Идея по тензорезистору

[ArtemKuchin]

Ну вот, жена принесла мелованной бумаги для детского творчества и сразу все вышло.
Сам датчик я вытравил. Одна сторона имеет сопротивление 65.6 Ом, другая - 63.3
Такая большая разница из-за дефектов, которые все-таки образовались и пришлось их править и некоторые объединились.
Расчетное значение для дорожек 0.3мм с зазором 0.3мм на плате 10х20 см = 54 Ома, но или медь не очень чистая, или дороги подтравились или толщина не 34мкм.
Косвенно его работоспособность подтверждается: при изгибе на ометре видно измерение сопротивления в десятой доле ома.
Дальше попробовал сделать схему и тут какая-то ерунда началась. Ну моя схема полностью не рабочая просто по закону ома Там на одном датчике ток мизер за счет входного сопротивления ОУ , на другом ток определяется сопротивленим на землю. Подобрать это все нереально.
Далее попробовал подогнать под ноль одним подстроеным сопротивлением вход на ОУ в неинвертированном подключении, но так и не нашел такого положения. Маразм какой-то. На ходе ОУ (LM358) от 7 до 9 вольт (питание 9 вольт от кроны, чтобы огород не городить с питанием)
Чего-то я не то делаю.
У меня теперь вопрос по классчической схеме подключения:
http://www.radiokot.ru/forum/download/file.php?id=38069

Я для начала хочу попробовать только одну сторону подключить, а потом уже на двух сторонах пробовать.
Т.е. у меня в схеме не будет R2. Т.е. мне туда подстроечник надо будет поставить, чтобы подогнать под сопротивление R1 и получить делитель на 2.

R3, R4, R5 все сместе дают на выходе опять же Uпит/2. Вопрос: тут принципиальны поминалы можно брать побольше? поменьше? Каков практический диапазон этих сопртивлений для данной задачи?

Далее аналогичный вопрос, какие значение брать для R6 и R7 и R8? Есть какие-то правила выбора для них?


Я так понимаю, что в общем все номиналы R для обвязки ОУ - мегаонмы, сотникилом, а в схеме - киломы.
Так?

Сейчас силов нет, попробую позже собрать все как надо.

[Brigadir]

Артем: в мосте 2 плеча - левое с датчиками(от них ловишь изменения напряжения), правое плечо для уставки равенства потенциала на ОУ по инвертирующему и неинвертирующему входам.(в данном случае по схеме должен быть Up/2). Номиналы: здесь начинаем "плясать" от номинала датчика:в левом плече достаточно одного - нижнего датчика. а верхний резистор равен сопротивлению этого датчика. Правое плечо: сумма сопротивлений должна равняться левому плечу(весы, потому и мостом называется). Подстроечным резистором выставляем точно половину питания и пользуемся. Резистор от исскуственной средней точки равен 10 - 47 кОм.
Пример:если сопротивление датчика 10 кОм, то и верхний резистор(над ним) 10кОм. Правое плечо: (сверху вниз) 10к, 470 Ом, 10к. Если я где то "соврал" ребята есть более грамотные = поправят.
Да и вопрос: неужели тебе нужна точность измерения тензодатчика?(кстати здесь можно пьезо ЗП-Х применить с успехом, если нужно "поймать" и усилие и скорость нарастания усилия). Я так понял: ты музыкальные полы планировал?. Так простые резиновые подушки от клавы сгодяться.

[falkonist]

В первом приближении Brigadir изложил основные принципы. Пара уточнений.

1. Поскольку идеально точно подобранных резисторов не бывает, во второе плечо моста вводится балансировочный резистор R4, на движке которого должно быть такое же напряжение, как и на тензорезисторах, образующих первое плечо моста (а не U/2).

2. Поскольку сопротивления полученных тензорезисторов достаточно малы, для снижения идущих через них токов (которые вызывают разогрев и нестабильность элементов моста) желательно вводить стабилизатор напряжения (кружок с двумя стрелками вверху). Пары вольт будет более чем достаточно. При работе батарейка будет разряжаться и без него выходное напряжение "поплывет".

