Как сделать имитатор тензодатчика

Имитатор сигнала тензодатчика

Полезная модель относится к приборостроительной промышленности и, в частности, к производству имитаторов сигнала тензодатчика Сущность полезной модели состоит в том, что узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными каналами и сумматора, фильтра низкой частоты, буферного усилителя выходного каскада и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного тока. 14 п.ф.п.м., 2 ил.

Полезная модель относится к приборостроительной промышленности и, в частности, к производству имитаторов сигнала тензодатчика

Известен имитатор сигнала тензодатчика, включающий узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным и выходным делителем напряжения и узлом питания / см. Калибровочный прибор, проспект фирмы Хоттингер, Д 6001, Дармштадт 1, Германия./

Известен также имитатор сигнала тензодатчика, включающий узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным и выходным делителем напряжения и узлом питания / см. Патент Р.Ф. 2022363, G 05 В 17/00, 1993 г./ Недостатками известных имитаторов являются большая дискретность /малое количество различных значений/ выходного сигнала, обусловленная ограниченным числом различных постоянных элементов в наборе, высокая стоимость в связи с необходимостью иметь большое количество прецизионных постоянных резисторов, малая точность и линейность, вследствие разброса параметров различных постоянных резисторов, низкая надежность вследствие износа подвижных частей механических переключателей или электромагнитных реле, низкое быстродействие обусловленное скоростью срабатывания механических переключателей или электромагнитных реле, относительно высокое энергопотребление, значительные габариты и масса, что не позволяет использовать имитатор в качестве переносного или портативного, неспособность имитировать сигналы динамического характера, что не позволяет

производить комплексную отладку и метрологическую аттестацию вторичных приборов, а также расширить область их применения, например, для экспериментального исследования и отладки устройств автоматического регулирования где датчики используются в качестве измерительного элемента

Достигается это тем, что узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада, широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными каналами и сумматора, фильтра низкой частоты, буферного усилителя выходного каскада и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного тока

При этом целесообразно и полезно, чтобы

— узел питания выполнен в виде элементов знакопеременного тока с фазовым детектором и входным и выходным переключателями

— узел питания выполнен в виде элементов знакопеременного тока с фазовым детектором вход которого соединен с входным делителем напряжения, а выход с входным и выходным переключателями и микропроцессором

— узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания

— узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания с линейным стабилизатором постоянного напряжения

— узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания с импульсным стабилизатором постоянного напряжения

— узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания со стабилизатором переменного напряжения

— узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания с бестрансформаторным входом

— узел питания выполнен в виде выпрямителей на полупроводниковых диодах

— узел питания выполнен в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями

— узел питания выполнен в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на транзисторах

— узел питания выполнен в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на тиристорах

— узел питания выполнен в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения

— узел питания выполнен в виде трансформатора

Имитатор сигнала тензодатчика соответствует всем признакам полезной модели, а именно

— наличия конструктивного элемента, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя, широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными каналами и сумматора, фильтра низкой частоты, буферного усилителя и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного тока

— наличия связи между элементами, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой широтно-импульсного модулятора

— формы выполнения элементов, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными каналами

— формы выполнения связи между элементами, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя, широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными каналами и сумматора

— параметры и другие характеристики элемента, поскольку узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора,

материал, из которого выполнен элемент, поскольку узел питания выполнен в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения

На фиг.1 изображена структурная схема имитатора с узлом питания постоянного тока

На фиг.2 изображена структурная схема имитатора с узлом питания переменного тока

Имитатор сигнала тензодатчика включает узел воспроизведения сигналов первичных 1 преобразователей с входным 2 и выходным 3 делителем напряжения и узлом питания, при этом узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада 4, широтно-импульсного модулятора 5 с параллельно расположенными /грубого и точного/ каналами 6 и сумматора 7, фильтра низкой частоты 8, буферного усилителя выходного каскада 9 и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора 5 микропроцессора 10, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного тока, причем узел питания выполнен в виде элементов знакопеременного тока с фазовым 11 детектором и входным 12 и выходным 13 переключателями, или в виде элементов знакопеременного тока с фазовым детектором вход которого соединен с входным 1 делителем напряжения, а выход с входным и выходным переключателями и микропроцессором 10, или в виде источника вторичного электропитания, или в виде источника вторичного электропитания с линейным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с импульсным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания со стабилизатором переменного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, или в виде выпрямителей на полупроводниковых диодах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на транзисторах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на тиристорах, или в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения, в виде трансформатора

Работа имитатора осуществляется следующим образом.

