Licze na konsultacje

[Adam Myslinski]

Szanowni Panowie,

Chociaz moje pytania, ktore chce tu zadac, nie dotycza glownego nurtu forum, mam jednak nadzieje, ze tak zacne grono fachowcow i amamtorow w dziedzinie elektroniki nie pozostawi mnie bez odpowiedzi.

Od dluzszego czasu usiluje w pracy "opanowac" urzadzenie sluzace do pomiaru niewielkich efektow cieplnych towarzyszacych roznym przemianom chemicznym, biochemicznym i fizycznym - kalorymetr. Jest to urzadzenie skladajace sie z precyzyjnego termostatu, naczynia, w ktorym zachodza wspomniane reakcje i czujnika zmian temperatury.
Te zmiany przetworzone na zmiany pradu, bo czujnikiem jest termistor, sa potem zamieniane w postac cyfrowa, linearyzowane jakims algorytmem (termistor z natury rzeczy jest elementem nieliniowym) i przesylane do komputera klasy PC, a tam zapisywane do pliku w funkcji czasu. Patrz zalacznik kalorymetr.gif

Transmisja zachodzi za pomoca zlacza RS232. Jesli efekty cieplne sa duze, t.zn. rzedu kilku stopni C, w zasadzie nie ma problemu. Problem pojawia sie, kiedy chce uchwycic spodziewane roznice temperatury ponizej 0.1 st C.

Zalaczniki NO3_21c.gif; NO3_50c.gif; NO3_80c.gif; NO3_90c.gif
Zielonym owalem zaznaczylem zaklocenia.

Wydaje mi sie, zezaklocenia nie moga byc wytlumaczone rzeczywista zmiana temperatury mierzonego osrodka. Wykonalem bowiem wiele prob z termostatami innymi, niz wchodzacy w sklad urzadzenia, w naczyniu pomiarowym umieszczalem wode destylowana, w ktorej nie zachodza zadne reakcje. Nie wystepuje tez zjawisko parowania, bo uklad jest szczelnie zamkniety. Nie powinein wystepowac gradient temperatury w cieczy, bo jest ona mieszana ze stala szybkoscia.

Zaczynam podejrzewac zaklocenia powstaja w procesie transmisji danych. Na przewody (ekranowane, linia symetryczna) laczace czujnik termistorowy z przetwornikiem A/D zalozylem pierscien ferrytowy - nie pomoglo. Zamierzam zrobic to samo zakladajac ferryt na przewod laczacy urzadzenie zlaczem RS232 (na razie nie mam drugiego pierscienia ferrytowego). Przewod ma ok. 2 m dlugosci.

Czy ktos z Kolegow moglby podrzucic mi jakies sugestie na temat transmisji danych cyfrowych przez zlacze RS232 i powiedziec mi, czy tok mojego myslenia jest prawidlowy?

Bede szczerze zobowiazany

[Jasiu]

Czołem.

Jaki jest poziom sygnałów analogowych? Czy przed przetwornikiem A/D jest filtr antyaliasingowy?

Pozdrawiam,
Jasiu

[Adam Myslinski]

Witam,

Nie mam pojecia, co w srodku. Jest to urzadzenie z serii "zlych zakupow", bez powaznej dokumentacji, bez jakiejkolwiek mozliwosci serwisu, bo firemka dzialajaca na poczatku lat 90-tych dawno nie istnieje.
Jak sie domyslasz pewnie, nie ja kupowalem to cudo, a teraz zostalem wmanerwowany - zlota raczka moze cos z tym zrobi, a nuz przyda sie do dydaktyki.

Termistor ma ok. 25k przy temp. 20 st C. Przez termistor nie moze plynac duzy prad, bo efekt cieplny zaklocalby sam pomiar. Mysle, ze tam plynie sporo ponizej 1 mA.
Tyle wiem lub sie domyslam. Do bebechow nie zagladalem. Jestem chemikiem, wiec nawet nie mam pojecia, co to za rozdaj filtru.

PS. teraz jeszcze przyszla mi do glowy jedna mysl. W naczyniu jest takze grzalka, ktora uruchamiana innym programem z mikroprocesora jest zalaczana na programowany czas i stabilizowanym pradem, rowniez programowalnym. To w celu wyznaczenia stalej kalorymetrycznej, aby pomiar efektu dal sie przedstawic w J. Moze ona ma jakies "przepusty" niekontrolowane?

[tszczesn]

Zaczynam podejrzewac zaklocenia powstaja w procesie transmisji danych. Na przewody (ekranowane, linia symetryczna) laczace czujnik termistorowy z przetwornikiem A/D zalozylem pierscien ferrytowy - nie pomoglo. Zamierzam zrobic to samo zakladajac ferryt na przewod laczacy urzadzenie zlaczem RS232 (na razie nie mam drugiego pierscienia ferrytowego). Przewod ma ok. 2 m dlugosci.

