Российский производитель и разработчик сертифицированного измерительного оборудования с 1987 года


E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Вы не вошли.

 Поиск | Регистрация | Вход 

Дмитрий
16.07.2011 13:36:36
#1

Гость

E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Здраствуйте!
Насколько я понимаю E-154 может измерять сигналы в диапазоне от -5 В до +5В. Нам требуется измерять напряжения от -10 до +10В. Можете ли Вы посоветовать наиболле оптимальное схемотехническое решение для устройства сопряжения сигналов и гальванической развязки для измерения аналоговых сигналов?

16.07.2011 14:51:13
#2

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Дмитрий, уточните, пожалуйста, с каким именно источником аналогового сигнала нужно сопрягать, требования к гальваноразвязке, к точности измерения. Сколько тех или иных каналов измерения хотите реализовать с помощью E-154. Что конкретно Вы вкладываете в понятие "оптимальность". Если согласуем подробности, то схемотехническое решение предложу.

Дмитрий
16.07.2011 16:42:01
#3

Гость

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Источник аналогового сигнала - генератор синусоидальных, прямоугольных и пилообразных сигналов с частотой от 5 ГЦ до 100 кГЦ, напряжение от -10 до +10В. Сигнал с генератора подается на наборное поле учебного стенда на котором можно собирать схемы c резисторами (150ом - 1Мом), конденсаторами (500 пФ - 1мФ), диодами и усилителями. Генератор и наборное поле запитываются от одного источника питания +/- 15 В.
Использоваться будут все 8 каналов АЦП и все цифровые каналы (для другого стенда).
На один канал АЦП подаётся сигнал с генератора на другие сигналы с наборного поля.
Точность измерения хотелось бы иметь максимальную какую можно получить в данной ситуации.

Когда мои коллеги использовали E-440 для аналогичных задач, то у них возникала проблема с влиянием сигнала одного канала на другие каналы. Как избежать этих проблем, может оптронная развязка поможет?

16.07.2011 18:14:42
#4

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Дмитрий, повышенные межканальные прохождения в Вашем случае вполне естественное поведение в случае использования высокоомных источиков сигналов в многоканальном режиме. Более того, это подробно объяснено в руководствах и объяснено статьях:
http://www.lcard.ru/distortions.pdf
http://www.lcard.ru/articles/11
http://www.lcard.ru/articles/12
Ваши коллеги, я полагаю, не разобрались в причинах, поэтому не смогли применить адекватные меры. Надеюсь, Вы дадите ссылку на эту переписку коллегам, поскольку их это тоже затрагивает. Оптронная развязка к затронутой проблеме не имеет прямого отношения.
E-154 не освобожден от коммутационной помехи той же природы, что присутствует в E-440. Но E-440 - это  изделие более высокого качественно-ценового уровня. С формальной стороны вопроса, для качественной оцифровки пилообразного сигнала (100 кГц) даже E-440 (c частотой дискретизации 400 кГц) может оказаться мало, поскольку спектр такого сигнала достаточно широк.
Дмитрий, Ваша задача требует подробного описания тех. требований для КАЖДОЙ применённой схемы измерения. Несколько пугает ситуация, что E-154 Вы уже выбрали, причём, я совсем не уверен, что это правильный выбор для Вашей задачи.

17.07.2011 11:35:11
#5

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Если рассматривать общий случай учебного лабораторного многоканального АЦП, адаптированного для подключения к широкому спектру источникам сигналов, то этот АЦП должен обладать следующими свойствами:
1. Тип входа - дифференциальный или однофазный изолированный (иначе, попросту говоря, результат измерения будет зависеть от поднесённых к АЦП рук студента).
2. Наличие гальваноразвязки - как минимум, групповая, как максимум - поканальная (иначе студент при произвольных подключениях сожжет АЦП сквозными токами относительно точки заземления компьютера, а если это, конечно, не гаджет с батарейным питанием).
3. Относительно высокое входное сопротивление АЦП, диапазон +-10 В, отсутствие коммутационного эффекта на входных цепях АЦП (иначе, кардинально возрастёт сложность согласования с источниками сигналов: потребуются активные буферные повторители и делители напряжения).
4. Межканальная синхронизация сбора данных.

