Trycksensor, hur förstärka signal

Stefan_m · Inlägg av **Stefan_m** » 27 september 2006, 15:44:22

Jag sitter och labbar med en trycksensor från elfa (73-027-97) men har problem med att den ger så små utslag (0-145mV). Jag ska mäta signalen med en ATMega16(L) såsmåningom så jag vill få upp det till 3V. HUr gör jag enklast det med hysad dynamik. OP-förstärkare? I så fall vilken (och hur ska den kopplas), verkar vara en riktigt djungel.

Tacksam för lite idéer

/Stefan

Icecap · Inlägg av **Icecap** » 27 september 2006, 16:57:20

"...enklast det med hyfsad dynamik..."
Svårt eller lätt, allt beroende av kunnande.
I enkelhet tar man en op-amp och förstärkar signalen. Tyvärr kommer det ett antal faktorer som kan ställa till det:
- offset
- drift
- arbetsspänning
- rail-to-rail möjlighet
- justering (serieproduktion kontra prototyp)
och lite annat. så det är inte "enkelt" men med de rätta definitioner och krav (noggranhet, upplösning, max. offset osv) kan man komma en bra bit på vägen.

pagge · Inlägg av **pagge** » 27 september 2006, 17:07:22

Som jag tolkar det ger din trycksensor ut 0V differentiellt vid atmosfärstryck. Måste du kunna mäta både positiva och negativa tryck? Det blir nämnligen enklare om du bara behöver mäta på ena eller andra sidan om atmosfärstryck eftersom du då kan ha 0V differentiellt in => 0V ut. Vill du kunna mäta på bägge sidor eller nära 0V så måste du förskjuta utsignalen från OPn så att det svänger kring en referensspänning istället ( t.ex. säg 3V/2 så att 0V diff in => 1.5V ut till AVR).

Ge gärna krav på nogrannhet också, som icecap sa, då det påverkar hur komplicerat man behöver göra det.

Schnegelwerfer

Jag håller på med exakt en sådan applikation på jobbet nu. Eftersom tryckgivaren är en wheatstonebrygga behöver du förstärka utsignalen differentiellt, lämpligtvis med en instrumentförstärkare.

Nedanstående standardkoppling fungerar bra med de tryckgivare jag använder:
http://en.wikipedia.org/wiki/Instrumentation_amplifier

Jag har också lagt in en spänningsdelare som sitter på utgångs-OP:ns +-ingång. Spänningsdelaren matas från en D/A-omvandlare för att ge lämplig offset på utsignalen.

Viktigt att tänka på är att matningsspänningen till bryggan direkt påverkar noggrannheten på utsignalen, och därför har jag matat mina sensorer med en REF02-spänningsreferens.

Fransson · Inlägg av **Fransson** » 27 september 2006, 18:23:18

Schnegelwerfer.
Har dom god (läs användbar) linjäritet vid negativa tryck?

Jag har under flera år funderat på ett projekt som (om det någonsin blir av

) skulle ha två stycken flödsemätare baserade på "diferentiella" tryck sensorer. Det fodras för projektet att de är linjära inom ett symetriskt område (+ och - flöde).

Och har dom en rimlig kostnad?

Edit: Kollade upp vad det var för givare Stefan_m hadde. Den passar inte min tänkta aplikation. Måste vara två portars version. Men alla jag har hittat klarar bara tryck (=Flöde för mig) åt ett håll. Och det räcker inte för mig. (PS. Ska mäta vindhastighet. DS.)

Schnegelwerfer

Vi använder sensorerna för att mäta undertryck, och de är faktiskt väldigt linjära!

Däremot skiljer det en del i offsetspänning mellan givarna, och man måste därför kalibrera dem. Jag har nöjt mig med att mäta atmosfärstryck och ett känt (max)tryck, och sedan har jag bara linjäriserat mellan dessa punkter.

Vi använder inte exakt samma modell som trådskaparen, det finns massor av andra piezoelektriska tryckgivare på marknaden. Har för mig att vi betalar runt 60kr/st. för våra givare men handlar det ju om volymer mellan 10000 och 20000st./år.

Fransson · Inlägg av **Fransson** » 27 september 2006, 18:36:04

Kollade upp vad det var för givare Stefan_m hadde. Den passar inte min tänkta aplikation. Måste vara två portars version. Men alla jag har hittat klarar bara tryck (=Flöde för mig) åt ett håll. Och det räcker inte för mig. (PS. Ska mäta vindhastighet i N-S och Ö-V riktning för att beräkna både riktninh och hartighet till en egen väderstation. DS.)

Schnegelwerfer

Farnell har en jäkla massa olika tryckgivare.. kanske kan du hitta någonting där?

$tiff · Inlägg av **$tiff** » 27 september 2006, 19:08:06

Saxat ur databladet till Mega16:
8 Multiplexed Single Ended Input Channels
7 Differential Input Channels
2 Differential Input Channels with Optional Gain of 10x and 200x

Vilket krav har du på brus och annat skit? Du kan ju prova använda vad Mega16 har att erbjuda.

Vill du ha en schysst trycksensor så kolla in Freescales utbud. Det går dessutom att få varuprov.

Fransson · Inlägg av **Fransson** » 27 september 2006, 19:43:34

Tack $tiff, Freescale verkar ha det jag sökte.

Återlämnar härmed tråden till Stefan_m.

Stefan_m · Inlägg av **Stefan_m** » 28 september 2006, 14:17:44

Jag tackar för alla tips! Jag komnmer antaglien använda AD-omvandlaren i en ATMega16 så bättre än 10-bitar FS lär jag inte behöva. Jag har lite att testa innan jag vet mer vilka krav jag har egentligen

pagge · Inlägg av **pagge** » 28 september 2006, 17:03:33

Tänk på att trycksensorns känslighet ökar proportionellt mot drivspänningen. Det kan åtgärdas praktiskt om du driver sensorn från samma spänning som A/D'n använder som referens (t.ex. AVCC om du har den som referens) eftersom A/Dns känslighet minskar lika propotionellt mot referensspänningen. I övrigt instämmer jag med stiff, pröva uCns interna differentiella A/D med 200 i gain. Blir det bra nog är det väldigt mkt enklare. Databladet utlovar 7bitars noggrannhet i det fallet.