Mnie to wygląda na typowy mechaniczny niekontakt, ewentualnie zimny lut w części analogowej układu przetwornika A/C.

Czy ktos z Kolegow moglby podrzucic mi jakies sugestie na temat transmisji danych cyfrowych przez zlacze RS232 i powiedziec mi, czy tok mojego myslenia jest prawidlowy?

Transmisja cyreowa RS232 nie powinna IMO dac takiego efektu zakłócająćego.

[VacuumVoodoo]

Witam,

Czy jestes pweien ze te zaklocenia nie powstaja u zrodla sygnalu ?
Jak jest skonstruowana analogowa czesc ukladu pomiarowego, t.zn. uklad mierzacy zmiany rezystancji termistora ?

Wzmacniacz sygnalu i filtr:
czy to jest os zrobione "domowym sposobem" czy jakis mostek/wzmacniacz n.p. Keithley ? Mierzysz tu wlasciwie powolne zmiany stalego napiecia na wyjsciu wzmacniacza, wykresy ktore pokazujesz sa dosc typowe dla dryfu napiecia "offset" wzmacniaczy roznicowych. Tu powinien byc uzyty wzmacniacz o wysokiej stabilnosci offsetu, typu np. "chopper stabilised" (przepraszam za angielska terminologie ale nie znam polskich odpowiednikow)
- przetwornik analogowo-cyfrowy, jaki, rozdzielczosc i liniowosc np. 12bit+/- 0.5LSB itd
- czy mierzysz temperature w kazdym punkcie tylko raz czy usredniasz wielokrotny pomiar ?

To tak na pierwszy rzut.

Polecam spojrzec na noty aplikacyjne Linear Technology i Analog Devices jest tam sporo zastosowan pomiarowych.

Pozdrawiam

[Adam Myslinski]

Witam,

Czy jestes pweien ze te zaklocenia nie powstaja u zrodla sygnalu ?
Jak jest skonstruowana analogowa czesc ukladu pomiarowego, t.zn. uklad mierzacy zmiany rezystancji termistora ?

Podejrzewam transmisje jako zrodlo zaklocen, dlatego, ze samo urzadzenie (to nie Keithley, ten stoi obok, ale jest uzywany do powazniejszych zadan) ma rowniez swoj wyswietlacz i ten zachowuje sie stabilniej. Zdarzaly sie sytuacje, ze na ekranie PC, gdzie wyswietlanych jest kilka ostatnich pomiarow, odczyt byl np. zawyzony o kilkadziesiat procent w stosunku do wyswietlacza na kalorymetrze.

Ze wzgledu na brak dokumentacji nie potrafie powiedziec, czy na wejsciu jest mostek, czy zasilany jest napieciem stalym, czy np prostokatnym, a potem "obrabianym" po wzmocnieniu (widzialem takie uklady dawniej, Niemcy nazywali je "Messzerhacker") aby ograniczyc "plyniecie" zera.

Wzmacniacz sygnalu i filtr:
czy to jest os zrobione "domowym sposobem" czy jakis mostek/wzmacniacz n.p. Keithley ? Mierzysz tu wlasciwie powolne zmiany stalego napiecia na wyjsciu wzmacniacza, wykresy ktore pokazujesz sa dosc typowe dla dryfu napiecia "offset" wzmacniaczy roznicowych. Tu powinien byc uzyty wzmacniacz o wysokiej stabilnosci offsetu, typu np. "chopper stabilised" (przepraszam za angielska terminologie ale nie znam polskich odpowiednikow)
- przetwornik analogowo-cyfrowy, jaki, rozdzielczosc i liniowosc np. 12bit+/- 0.5LSB itd
- czy mierzysz temperature w kazdym punkcie tylko raz czy usredniasz wielokrotny pomiar ?

Nie wiem tez, jaki jest przetwornik A/D. Z ilosci cyfr znaczacych na wyswietlaczu wnioskuje, ze na pewno nie 8bit - owy. (5 cyfr).
Temperatura mierzona jest co sekunde (to dla moich potrzeb za czesto, ale program jest "sztywny" i nie umozliwia zmiany interwalu). Do PC-ta przesylana jest tylko informacja o temperaturze, a czas - jako zmienna niezalezna - realizowany jest na zasadzie zliczania impulsow. W domysle - sekundowych, bo w kalorymetrze generowane sa co sekunde.

To tak na pierwszy rzut.