Вначале подготавливают к работе узел воспроизведения сигналов первичных 1 преобразователей с входным 2 и выходным 3 делителем напряжения и узлом питания, при этом узел воспроизведения сигналов выполняют в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада 4, широтно-импульсного модулятора 5 с параллельно расположенными /грубого и точного/ каналами 6 и сумматора 7, фильтра низкой частоты 8, буферного усилителя выходного каскада 9 и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора 5 микропроцессора 10, а узел питания выполняют в виде элементов постоянного тока, причем узел питания выполняют в виде элементов знакопеременного тока с фазовым детектором 11 и входным 12 и выходным 13 переключателями, или в виде элементов знакопеременного тока с фазовым детектором вход которого соединяют с входным 1 делителем напряжения, а выход с входным и выходным переключателями и микропроцессором 10, или в виде источника вторичного электропитания, или в виде источника вторичного электропитания с линейным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с импульсным стабилизатором постоянного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания со стабилизатором переменного напряжения, или в виде источника вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, или в виде выпрямителей на полупроводниковых диодах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на транзисторах, или в виде инверторов с управляемыми полупроводниковыми вентилями на тиристорах, или в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения, в виде трансформатора и после включения схемы входной делитель напряжения приводит входное напряжение к уровню нормальному для работы внутренней схемы, широтно-импульсный модулятор грубого канала преобразует сигнал постоянной величины в периодический прямоугольный импульсный сигнал с скважностью и амплитудой, а широтно- импульсный модулятор точного канала преобразует сигнал постоянной величины в периодический прямоугольный импульсный сигнал с иной скважностью и

амплитудой, затем выполняют выделение среднего значения с помощью фильтра низкой частоты 8, а суммирование сигналов грубого и точного каналов выполняют на сумматоре, выходной делитель напряжения обеспечивает приведение выходного сигнала к уровню сигналов имитируемого преобразователя, затем задают соответствующие скважности и определяют сигнал имитатора.

1. Имитатор сигнала тензодатчика, включающий узел воспроизведения сигналов первичных преобразователей с входным и выходным делителем напряжения и узлом питания, отличающийся тем, что узел воспроизведения сигналов выполнен в виде взаимосвязанных между собой буферного усилителя входного каскада, широтно-импульсного модулятора с параллельно расположенными грубым и точным каналами и сумматора, фильтра низкой частоты, буферного усилителя выходного каскада и соединенного с каналами широтно-импульсного модулятора микропроцессора, а узел питания выполнен в виде элементов постоянного или знакопеременного тока.

2. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания.

3. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания с линейным стабилизатором постоянного напряжения.

4. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания с импульсным стабилизатором постоянного напряжения.

5. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания со стабилизатором переменного напряжения.

6. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что узел питания выполнен в виде источника вторичного электропитания с бестрансформаторным входом.

7. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что узел питания выполнен в виде выпрямителей на полупроводниковых диодах.

8. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что узел питания выполнен в виде полупроводниковых преобразователей постоянного напряжения.

Источник

Как сделать имитатор тензодатчика

Портативное переносное прецизионное электронное устройство для имитации выходных сигналов тензорезисторных датчиков мостового типа для проверки весоизмерительных приборов МИКРОСИМ

Имитатор представляет собой цифровой программируемый преобразователь входного сигнала Uдат в дифференциальный выходной сигнал Uсиг в соответствии с заданным пользователем коэффициентом передачи Кп по формуле:

U_сиг = U дат * К_п

Коэффициент передачи Кп и Шаг его изменения задаются с клавиатуры или с компьютера и отображаются на дисплее имитатора.

Имитатор может использоваться с другими тензометрическими приборами постоянного и переменного тока, имеющими аналогичные приборам весоизмерительным Микросим-06 характеристики.

Устройство и принцип работы:

Имитатор представляет собой портативное переносное прецизионное электронное устройство для имитации выходных сигналов тензорезисторных мостовых схем и тензорезисторных датчиков мостового типа (далее тензодатчик). Подключение тензодатчиков к тензоизмерителям осуществляется с помощью сигнального кабеля по шестипроводной схеме, в таблице приведены имена цепей.

