Микросхемы для преобразования сигналов с тензорезисторов.

Наш адрес:
Москва, 12-й пр.
Марьиной рощи
д.9, стр.1

Тел./факс:
(495) 150 69-68
(495) 150-69-68
info@igalant.ru
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОСТА...
Teridian Semiconductor Cor...
Silicon Laboratories
Acam mess electronic GmbH
Время-цифровые преобразова...
Преоб. сигналов с тензорезисторов.
PS021- схемы для электронн...
Изм. скорости вращения рот...
ВАРИСТОРЫ
ВЕНТИЛЯТОРЫ
ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
ГОТОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ
ДАТЧИКИ
ДИСКРЕТНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ
ДИСПЛЕИ
ДЛЯ ИСТ. ПИТАНИЯ -микросхе...
ДЛЯ КОММУНИКАЦИИ микросхем...
ИНДУКТИВНОСТИ
ИСТОЧНИКИ ЗВУКА
ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
КАБЕЛИ
КЛАВИАТУРА
КОНДЕНСАТОРЫ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ П...
МАТЕРИАЛЫ
МИКРОКЛИМАТА В АППАРАТУРЕ
МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
МИКРОСХЕМЫ
МИКРОСХЕМЫ ПАМЯТИ
НАБОРЫ для НАЧИНАЮЩИХ
НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ
ОПТОЭЛЕКТРОНИКА
ОСЦИЛЛЯТОРЫ
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ АУДИОТЕХН...
РЕЗИСТОРЫ
РЕЛЕ
СВЕТОДИОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ
СВЕТОДИОДЫ
СОЕДИНИТЕЛИ
СЧЁТЧИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ТЕРМОСТАТЫ
УЛЬТРАЗВУКОВЫХ СКАНЕРОВ
ЭЛЕМЕНТЫ ПИТАНИЯ

Преоб. сигналов с тензорезисторов.

Компания Acam mess electronic GmbH, Германия

Микросхемы для преобразования сигналов с тензорезисторов.


Теория:
Традиционные методы измерения:
Хотя тензорезисторы давно используются в промышленности в качестве чувствительных элементов весов, датчиков давления и зарекомендовали себя в качестве надёжных и технологичных приборов, до сих пор построение электронной схемы преобразований их сигналов остаётся достаточно сложной задачей для конструктора. Тензорезисторы при деформации изменяют своё сопротивление, но это изменение очень мало по сравнению с сопротивлением самого тензорезистора и на диапазоне полной шкалы составляет всего 0,2%. Поэтому в весах и других приложениях, требующих мало-мальски точных показаний используется мостовая схема подключения Уитстона состоящая из четырёх тензорезисторов. Плечи моста компенсируют свои собственные сопротивления, а разность напряжения усиливается и передаётся на АЦП. Разностное напряжение при этом очень маленькое, всего около 2мВ/В на всей шкале и соответственно если измеряем вес 100 кг, то цена, например, одного килограмма переходит в нано диапазон – 20 нВ. Для достижения приличных результатов требуется отдельный прецизионный источник питания для мостовой схемы, очень качественный усилитель, очень точные резисторы и конденсаторы и высокоразрядный АЦП. Также важно, что нужна и очень грамотно сконструированная плата, так как на фоне нановольтовых напряжений легко накладываются всевозможные наводки, например от стоящих рядом логических схем. Практически от помех избавиться не удаётся, и их компенсируют путём многократного измерения, отбраковки заведомо ложных показаний и усреднения результата с помощью микропроцессора.
Методика измерений компании Acam:
Идея измерения сопротивления тензорезистора, используемая в микросхеме PS02, принципиально отличается от описанной выше. В основе этой идеи лежит метод преобразования информации о cопротивлении тензорезистора во временной интервал. Для формирования временного интервала тензорезистор используется совместно с конденсатором, образую фильтр нижних частот. Вначале процедуры измерения конденсатор подключают к источнику питания, чем обеспечивают его быстрый заряд, а затем источник питания отключается и конденсатор относительно медленно разряжаются через сопротивление тензорезистора. Пороги начала и завершения разряда на линейных участках кривой разряда фиксируются триггерами , а длительность разряда измеряется Время-цифровым преобразователем. В результате получается чистый от помех и наводок полноценный сигнал пропорциональный сопротивлению тензорезистора в данный момент.

 

Методика измерений компании Acam

 Принцип PICOSTRAIN использует вышеописанную идею, но для повышения точности и компенсации погрешностей от температуры и источника питания используются два тензорезистора включённых в полумостовую схему. При этом общий конденсатор попеременно разряжается через каждый из тензорезисторов с использованием встроенных в PS021 переключателей, а интервалы разряда фиксируются триггерами ВЦП и преобразуются в цифровой код. Время разряда примерно равно 100 мкс, а разрешение ВЦП 20 пс. Соответственно этим величинам высока точность на широком диапазоне измерений прибора. Далее схема обработки PS021 выделяет разностный интервал. В результате получается цифровой код отображающий только величину деформации датчика с компенсированными температурными погрешностями. Для повышения точности в PICOSTRAIN используются дополнительные запатентованные схемы и алгоритмы обработки сигналов с полумостов, компенсирующие погрешности, вызванные температурными отклонениями сопротивления переключателей и задержкой прохождения сигнала через триггер. При этом производится восемь циклов заряда-разряда, а результат пересчитывается по специальной формуле.

Общие достоинства метода PICOSTRAIN.

  • не требуется отдельный источник питания для тензодатчиков
  • не требуется полномостовая измерительная схема, достаточно полумостовой
  • низкий ток через тензодатчики (полный ток потребления системы падает до нескольких микроампер!)
  • возможны цифровые измерения внешней температуры через дополнительный терморезистор
  • не требуется точное образцовое напряжение
  • очень легко варьировать на основе одной схемы диапазоном измерений, точностью и током потребления
  • значительно расширенный температурный диапазон измерений

PS021- цифровой усилитель для тензорезисторов

 
PS021- цифровой усилитель для тензорезисторовPS021 новейшая микросхема в области цифровой обработки аналоговых сигналов. Она принадлежит ко второму усовершенствованному поколению микросхем семейства PICOSCAN (первое поколение представляла микросхема PS01). Изменение сопротивлений тензорезисторов преобразуется в цифровой код по принципу PICOSTRAIN без использования аналоговых компонентов на основе технологии время-цифровых преобразователей фирмы ACAM. Цифровые технологии значительно упрощают ...>>>>>
По вопросам поставок и технической поддержки обращайтесь в компанию OOO "Галант Электроникс", тел./факс (495) 150 69-68, (495) 150-69-68. E-mail: info@igalant.ru