Форум: Выбор оборудования

Пожалуйста, посоветуйте тензоусилитель к LTR22. 2-4 канала, одиночные тензорезисторы 20-400 Ом, полоса 20Гц - 20кГц, госреестр.

У L-Card нет подобных усилителей, внесённых в Госреестр.

В процессе сертификации находятся 24-разрядные АЦП LTR24-2.
У LTR24-2 есть режим косвенных измерений  с возможностью непосредственного подключения тензорезисторов для тензометрии переменных сигналов.

Александр! Спасибо за ответ. К сожалению, LTR24-2 для тензометрии переменных сигналов не подходит. Возьмем, например, сталь. Модуль Юнга 200ГПа, предел выносливости 200МПа => предельная относительная деформация 0.001. Для тензорезистора 100Ом при токе 10мА и тензочувствительности 2 это 2мВ. Ограничимся частотой 10кГц. Погрешность LTR-24 по СКЗ получится 0.1% или 2мВ или 100% от максимально возможного сигнала. Поправьте, если ошибаюсь.

Игорь, Вы сильно ошибаетесь. Давайте проведём оценку.  Полная погрешность измерений в LTR24-2 при снятии переменного напряжения с тензорезистора определяется несколькими составляющими:
1.   "допускаемая основная приведённая (к конечному значению поддиапазона) погрешность измерений СКЗ напряжения переменного тока" +-0,1% по дифференциальному входу в диапазоне частот от 25 Гц до 0,25*Fпр фактически означает основную погрешностью шкалы (масштаба) преобразования, поскольку в Вашем случае Вы будете использовать малую часть диапазона, и относительно этой малой части получите ту же составляющую относительной приведённой погрешности, сравнимой с величиной +-0,1%, если АЦП линеен. А это именно так, поскольку, грубо говоря, на +-2 мВ от диапазона "2 В"  будет использована  1/1000=2^-10 часть шкалы 24-битого АЦП, т.е долой 10 разрядов, а на 14-ти битах не приходится ожидать нелинейности качественного сигма-дельта АЦП, большей, чем 0,1%.
2. Дополнительная температурная погрешность, которая не будет больше половины  основной приведённой в расчёте на 10 град.С изменения температуры.   
3. Погрешность, определяемая реальным соотношением сигнал/шум на входе АЦП. Собственный шум дифф. входа при Fпр = 39,063 кГц составляет 6 мкВ.
4. Погрешность, определяемая собственным токовым шумом источника тока. Точную цифру привести не смогу, но этот шум в полосе частот 20 Гц  - 20 кГц точно меньше 6 мкВ при сопротивлении источника сигнала 100 Ом.
5. Относительная погрешность величины тока источника тока. С учётом калибровочных коэффициентов, она составит порядка +-0,2% (уточним эту цифру в ближайшее время).
-------
Итого, точность измерения в Вашем случае будет определяться фактически методом обработки сигнала порядка 1 мВ на фоне шума+помех порядка 10 мкВ (если грубо) - это сигнал/шум 100 раз или порядка 40 дБ. При применении усилителя с собственным шумом меньше 10 мкВ, приведённым ко входу, Вы улучшите сигнал/шум, и уменьшите влияние шума на точность измерения. Вопрос только в том, какая точность измерения необходима?

С другой стороны, зачем применять усилитель, если найдётся сертифицированный активный тензодатчик с выходом по напряжению или по току, который можно напрямую подключить и к LTR22 и к LTR24.

Игорь, если порядки величин в вышеприведённой оценке Вас устраивают, то могу непосредственный эксперимент лично для Вас проделать: подключу на вход LTR24-2 прецизионный делитель с выходным сопротивлением 100 Ом,  на вход которого подам синус 1 кГц, чтобы на выходе делителя получился 1 мВ СКЗ. Картинки спектра от LTR24-2 и показания мультиметра программы UTS выложу прямо сюда.

А есть и вообще динамические тензодатчики ICP, которые напрямую стыкуются с LTR24-2:
http://www.pcb.com/Linked_Documents/For … Lowres.pdf

Александр! Я понимаю, что на самом деле должно быть именно так. Но в документации написано "приведенная погрешность". Приведенная - это абсолютная деленная на предел. Во всяком случае, метрологи понимают именно так. Я же не могу им сказать: "Пишите Гарманову, он объяснит"?

Если основной вклад в погрешность дает именно масштаб или коэффициент усиления, то логично было бы нормировать простую относительную (не приведенную) погрешность. Прибор без малейших усилий в схемотехнике сразу бы стал лучше  . Если есть другие факторы, зависящие от амплитуды сигнала, их также можно учесть и задать погрешность не числом, а формулой. Например, в паспорте на В7-40 погрешность задана так: "Пределы допускаемых значений основной погрешности вольтметра при измерении переменного напряжения произвольной формы, в процентах, при значениях измеряемого напряжения от 0,01 Uk до Uk равны: +-[1 + 0,1 (Uk/U – 1)] в диапазоне частот 20-40 Hz; …"

Готовый тензодатчик не подойдет. У нас работают в основном с авиационными лопатками, часто миниатюрными. Поэтому используются только малобазные дискретные тензорезисторы, пленочные покупные или цементные самодельные (для горячих испытаний). Суперточности от натурной тензометрии достичь нельзя в принципе, хотя для современной тензоаппаратуры обычно нормируют погрешность 1-2%. Скорее всего для связки усилитель + АЦП погрешность 5% на разумных уровнях нагружения  не вызовет вопросов.