Описание цепей сигнального кабеля

Схема подключения имитатора к тензоизмерителю

Значение коэффициента передачи Kп может вводиться в имитатор различными способами: через клавиатуру, через интерфейс RS232-С или задается программно. Значение коэффициента передачи отображается на индикаторе.

Источник

Автоуровень с тензодатчиком на дельте Micromake D1

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Статья относится к принтерам:

Из всех вариантов реализации автоуровня, тензодатчик видится наиболее технологичным. Кажущаяся сложность изготовления с лихвой перекрывается эксплуатационными характеристиками. Не нужно бегать с листочком, городить какие-то штанги с кнопками, сервомашинки для эффектного убирания этих штанг. Все выглядит так, будто и нет никакого датчика. Многие энтузиасты принтеростроители уже реализовали подобные устройства, трудом которых я, разумеется, воспользовался. За что им благодарность.

Вроде функционально, но.

Но, ничто не должно мешать сделать датчик самостоятельно, это почти легко.

Схема подключения тензодатчика к ардуино уже много раз обсуждалась, подробно расписывать не буду. Можно почитать здесь и здесь.

Тензорезисторный мост подключается к микросхеме HX711. HX711 запитывается от Arduino и связывается с ней по i2c. Arduino запитывается от платы принтера. Один дискретный сигнал (D13) идет из Arduino в контроллер принтера, имитируя концевик автоуровня. Второй обратный дискретный сигнал тянем из контроллера принтера в Arduino на пин D12. Он необходим для подачи сигнала начала измерения.

Предполагалось, что вывод A3 на AUX1 не зря так обозначен и должен идти напрямую в микроконтроллер ATMega2560 именно как A3. Но на деле пришлось кидать соплю напрямую к микросхеме, иначе не работало:

Возможно, это косяк только моей платы. Хотя, похоже там хитрая схема, болванка, обманка, замануха.

Лёгкая теория. Тензорезистор может изгибаться в обе стороны, соответственно увеличивая, или уменьшая свое сопротивление. Это свойство используется для увеличения чувствительности тензодатчика. Резисторы клеятся к одной и той же пластине с двух сторон, чтобы при изгибе резистор с одной стороны сжимался, а с обратной стороны растягивался.

Здесь основное правило такое: противоположные резисторы моста размещаются с одной стороны пластины.

Обратите внимание на обозначение резисторов разными цветами, так будет проще ориентироваться.

Это могут быть R1 и R3, например. С другой стороны вклеиваем R4 и R2. R1 и R4 должны оказаться с одной стороны пластины, а R2 и R3 с другой.

Скачиваем скетч для Arduino nano: https://github.com/VanMo/HX711_Autolevel Еще, понадобится библиотека: https://github.com/bogde/HX711 Для отладки нужно раскомментировать строку:

Загружаем в Arduino.

Теперь можно проверить работу датчика. При воздействии на держатель, в терминале должны меняться показания. При этом, нужно чтобы на D12 был высокий уровень.

Вдоволь наигравшись с магическим предметом, можно уже настроить порог срабатывания. Он задается в следующей строке:

При превышении порога, на выводе D13 будет появляться высокий уровень и зажигать светодиод на плате ардуино.

После настройки порога, закомментируем обратно:

В модифицированной прошивке контроллера принтера (https://github.com/VanMo/Repetier) добавлено управление выводом A3. В нужный момент, когда требуется отслеживание касания, на него подается высокий уровень. Это сигнал для Arduino выполнить тарировку показаний датчика и непрерывно сравнивать показания с пороговым значением. Тарировку датчика непосредственно перед касанием необходимо делать потому что на датчик будет влиять много факторов. Например, изменение температуры, или натягивание проводов, подходящих к голове. Тарировка исключает влияние этих факторов.

Микросхему HX711 желательно разместить прямо в голове, чтобы минимизировать расстояние до тензорезисторов. Arduino лучше расположить вблизи контроллера принтера.

