Замена КСП-4

gansik

Прошу у уважаемого сообщества совета по следующей проблеме.
Есть экспериментальная установка с калориметром. В общих чертах похожая на это: http://www.unn.ru/chem/ism/files/Calvet_2.pdf только существенно проще (1 измерительный блок и в остальном). А кратко словами - суть в том, что тепловой эффект процесса измеряется батареей дифференциальных термопар. До сих пор измерительным (правильнее наверное регистрирующим) прибором служил ленточный самописец КСП-4. Приказал долго жить. R.I.P.
Есть идея, сделать регистрацию как по приведенной ссылке. Интересующий меня узел там описан очень кратко, без иллюстраций:

"ЭДС дифференциальной термопары подается на входящий в состав узла 3 усилитель, выполненый на инструментальном операционном усилителе AD 620.Усиленные сигналы от обоих реакционных блоков подаются на общий аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) ввода-вывода многофункциональной платы сбора данных NI 6120 (производство компании National Instruments, США) и далее на компьютер через порт USB 2.0."

Платы подобной у меня нет. Все нужно делать самому. Очевидно, должно получиться что-то типа: усилитель - ацп - микроконтроллер - комп.
Что можно сказать об измеряемом сигнале? Вход самописца немного модифицирован так, что рабочий предел измерений составляет 0,5 мВ. 250 мм ширина ленты, измерение положим с точностью до 1 мм, получается дискретность 250 измерений. Вот такая оценка существующей системы.

Вопрос в следующем - какие "подводные камни" поджидают при реализации этого устройства?
Навскидку, первые вопросы:
- сигнал слабый, от того же AD620 потребуется максимальный коэффициент усиления. Очевидно будут шумы, помехи. Что тут посоветуете?
- хватит ли 10 разрядного ацп микроконтроллера? Формально вроде да, а реально? Сколько разрядов "съедят" шумы? Может сразу закладываться на внешний ацп большей разрядности?

Устройство предполагается сделать разово в порядке "гуманитарной помощи" родному провинциальному вузу и для собственного развития.

Реклама

ublhjnt

Вообще то заманчиво, но видимо будут проблемы.
А что слюмалось в КСП механика или усилитель?
Потенциометры типа ЭПП, КСП достаточно надежны. Может проще заменить?

Реклама

Дмитрий М

Эта плата заточена под софт пакета LabVIEW похоже. Что-то и у нас на кафедре на такой плате стояло под ЛабВью, регистрировало сигнал с детектора. Имхо самому такую плату сбора данных не сделать, там и на плате обычно стоит пзу с микропрограммой как управления ацп и масштабирующими усилителями так и софт обмена. Последние платы что у нас брали на автоматизацию под лабвью были такие http://www.lcard.ru/products/external/e20-10 их софт лабовский поддерживает и там в комплекте даже что-то есть готовое..

gansik

ublhjnt, КСП просто ооочень старый. В плохом состоянии и механика и электроника. Кое-как работает на самых грубых пределах (переключатель кем-то был добавлен).
Дмитрий М, плата здесь просто в цитате проскочила. Ее воспроизводить мне не нужно. Мне нужен по возможности простейший АЦП под данный конкретный случай.

И самое главное. Разумеется проще заменить прибор на аналогичный. Но его лишнего нет. Покупать новый никто не будет. Так же как и запчасти к нему. Так же как и какие либо другие измерительные приборы на замену. Финансирование науки в наших вузах - это не для этого форума тема, примем ее здесь как данность и обсуждать не будем.
Отсюда и возникла мысль сделать какую-то дешевую замену. С учетом того, что самый дорогой компонент - компьютер на рабочем месте уже есть, затраты вроде должны выйти небольшими. Плюс у меня есть личный интерес помочь человеку и самому попрактиковаться.
Ну а вопросы и сомнения я написал в первом сообщении. На мой взгляд, не ахти какая прецизионная система этот КСП, чтобы его функционал нельзя было воспроизвести. Но может я недооцениваю чего?

Реклама

Дмитрий М

Наверно пока не ввяжетесь в разработку всех тонкостей и не узнаете

. Самописец имеет очень большую постоянную времени и работает как интергатор в силу своих механических свойств. Вроде были в сети разработки по теме "электронный самописац" попробуйте поискать. Если будете делать в виде отдельных модулей типа "АЦП" "Входной ОУ" "Коммутатор" то проблем с переделкой будет меньше. Тем более что большинство этих функциональных узлов так или иначе мелькало в других разработках.

Реклама

Готовых АЦП есть достаточно много. Есть и такие, которые поставляются с демонстрационным ПО, позволяющим начать работу (но всё-таки желательно написать собственное ПО для регистрации и последующей обработки сигнала).
Пожалуй, продукция LCard более других подойдёт для Вашей задачи http://lcard.ru/products/external/e-154 , там же есть ссылки на поставляемое ПО. Вопрос только в деньгах- есть ли у Вас 4500 руб.
Есть и более дешёвые модули, других производителей http://www.rudshel.ru/show.php?dev=38 3000руб, но ситуация с ПО хуже.
Про другие, типа Zetem , не упоминаю- гораздо дороже.

Реклама

gansik

Повторюсь, готовых решений задачи масса, но они не рассматриваются по финнсовым причинам. Сэр Мурр, к указанным АЦП еще и усилитель надо добавить. По деньгам неприемлимо. Если вдруг найдутся деньги на покупки-ремонт или приборы на замену - ну и отлично, меня тогда эта проблема и касаться не будет.
Я интересуюсь только возможными самодельными решениями.

Предварительный усилитель можно сделать и самому, и эти затраты не велики.
Можно собрать и АЦП,, это уже немного дороже, но опять же- надо писать ПО и для микроконтроллера, и для компа. Это время.
Готовый модуль поставляется с драйвером и некоторым ПО.
Решайте сами- что важнее.

Mickle

Можно рассмотреть ещё один альтернативный вариант, в котором за основу берётся промышленный вольтметр или мультиметр, например из серии универсальных - В7-хх. Единственное, что придётся сделать автору - спроектировать и изготовить предусилитель постоянного тока с малым дрейфом. Очевидными преимуществами такого подходя являются:
1) Отсутствие необходимости в проектировании АЦП, ИОН, фильтра, цифрового интерфейса к ПК, источника питания. Всё это есть уже в составе прибора, причём с заведомо известными характеристиками.
2) В вольтметре уже приняты меры по подавлению помех общего и нормального вида на промышленной частоте.
3) В некоторых вольтметрах уже есть предел измерения микро/нановольтового порядка. Следовательно и предусилитель будет не нужен.
4) Поскольку в подавляющем большинстве даже устаревших моделей вольтметров есть приборный интерфейс КОП/GPIB, проблем с программным обеспечением (LabView) быть не должно. В крайнем случае для связи с ПК можно за вечер сделать GPIB-RS232 конвертер по схеме Михаила Терентьева и работать уже с обычным COM портом:

w0lfhead

Mickle писал(а):для связи с ПК можно за вечер сделать GPIB-RS232 конвертер по схеме Михаила Терентьева

А можно с этого места поподробнее?

Mickle

Терентьев, М. Преобразователь интерфейса GPIB-RS-232 // Радио, 2010. - №1. - С. 20.