Было бы очень интересно. Я уточню, какие уровни сигналов ожидаются в реальности, и отпишусь дополнительно. С одной стороны, механические напряжения могут оказаться на порядок меньше предела выносливости. С другой стороны, в этой работе лопатка работает с внешним возбуждением на известной частоте, что позволит эффективно фильтровать шум.

Я рад, что в обсуждении принял участие метролог. Я попрошу принять участие в разговоре нашего метролога. Ваше замечание важно для нас.

"Пожалуйста, посоветуйте тензоусилитель к LTR22. 2-4 канала, одиночные тензорезисторы 20-400 Ом, полоса 20Гц - 20кГц, госреестр."

«Л Кард» выпускает преобразователи измерительные, являющиеся средствами измерений (СИ). Метрологические характеристики в техдокументации на преобразователи, внесённые «Л Кард» в Госреестр СИ, записаны в полном соответствии с принятыми в России стандартами – ГОСТ 22261-94 (на СИ), ГОСТ 14014-91 (на преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления).

Для поиска подходящего измерительного преобразователя необходимо знать:
диапазон входного сигнала;
постоянный или переменный ток ( диапазон частот входного сигнала);
погрешность измерений, которая требуется (в любом виде - абсолютная, относительная, приведённая, без разницы);
дополнительные особенности, которые могут иметь место в конкретных случаях.

Если Вы зададите свои требования в таком виде, то можно и поискать подходящее СИ в Госреестре средств измерений:
http://fundmetrology.ru/10_tipy_si/list.aspx.

Пока же Вы не сформулировали требования в своей просьбе и поэтому, мне, метрологу, непонятно, что искать в Госреестре.

Уважаемый Метролог. От Вас, как от метролога, хотелось бы получить квалифицированный комментарий относительно интерпретации МХ LTR24-2 (безотносительно к вопросу о тензоусилителе). На основании приложения А.10 РЭ на "Крейтовую систему LTR" и п.10.6 РМГ 29-99 я пришел к выводу, что минимально достижимая погрешность измерения среднеквадратического значения напряжения переменного тока с эффективным напряжением 2 мВ и частотой 9 кГц с помощью LTR24-2 в режиме "Диф. вход" составляет не менее 2 мВ или 100% от значения. В то же время Александр Гарманов аргументировано показал, что модуль LTR24-2 при тех же условиях обеспечивает погрешность около 10мкВ. Пусть "мультиметр" программы "UTS" показывает 2 мВ. С точки зрения метрологии, как правильно записать результат измерения: 2мВ +- 2мВ или 2мВ +- 10мкВ?

Что касается тензоусилителя, вопрос был задан в надежде, что в ЛКард имеется информация об апробированных подходах к решению задач динамической тензометрии с использованием Вашего оборудования. Тратить время на поиск в базе не нужно, я в состоянии это сделать самостоятельно.

Игорь, от себя скажу. В руководстве пользователя http://www.lcard.ru/download/ltr.pdf, в приложении А.10 на сегодняшний момент - только предварительные данные. LTR24 проходит испытания, и Ваше замечание лично меня заставило задуматься об адекватности нашей формулировки погрешности. Этот вопрос  - в процессе обсуждения.

1.

2.

1. Уважаемый Участник, Вы ссылаетесь не на «Руководство по эксплуатации», а на «Руководство пользователя».

2. По определению основной приведённой погрешности «гамма»  (п.10.6 РГМ 29-99):
«гамма»= («дельта» / «верхний предел измерений»)*100.
Согласно «Руководству пользователя», приложение А.10 имеем:
1)    «верхний предел измерений» = 1 В (1000 мВ) для входного сигнала со среднеквадратическим значением 2 мВ;
2)    «гамма» = 0,2 % для частоты входного сигнала 9 кГц.
Подставляя значения в формулу, получаем «дельта» = 2 мВ.
Поэтому результат измерений придётся записать в виде: (2 мВ ± 2 мВ). Пока так. Правда, этот допуск (± 2 мВ) самый максимальный. Можно выполнить обработку результатов измерений в соответствии с ГОСТ Р 8.736-2011 и он будет поменьше.
МХ, указанные в «Руководстве пользователя», очень пока что предварительные. Они должны быть уточнены в процессе испытаний установки измерительной LTR в целях её внесения в Госреестр СИ. И тогда МХ будут утверждены Госстандартом в описании типа СИ LTR. МХ, указанные в «Руководстве по эксплуатации LTR», паспортах на LTR, модуль измерительный LTR-24-2 будут полностью соответствовать описанию типа. Кроме того в ходе испытаний Госстандарт утвердит «Методику поверки LTR», в которой будет прописано, каким образом определяются значения основной погрешности всех измерительных модулей из состава LTR, включая LTR-24-2.

Интересно, как это? ГОСТ (п.8.1) предлагает рассматривать предел допускаемой основной погрешности средства измерений как границу НСП. А согласно п.9 погрешность "дельта" меньше НСП получиться не может...

Уважаемый Участник! Вопрос о записи допуска к результату измерений (погрешности измерений) не очень простой и сейчас переписываться по этому вопросу просто нет времени. Почитайте, пожалуйста, ГОСТ 8.736-2011, приложения к ГОСТ 8.009-84. Есть ещё методические указания (МИ) по этому вопросу. Вообще метрология – это действительно наука, требующая времени и внимания. Извините, более не могу вести переписку по этому вопросу. Если потребуется, если есть срочная необходимость разобраться в данном вопросе - обращайтесь, пожалуйста, к руководству "Л Кард", поставим эту работу в план.