Источник

Как сделать имитатор тензодатчика

схема имитации подключения тензодатчика

Ринат: Ни разу не встречал хозяев, которые согласились бы работать на весах с неизвестной погрешностью, тем более на автовесах. ScaleMan пишет: Просто людям на кое-какое первое время хоть будем по чем примерно сверяться, а не ждать и смотреть на весы. Тем более, что к приезду ЦСМа,пока люди поработают на них, фундамент и зазоры и все остальное и дадут-таки усадку, и станут,так-сказать, на место. Было много раз до 10 тн всё классно, линейно, а после лезет нелинейность, возникают затиры, платформа начинает садиться на отбойники и прочее.

gerik: Не всегда. Все зависит от того как смотришь, лично с этим встречался не раз, особо на физтехе, уж очень тяжело у них у видеть данные затиры, так как голову под весы не просунешь, так что совсем не согласен, да и не только на них. Вот догадываться, что происходит затир, это можно. Пока его не уберешь.

Ринат: Прогрузка гирями даёт понять линейность есть или нет, я имею в виду новые весы, а речь идёт именно о таких как я понял. А если весы уже обслуживали и ты их знаешь то, можно и предварительно провешенной машиной. Создалось впечатление, что весы в Вашем понимании: это датчик и прибор,т.е. электроника. Но весы это ещё фундамент, узлы встройки датчиков. Как сказал мой учитель: «нет хорошего основания, фундамента, нет весов». Прогрузка гирями даёт возможность построить нагрузочную характеристику весов, и соответственно настроить весы так чтобы войти в погрешность.

gerik: Лично я не говорил про прибор, но машиной вы не сможете проверить какой тензодатчик врет и где может быть затир, это практика не только весов авто, а и простых платформенных. Был бы рад избавиться от эжтого спиноза, но пока к этому мы еще не подошли!

gerik: Если надо именно 60 тонн, то берут у Железнодорожников, но как правило на авто используем 15 тонн, у нас к примеру есть 19.500, если взять у Прибороремонтного то у них еще тонн 8 найдется, короче в ярике если собрать все гири можно набрать не меньше 80 тонн, но в этом необходимости нет, так как есть метод замещения.

ScaleMan: Zavodnoy, я снял 50кг(напряжение на этом весе), а зашиваю в 10 раз больше (т.е напряжение увеличиваю в 10 раз и прибор думает, что поставили 500кг и все калибруется), я же писал ранее я так понял, что в общем-разговор ниочем. жаль что такого общего прибора еще не придумали, всем удачи и приятного занятия физкультурой

Leon: gerik пишет: необходимости нет, так как есть метод замещения. Не приходилось встречаться, но вроде пришло обновление к этому методу. Замещать НЕ БОЛЕЕ 3 РАЗ? Или как обычно Украина «попэрэду усих».

ScaleMan: Так что это был хоть за прибор? название,тип,марка?

Leon: ScaleMan пишет: Так что это был хоть за прибор? название,тип,марка? Последняя разработка отЭлвы (elva.ua кажется). Там вообще специфичекое построение весовой системы. А упомянул ТОЛЬКО потому(рекламировать не хотел), что стоял вопрос о других методах калибровки большегрузных весов. Даже такое решение как использование сертификата,- имеет негатив. Причем двойной. Поэтому гири и ещё раз гири. Конечно, если наплевать на теорию и калибровать как то. Вроде можно, но. Есть по моему в 29329 положение о фундаменте, а уж о выдержке под НПВ платформы точно есть. Так что.

Leon: richie пишет: по двум близко расположенным точкам (нуль и близкий к нему эталон) как бы не очень точная Хочу напомнить к вышепроцитированному, что процессора не Пентиум, а всего лишь 8 разрядов, да и не всегда умножать и делить могут. Вот и стоит ограничение от 10 до 75% от НПВ для калибровки. Вспомните Петровесовские весы с их калибровкой. 1кг можно было откалибровать тонные весы. НО какая погрешность. В принципе, если сильно чешется, можно сгородить ЦАП с опорным напряжением от ЕХЕ датчика и зная РКП выставить нужное напряжение для любого веса. Одно условие разрядность ЦАП не ниже чем АЦП головки.