3. Резистор на среднюю точку при этом можно вообще исключить. При равенстве напряжений на входах ОУ, на выходе должна быть половина напряжения питания. А так R8 сместит выход. Его роль играют R3R4R5.

4. Сопротивления правого плеча могут отличаться от сопротивлений тензорезисторов. На несколько порядков. Тем более, что и ток от источника напряжения они не будут при этом "отсасывать". Главное - обеспечить равенство напряжений на входах ОУ.

5. Резисторы R6 и R7 должны быть хотя бы в 10 раз больше, чем сопротивления в соответствующем плече.

А вообще-то, Хоровиц и Хилл "Искусство схемотехники", Т.1 - там всё это подробно расписано.

[falkonist]

Есть и другой вариант построения тензомоста, чтобы не заморачиваться со стабилизатором малого напряжения. Поскольку в принципе, не важно, в какие плечи ставить тензорезисторы, а в какие - компенсирующие. По сути, тот же мост, но развернутый на 90".

[Brigadir]

Всё верно, просто я не знаю внутреннего сопротивления датчика и привел цифры(в примере) для среднего значения(10 кОм). А 470 Ом = подстроечник. и "подвешивать" нижний вход ОУ на U/2 тоже нет смысла в общем то. Но при расчетах нельзя забывать про минимальный входной ток ОУ. Артем, парень умный и дотошный, я думаю найдет в Инете расчеты балансного ОУ. Желаю ему удачи.

[Vlad_B]

у меня в гараже где то куча тензорезисторов валялась...

[dem-vr]

Свой датчик вытравил! А материал для фольги - из чего? Нажен только манганин или константан, только они при упругой деформации изменяет свое сопротивление. Лучшее решение - это как в клавиатурах: тонкая пленка со слоем поролона, сейчас продают утеплитель из фольги и 2 мм поролона. Ложишь их поролоном внутрь и меряешь большую емкость между фольгой. Площадь хоть квадратный метр!

[ArtemKuchin]

Свой датчик вытравил! А материал для фольги - из чего? Нажен только манганин или константан, только они при упругой деформации изменяет свое сопротивление.

Это странно заявление вообще-то. ЛЮБОЙ металл изменяет свое сопротивление при деформациях, которые изменяют площадь поперечного сечения проводника. Это же очевидно. Вопрос: на сколько - открытый.

До сборки усилителя для датчика руки не дошли, занят пока. Но параметры уже расчитал.

[Пухич]

Артем, привет.

Не могу сейчас много написать, но совет сходу - ЛМ358 в топку. Подыщи OP282, можно отечественные КР551УД1А. Поверь моему опыту - я тоже когда-то был уверен, что я умнее всех и раскручу тензоусилок на ЛМ358. Быстро поняв свою глупость (плывет, падла) пошел искать 551-е. OP282 просто было не достать у нас (и то по 100 руб за корпус).

Насчет номиналов (навскидку) - в первом каскаде обратные связи мегаом-килоом (т.е. у неинвертирующего входа - мегаом на землю, килоом в линию, по ООС - симметрично), в мосте лучше иметь примерно равные сопротивления плеч, подстроечник моста ОБЯЗАТЕЛЬНО зашунтировать малым сопротивлением, а сам подстроечник можно взять поболее (порядка сотен Ом). Еще умнее - выкинуть подстроечник моста (исходя из практики - один из главных источников шума) и сделать постоянные плечи постоянного полумоста, можно для этой цели попилить МЛТ-2. И обязательно сделай второй каскад - так и точку нуля двигать будет проще и усиление задрать (что важно, если стокиллограмового брата ставить будешь - ведь придется балку помощнее делать, значит сигнал с такого поделия будет хилый). Впрочем ноль можно попробовать и на первом каскаде покрутить, но усиление больше тысячи на одном каскаде получать глупо ИМХО.

[ArtemKuchin]

Я в курсе о проблемах с LM386, но пробую на нем, потому что сложилось так, что под рукой нет больше никаких ОУ. Ужас.