Polecam spojrzec na noty aplikacyjne Linear Technology i Analog Devices jest tam sporo zastosowan pomiarowych.

Pozdrawiam

Na razie dziekuje za sugestie. Abym to wszystko przepracowal, musi minac jakis czas. Potem sie jeszcze odezwe. Moze to rzeczywiscie takze zimny lut. Czasem najciemniej pod latarnia.

[tszczesn]

Podejrzewam transmisje jako zrodlo zaklocen, dlatego, ze samo urzadzenie (to nie Keithley, ten stoi obok, ale jest uzywany do powazniejszych zadan) ma rowniez swoj wyswietlacz i ten zachowuje sie stabilniej. Zdarzaly sie sytuacje, ze na ekranie PC, gdzie wyswietlanych jest kilka ostatnich pomiarow, odczyt byl np. zawyzony o kilkadziesiat procent w stosunku do wyswietlacza na kalorymetrze.

Dziwne to jest bardzo, bo by oznaczało, że są tam dwa tory analogowe - jeden do wyświetlacza, drugi do PC. Bo gdyby były przekłamania w interfejsie RS232 to zostałyby wykryte przez komputer w czasie transmisji

[Adam Myslinski]

Rozkrecilem obudowe kalorymetru. Wszystko jest zrobione dosc profesjonalnie, dwustronny druk, kosci w podstawkach, polaczenia ekranowane itd. aczkolwiek wskazuje na wytwarzanie bardzo malo seryjne. Posrodku jakis EPROM z zalepionym okienkiem.

Przetwornikiem A/C jest MAX132CNG. Juz znalazlem karte katalogowa. To 18bit ptrzetwornik + 1 znak(?) - nie jestem specjalista od techniki cyfrowej -chyba tak to trzeba przetlumaczyc.

Wyjscie szeregowe. Wejscie +/- 512 mV (czulosc?) 2μV LSB (na najmniej znaczacy bit ?)

itd.

Wczoraj jeszcze odswiezylem sobie wiedze o RS232. Tam poziom sygnalu jest +/- 12V, wiec o zakloceniu takiego sygnalu na 2 m przewodu raczej nie ma co gadac.

Brne dalej.

Karta katalogowa pod:

http://www.alldatasheet.com/datasheet-p ... 32CNG.html

[tszczesn]

Wczoraj jeszcze odswiezylem sobie wiedze o RS232. Tam poziom sygnalu jest +/- 12V, wiec o zakloceniu takiego sygnalu na 2 m przewodu raczej nie ma co gadac.

Przede wszystkim tam są przesyłane dane cyfrowe, więc nie da się go o tak zakłócić, widać to od razu, bo przychodza przekłamane bity. I naprawdę dziwne jest to, że co innego pokazuje lokalny wyświetlacz a co innego zdalny. Tor analogowy i przetwornik zapewne jest jeden, więc tu uszkodzenia należało by szukać w części cyfrowej, bo w końcu przetwornik nie może dać na raz dwóch różnych wartości :)

[Adam Myslinski]

Przede wszystkim tam są przesyłane dane cyfrowe, więc nie da się go o tak zakłócić, widać to od razu, bo przychodza przekłamane bity. I naprawdę dziwne jest to, że co innego pokazuje lokalny wyświetlacz a co innego zdalny. Tor analogowy i przetwornik zapewne jest jeden, więc tu uszkodzenia należało by szukać w części cyfrowej, bo w końcu przetwornik nie może dać na raz dwóch różnych wartości :)

Tor analogowy jest jeden i jest to jakies bardzo nieskomplikowane urzadzenie. Dwie diody wlutowane odwrotnie polaryzacja sugeruja zabezpieczenie wejscia, dwa... trzy kondensatory (1μF) dwa trzy rezystory, Helipot - to wszystko bardzo przypomina na oko schemat aplikacyjny z katalogu. A... jeszcze tranzystor, moze to zrodlo pradowe lub tp?
Calosc zaekranowana "ogrodzeniem" z miedzianej blachy ~0.2 - 0.3 mm.

[Jasiu]

Czołem.

Tor analogowy jest jeden i jest to jakies bardzo nieskomplikowane urzadzenie. Dwie diody wlutowane odwrotnie polaryzacja sugeruja zabezpieczenie wejscia, dwa... trzy kondensatory (1μF) dwa trzy rezystory, Helipot - to wszystko bardzo przypomina na oko schemat aplikacyjny z katalogu. A... jeszcze tranzystor, moze to zrodlo pradowe lub tp?
Calosc zaekranowana "ogrodzeniem" z miedzianej blachy ~0.2 - 0.3 mm.