Итак, по этим критериям проходят следующие АЦП L-Card:
1. LTR22 в cоставе любого крейта LTR, начиная с  LTR-U-1.
2. Модуль LTR27 c субмодулем H-27U (для измерения постоянного напряжения; потребуется учёт входного сопротивления H-27U), а также с субмодулем   H-27I (для измерения постоянного тока; потребуется учёт входного сопротивления H-27I) в составе любого крейта LTR, начиная с  LTR-U-1.

17.07.2011 12:12:48
#6

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

В пользу применения дифференциального или однофазного изолированного входа добавлю, что эти типы входов дают гораздо больше разнообразных вариантов подключения по сравнению с не изолированным входом с обще

17.07.2011 12:30:22
#7

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

...с общей землёй.
Всё вышесказанное вовсе не означает, что E-154 принципиально нельзя применить для универсальных учебных целей. E-154 можно применить, только, либо эти цели нужно оговаривать и ограничивать (поэтому я и прошу Дмитрия рассматривать КАЖДУЮ схему измерения), либо городить на входе E-154 продвинутые буферные схемы, но, при этом, всё равно, ограничивая данное решение, поскольку  гальваноразвязка в E-154 отсутствует.
Вариант с применением т.н. парных линейных оптронов для гальванорвазвязки аналогового входа я считаю неприемлемым для универсальных задач, поскольку он сложен, не позволяет получить точность измерения лучше 1%, сужает динамический диапазон измерений, не позволяет получить широкую полосу частот.

17.07.2011 12:57:29
#8

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Как интересный компромиссный вариант АЦП для учебных целей я считаю E14-140-МD, поскольку он имеет качественный синхронный 2-х канальный выход ЦАП и 16-канальный дифференциальный вход АЦП, выходы для питания внешних схем. На основе  E14-140-МD хорошо решаются задачи снятия сквозных характеристик (вольт-амперных, АЧХ, ФЧХ) пассивных и активных схем. Грубо говоря, включая исследуемую схему между ЦАП и АЦП одного и того же прибора, вероятность что-нибудь пожечь - минимальная (но, как известно, для студента нет схемы, которую он не способен был бы сжечь smile ). Т.е, по сути, гальваноразвязка и не требуется, если мы строим систему на основе только одного прибора. Как прибор для оснащения лаборатории, E14-140-МD хорош также тем, что он внесён в Госреестр российских средств измерения.

17.07.2011 13:03:40
#9

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Обратите внимание также на наличие типичных примеров подключения для вышеупомянутых изделий:
http://www.lcard.ru/download/e14-140_conn_examples.pdf
http://www.lcard.ru/download/e-154_conn_examples.pdf

Дмитрий
18.07.2011 13:44:52
#10

Гость

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Здравствуйте Александр!
Спасибо за рекомендации, в дальнейшем будем их учитывать. Но E-154 уже купили и хотелось бы его "пристроить".
Скажите если частоту сигнала уменьшить до 1 КГц можно будет решить выше означенные задачи. И какое схемотехническое решение по согласованию сигналов (с 5В на 10В) и защите E154 Вы порекомендуете? Немогли бы Вы скинуть схему гальваноразвязки на оптронах, пусть будет потеря в качестве 1%, попробуем.

18.07.2011 14:13:34
#11

Инженер-электронщик
Откуда: "Л Кард"
Здесь с 21.04.2014
Сообщений: 4,597

Re: E-154 : измерение сигналов свыше 5В

Дмитрий, cхемотехнические решения абстрактно я рассматривать не буду. А конкретно приложить решения к Вашему случаю я не могу, поскольку случай не определён и имеет бесконечное количество вариантов с точки зрения характеристик измерительной цепи. С другой стороны, я понимаю: детально определить такую задачу будет стоить Вам большого труда. Но по-другому не пройдёт...