дмитрий: в теплотехники применяется потенциометер Р4833 илиПП63;придел измерения 0-100 мВ клас 0,05 их можно использовать как ИНДИКАТОР

Leon: дмитрий пишет: в теплотехники применяется потенциометер Р4833 илиПП63;придел измерения 0-100 мВ клас 0,05 их можно использовать как ИНДИКАТОР Ну и что? КАК применить этот прибор в данной теме? Для оценки: Макс сигнал с датчика 10 мв. Для соответствия ГОСТу необходимо КАК МИНИМУМ 6 000 (2*3 000) поверочных делений. (Хотя САМЫЙ ПЛОХОЙ КИТАЕЦ дает 20 000 делений) Итого 10/6000=1,7мкв. Ну, и при чем здесь ПП63 как индикатор, да ещё при нестабильном весе? Замахаешся компенсировать. Да, дядечка, это вам не призмы у ВЛР затачивать! Может даже и в темных очках.

Demon: Я использую четыре резюка по мостовой схеме, в мере взял старый датчик вместо тезодатчиков подкинул два кварца на 20 МГц, а вместо температурного часовой.

дмитрий: LEON! датчики в весах НЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫЕ. посему требуют индивидуальной калибровки.т.к.каждый датчик имеет свою характеристику которая должна вкладываться в определённые характеристики. ПП 63 ИНДИКАТОР но не кнлибратор

Leon: дмитрий пишет: LEON! датчики в весах НЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫЕ. ЕСТЕСТВЕННО! дмитрий пишет: т.к.каждый датчик имеет свою характеристику которая должна вкладываться в определённые характеристики. Датчик имеет свою хар-ку от ПРИРОДЫ (производителя) и именно её надо учитывать при калибровке дмитрий пишет: ПП 63 ИНДИКАТОР но не кнлибратор Опять же естественно, индикатор. Можно по подробнее вашу мысль изложенную в данной теме по номером дмитрий пишет: в теплотехники применяется потенциометер Р4833 илиПП63;придел измерения 0-100 мВ клас 0,05 их можно использовать как ИНДИКАТОР Что то я не дотягиваю, ЧТО именно использовать и КАК. уж извините за непонимание

дмитрий: индикатор-пробор по которому определяют работает прибор или нет и приблизительные показания а так-как датчик имеет индивидуальную характеристику от природы то построить имитатор не возможно. также датчик со временем меняет свои характеристики от гирь не уйти.можно попробовать динамометром но это теория (мои мысли в слух)

Leon: дмитрий пишет: если тензодатчик высокостабильный то можно снять с его электрические характеристики под нагрузкой,потом сличить через год. Все ЭТО можно сделать если даже датчик НЕ ВЫСОКОСТАБИЛЬНЫЙ. дмитрий пишет: а на выезде. Вот я и рассказал о машине которая была.

mvtver: Может такой вариант. Сделать автоцистерну кубов на 10, у которой собственно цистерна, бензобак, маслобаки, подвешены на образцовых тензодатчиках. На них же размещен небольшой ларь с чем-то вроде большой надувной лодки. Выгружаем «лодку» на весы, по изменению массы цистерны узнаем вес самой пустой «лодки». Накачиваем лодку водой из цистерны, отслеживаем массу. Уже перекрыт диапазон 0-10т. Еще можно загнать на весы саму платформу, а «лодку» положить на землю и выливать в нее воду. Тогда перекрыт диапазон 20т-10т (я имею в виду, что пустая цистерна весит 10т). Т.е. уже перекрыт диапазон 0-20т (может, есть цистерны поболе?) Может, это и подороже, но зато надрываться не надо. Хоть и не совсем по ГОСТу.

mvtver: Или с тем же успехом взять просто цистерну, и ей под колеса образцовые платформы.

sek: ScaleMan пишет: а можно было бы хотя бы на первое время откалибровать мне попался как-то приборчик (SM-10, кажется так назывался) в котором наряду с обычной калибровкой можно было просто ввести РКП системы. я посчитал средний РКП четырех датчиков (датчики Tedea C100 их РКП c точностью до третьего знака после запятой было указанно в заводском тестовом листе) и ввел это значение в прибор, после проверки методом нагружения ошибка составила 60кг на 40 т. Короче, если есть прибор с возможностью вводить коэф. передачи(РКП) вручную и датчики с реально измерянными этими коэффициентами (не так как на китайских датчиках), то весовую систему можно запустить и без калибровки, ошибка будет зависеть от точности определения РКП датчиков на заводе-изготовителе и параметров измерительного прибора.

Источник