Przypuszczam, że rozbieżność wskazań lokalnych i danych przesłanych do komputra wynika z tego, że lokalny procesor je trochę uśrednia, a do komputera przesyłane są dane "surowe".

Te parę kondensatorów może tworzyć filtr antyaliasingowy. Powinien on wyciąć wszystkie sygnały o częstotliwości większej niż połowa częstotliwości próbkowania. Możesz narysować schemat tego układu?

Sprawdź czy nie masz pętli masy, na przykład poprzez bolce uziemiające.

RS-232 jak najbardziej może spowodować zakłócena w części analogowej, szczególnie przy pętlach masy i kiepskim filtrze antyaliasingowym. Produkuje się specjalne kostki do RS-a o zmniejszonej prędkości narastania sygnałów.

Pozdrawiam,
Jasiu

[VacuumVoodoo]

MAX132 to integrujacy "dual slope"(polska nazwa ??) przetwornik, mierzy do 100 razy/sek wynik pokazywany przez lokalny wyswietlacz jest wartoscia srednia jak to zauwazyl Jasiu. Do RS232 wysylane sa surowe dane nie usrednione.
Jezeli program w PC pobiera wartosc mierzona tylko raz/sek czyli wybiera jeden pomiar ze 100 ktore wykonuje MAX132 to mozna spodziewac sie rozbieznosci.
Wydaje mie sie ze modyfikacja programu aby usrednial 100 pomiarow/sek moze tu byc rozwiazaniem i da blizsze prawdy wyniki
Przetworniki typu "dual slope" wymagaja aby im dac sporo czasu na usrednienie wartosci pomiaru, im dluzej/wiecej pomiarow/sek tym lepsze filtrowanie zaklocen 50Hz i wieksza dokladniosc pomiaru.

Pozdrawiam

[Adam Myslinski]

Panowie,

Dziekuje za zainteresowanie tematem, ktory przeciez gdzies na boku tego forum. Dopiero wrocilem z zona z teatru, wiec dzis juz tylko do spania. Jutro, na ile czas w pracy pozwoli, bede drazyl sprawe dalej.

Najbardziej niepokoi mnie "dlugofalowa" niestabilnosc pomiarow. Jednego dnia przez kilka godzin wszystko idzie OK, innego - tylko szumy, jeszcze innego - po trzech, czterech godzinach poprawnej pracy zaczynaja sie "szalenstwa".

Bede rzeczywiscie musial sie przyjrzec ekranom i sposobem ich "umasienia". Moze gdzies tworza sie petle. Moze jeszcze sprobuje zasilac wszystkie elementy ukladu (to jest: termostat, kalorymetr i zasilacz mieszadla) z jednej listwy, bo teraz sa podlaczone do kilku gniazd na scianie. Te gniazda sa kolo siebie, ale nie wiem, czy np. "wisza" na jednej fazie.

Probowalem badac poziom zaklocen elektromagnetycznych w otoczeniu malym radiem z antena ferrytowa (AM). Okzalo sie, ze komutatorowy silnik mieszadla "sieje" dosc znacznie. Owinalem go folia alu. Poziom trzaskow obnizyl sie.

Aby narysowac schemat czesci analogowej, bede musial odmontowac "podloge" obudowy, bo sciezki sa z obu stron, a nie chce wyciagac plytki.

[tszczesn]

...

A scalaki analogowe są w podstawce? Jak tak to wyjmij je i włóż zpowrotem. Jak są na płytce jakieś potencjometry montażowe to potraktuj je 'Kontaktem' i porusz (uwaga na rozkalibrowanie!!!). To mogą być też przyczyny - znam to z autopsji, co prawda w innym sprzęcie, gdzie scalaków są setki, ale jest to 99% awarii tych systemów.

[Adam Myslinski]

...

A scalaki analogowe są w podstawce? Jak tak to wyjmij je i włóż zpowrotem. Jak są na płytce jakieś potencjometry montażowe to potraktuj je 'Kontaktem' i porusz (uwaga na rozkalibrowanie!!!). To mogą być też przyczyny - znam to z autopsji, co prawda w innym sprzęcie, gdzie scalaków są setki, ale jest to 99% awarii tych systemów.

Dokladnie sie jeszcze nie przygladalem, ale wydaje mi sie, ze nie ma w ogole wzmacniaczy operacyjnych. Przewod laczacy czujnik temperatury - termistor doprowadzony jest wprost w "okolice" przetwornika A/D. Jedynym elementem aktywnym w pudelku ekranujacym jest tranzystor. Wlutowany wprost w druk. Potencjometr wieloobrotowy miniaturowy jest "zamkniety" w obudowie - wystaje tylko srubka.