоговый ответ с полным удалением дефектов смещения при вычислении и оцифровке.

Зачем вам 4 ОУ, если используете В без усиления? ))

Тема довольно специфическая. Да, наверно, стоит сделать отдельную тему обсуждения.


remark:
"Жаль, что нет встроенного differential amplifier, чтобы не подбирать емкости (надоело), но попадать в разрядность ADC автоматически."
Для этого можно поменять схему измерения, добавив преобразователь I-V. Посмотрите начало темы. ))
Это даст то, что вы будете сразу получать компоненту V и I, без необходимости их вычитания после оцифровки. А значит, можете ставить на них регулируемый GAIN. Только зачем? .... ))))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 03 апр 2019, 21:32 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
u37 писал(а):
Если надо лечить, то варианта два, и оба неприятные

Не понимаю, что лечить?
Разве это не в пределах обычной погрешности?
Show Проверил с питанием от внешнего АКБ.

Show И еще раз, после отключения и включения АКБ


u37 писал(а):
сделать жесткую синхронизацию между передатчиком и приемником (по семплированию)

У меня так и работает:
TIM4->DAC->DMA2.
TIM3 (TIM4 прескалер) -> ADC12 dual mode -> DMA1.
То есть, каждый раз, когда DAC выводит значение в DAC_OUT,
счетчик TIM3 увеличивается на единицу.
Через выбранное количество шагов (TIM3->ARR) TIM3 пинает ADC12 для оцифровки сигналов.

u37 писал(а):
оцифровку производить дважды, не прерывая выдачу сигнала. При этом, второй раз надо начать семплирование со сдвигом на 1/2 периода тестового сигнала. В результате, получатся два числа, с разным знаком. Их вычитание даст итоговый ответ с полным удалением дефектов смещения при вычислении и оцифровке

Попробую.
Только непонятно, как считать.
Почему нельзя заполнить буфер целым числом периодов,
рассчитать Z1 по первой половине,
пропустить 1/2 периода значений,
рассчитать Z2 (учитывая длины периодов).
Z.re=Z1.re-Z2.re.
Z.im=Z1.im-Z2.im.
Так?

u37 писал(а):
Зачем вам 4 ОУ, если используете В без усиления? ))

Делаю двухканальный датчик: что нам стоит измерять A1,B1,A2,B2?
Уже надежнее, чем иметь единственное показание емкости.

u37 писал(а):
Тема довольно специфическая. Да, наверно, стоит сделать отдельную тему обсуждения.

Завел тему в "Я делаю" - http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=17&t=39042&start=0


Последний раз редактировалось osetroff 03 апр 2019, 21:48, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 03 апр 2019, 21:47 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6219
По Z - не знаю. А предполагать не хочется. Позже.
Если два датчика в разных местах, то "да". Если рядом ( на разной высоте ) , то передатчик можно использовать один. Или наоборот, два передатчика с одним приемником и работать или на разной частоте или с банальным переключением работающего передатчика.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: RLC-метр из Г и палок
СообщениеДобавлено: 03 апр 2019, 21:49 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 18 дек 2015, 23:39
Сообщения: 192
Ответил уже в новой теме, чтобы не засорять вашу.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 112 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB