Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Захват, обработка и генерирование сигнала

Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby alan on 08 Nov 2016, 18:19

Добрый день, господа профессионалы и не очень.
Собираюсь закупить несколько датчиков давления на основе пьезокерамики. Нужна большая частота регистрации.
Никогда раньше не работал с таким типом приборов и нету соответствующей теоритической базы.
В описании к датчику указано, что на паскаль давления на обкладках чувствительного элемента скапливается заряд в несколько пикакулон.
У меня возникает вопрос, а как мне получить далее сигнал стандартный по току или напряжению?

Поделитесь опытом какое преобразующее и регистрирующее здесь подойдет? Конечно хороша бы интеграция в Labview.
alan
advanced
advanced
 
Posts: 152
Joined: 30 Aug 2012, 13:16
Location: Москва
LabVIEW Version: 13
Karma: 1

Re: Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby Kosist on 08 Nov 2016, 18:45

alan wrote:У меня возникает вопрос, а как мне получить далее сигнал стандартный по току или напряжению?

Датчик по определению уже преобразовывает физический феномен в напряжение или ток (или другой пригодный сигнал), т.е. задача состоит лишь в правильном подключении (согласно спецификации) к правильному прибору (который выбирается согласно типу измеряемого сигнала).
NI рекоммендует для таких измерений NI 9237, NI 9219 модули. Но к ним надо еще и шасси...
Но все зависит от самого датчика, что он дает на выходе.
Мы делили апельсин - много наших полегло...
User avatar
Kosist
leader
leader
 
Posts: 782
Joined: 21 Feb 2011, 23:44
Location: СумГУ
Medals: 2
Activity (1) Gold (1)
LabVIEW Version: 2013-2017
Karma: 236
CLAD I/O VIP students

Re: Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby alan on 08 Nov 2016, 19:05

NI рекоммендует для таких измерений NI 9237, NI 9219 модули. Но к ним надо еще и шасси...

Я не очень понимаю почему именно данные платы.

Датчик да, преобразовывает в электрическую величину. Однако эта величина - заряд на обкладках керамики. В спецификации указано, что на каждую единицу измеряемого давления у меня наводится заряд в несколько пикакулон. Мне нужно перевести эти кулоны в стандартный сигнал 4...20мА или 0...10В например.
alan
advanced
advanced
 
Posts: 152
Joined: 30 Aug 2012, 13:16
Location: Москва
LabVIEW Version: 13
Karma: 1

Re: Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby Andrew Lunev on 08 Nov 2016, 20:28

Напрямую подключить датчики с зарядовой связью к оборудованию NI нельзя. Нет у них такого оборудования.
Для подключения подобных датчиков нужен внешний усилитель-преобразователь. Обычно производитель датчиков выпускает и усилители к ним, но можно использовать и подходящие от другого производителя. Усилитель желательно ставить как можно ближе к датчику. На выходе усилителя обычно напряжение +/- 5 В или +/- 10 В. С токовым выходом 4-20 мА не встречал. Скорее всего потому что это низкочастотный выход и обеспечить на нем нормальную АЧХ на частотах порядка 10 кГц просто не реально.
Обычно подобные датчики используют для измерения пульсации давления, а не абсолютной величины, поэтому постоянную составляющую фильтруют.
Я бы подключал к NI 9234 или NI 9230/NI 9232.
Вот здесь можно почитать подробно про схемы подключения: http://globaltest.ru/production/sxemy-p ... eskix-dzv/
User avatar
Andrew Lunev
leader
leader
 
Posts: 850
Joined: 11 Dec 2010, 12:31
Location: Москва
Medals: 2
Activity (1) Professionalism (1)
LabVIEW Version: 2016
Karma: 244
hardware I/O VIP teachers

Re: Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby Kosist on 08 Nov 2016, 20:45

alan wrote:Я не очень понимаю почему именно данные платы.

Датчик да, преобразовывает в электрическую величину. Однако эта величина - заряд на обкладках керамики. В спецификации указано, что на каждую единицу измеряемого давления у меня наводится заряд в несколько пикакулон. Мне нужно перевести эти кулоны в стандартный сигнал 4...20мА или 0...10В например.

Извините, просто с поста непонятно было, где именно скапливается/можно считать заряд - на выходе датчика, или на выходе чувствительного элемента (потому как это таки разные вещи...)... Потому я и думал, что у Вас не скорее всего не датчик, а чувств. элемент без преобразователя.
А почему эти платы - т.к. непонятно было, что именно у Вас имеется (в таких случаях можно просто сбросить ссылку на спеки компонента, если это не тайна или в интернете спецификаций нет), то я оперировал данными с NI-вского туториала.
Но не суть - Andrew Lunev все классно объяснил.
Мы делили апельсин - много наших полегло...
User avatar
Kosist
leader
leader
 
Posts: 782
Joined: 21 Feb 2011, 23:44
Location: СумГУ
Medals: 2
Activity (1) Gold (1)
LabVIEW Version: 2013-2017
Karma: 236
CLAD I/O VIP students

Re: Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby Andrew Lunev on 08 Nov 2016, 21:00

В качестве дополнения. В настоящее время существует масса датчиков с встроенным усилителем заряда. Лучше использовать их. Использовать внешний усилитель имеет смысл только если по каким-то причинам нельзя использовать встроенный.
Это могут быть:
1. Требования габаритов и массы. Датчик с усилителем больше и тяжелей.
2. Требования по температуре. Обычно датчики с усилителем нельзя нагревать до высоких температур.
3. Если требуется большое число диапазонов измерений, то дешевле набрать кучу датчиков и подключать их к одному усилителю попеременно. Но это обычно для каких-то научно-исследовательских работ.

С внешним усилителем появляется куча проблем.
1. Высокий уровень шума.
2. Влияние длины и даже положения кабеля на выходной сигнал. То есть емкость кабеля между датчиком и усилителем влияет на точность измерений. Эта емкость может измениться просто если согнуть кабель под другим углом. А если кабель еще испытывает колебания, то эти механические колебания так же будут в измеренном сигнале. Это надо понимать и бороться с этим.
User avatar
Andrew Lunev
leader
leader
 
Posts: 850
Joined: 11 Dec 2010, 12:31
Location: Москва
Medals: 2
Activity (1) Professionalism (1)
LabVIEW Version: 2016
Karma: 244
hardware I/O VIP teachers

Re: Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby alan on 08 Nov 2016, 21:18

2. Требования по температуре. Обычно датчики с усилителем нельзя нагревать до высоких температур.

Да, у меня именно такие требования. Сейчас пользуюсь индуктивными ДДИ20, который охлаждаемый и по паспорту работает даже при 3000С. Однако он не совсем подходит по диапазонам давлений.
Нашел вот на 700С пьезо-датчики.
Вариантов уже сейчас много. Например нашел усилители-преобразователи в фирмах LCARD и Мера преобразователи в составе их оборудования. Однако там нужно пользоваться ихнем ПО.
Также вот эта полезная ссылка:
Вот здесь можно почитать подробно про схемы подключения: http://globaltest.ru/production/sxemy-p ... eskix-dzv/

Здесь также имеются преобразователи.

В общем материала оказалось много. Глаза разбегаются, что лучше и какую схему выбрать. Буду разбираться.
Спасибо господа.
alan
advanced
advanced
 
Posts: 152
Joined: 30 Aug 2012, 13:16
Location: Москва
LabVIEW Version: 13
Karma: 1

Re: Регистрация сигнала с пьезодатчиков

Postby Andrew Lunev on 08 Nov 2016, 21:35

Если денег не жалко, то посмотрите датчики и усилители Kistler https://www.kistler.com/ru/en/products/ ... _601_c_a_a
Работал с их датчиками и усилителями заряда внешними, очень понравились. Но стоят, как автомобиль...
Усилители с аналоговым выходом вполне можно подключить к оборудованию NI.
К тому же у них есть специальный модуль для cRIO https://www.kistler.com/ru/en/products/ ... ompactrio/
Правда про него ничего сказать не могу, не работал с ним. Похоже они просто добавили усилитель заряда в NI 9234.
User avatar
Andrew Lunev
leader
leader
 
Posts: 850
Joined: 11 Dec 2010, 12:31
Location: Москва
Medals: 2
Activity (1) Professionalism (1)
LabVIEW Version: 2016
Karma: 244
hardware I/O VIP teachers


Return to Обработка сигнала

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 6 guests

cron