Пока задача проста: просто увидеть, что оно вообще на практике может работать. Просто чтобы была реакция. На ЛМ386 это реально увидеть же вполне, даже если все плывет.
Кстати, а сильно ли плывет? Может вполне реально компенсировать "уплыв" мозгами МК, который будет обрабатывать аналоговый выход с датчика?
Еще мне 386-й удобнее, так как он в ДИП корпусе есть, а я на макетке без пайки все собираю при экпериментах. Травить платы - это крайний случай

Касательно OP282. Я что-то не понял. А сколько он выдавать то может при однополюсном питании +5В? Посмотрел даташит: по графику толком не понять, по словам, получается по 1.5В отрезает с каждого конца. Получается выдавать он может только в диапазоне от 1.5В до 3.5В. Не знаю еще, проблема ли это.

[falkonist]

Конечно, может быть проблемой. А может и не быть, если МК скомпенсирует это смещение как постоянное. Но всё равно полного входного диапазона его ЦАП не получится использовать. Для Вашего случая нужно искать ОУ Rail-to-Rail (т.е., с входными и выходными напряжениями, практически достигающими напряжений питания). И ещё одно - из них выбирайте ОУ с супер-бета транзисторами на входе. Они "плывут" на пару порядков меньше, чем ОУ с полевиками.

Это когда всё запустите и будете делать окончательный вариант. А чтобы просто глянуть работает/не работает достаточно будет и Ваших 386-х.

[Пухич]

Я в курсе о проблемах с LM386, но пробую на нем, потому что сложилось так, что под рукой нет больше никаких ОУ. Ужас.

С ЛМ358.

Пока задача проста: просто увидеть, что оно вообще на практике может работать. Просто чтобы была реакция. На ЛМ386 это реально увидеть же вполне, даже если все плывет.

Ну ладно, гляди. Только схему собери нормальную. На бестолковой схеме вообще ни чего не увидишь.

Кстати, а сильно ли плывет?

Сильно и куда попало.

Может вполне реально компенсировать "уплыв" мозгами МК, который будет обрабатывать аналоговый выход с датчика?

Не пробовал. А как ты вообще собираешься этот уплыв компенсировать? Он ведь не только от температуры, широты и долготы зависит, но и от тех параметров, которые не измерить.

Еще мне 386-й удобнее, так как он в ДИП корпусе есть, а я на макетке без пайки все собираю при экпериментах. Травить платы - это крайний случай

Так ведь все, что я тебе предложил - в ДИПе.

Касательно OP282. Я что-то не понял. А сколько он выдавать то может при однополюсном питании +5В? Посмотрел даташит: по графику толком не понять, по словам, получается по 1.5В отрезает с каждого конца. Получается выдавать он может только в диапазоне от 1.5В до 3.5В. Не знаю еще, проблема ли это.

На самом деле отрежет меньше, но в любом случае - это ВООБЩЕ не проблема. Это даже не тема для обсуждения. Даже если бы у тебя был не МК (где все эти вещи на раз-два делаются), а аналоговая схема - все равно это была бы не тема для обсуждения.

Но всё равно полного входного диапазона его ЦАП не получится использовать. Для Вашего случая нужно искать ОУ Rail-to-Rail (т.е., с входными и выходными напряжениями, практически достигающими напряжений питания).

Приветствую!

ИМХО незачем ему их искать. Во-первых у райл-ту-райлов не всегда все хорошо с прецизионностью (по крайней мере из тех, что мне были доступны), а во-вторых - а зачем? Все равно живого нуля ни один ОУ не даст, и для живого нуля Артему придется делать отрицательное питание. Конечно можно перевязать через токовое зеркало, но опять же - зачем? Ему того диапазона за глаза. Особенно для Атмеговского АЦП.

[ArtemKuchin]

Господи, с утра не проснулся и о другом думал, 386 блин, конечно 358!

Мне полный диапазон АЦП не требуется, вообще, для моей задачи все довольно грубо можно делать, так как я не граммы взвешиваю.

Касательно уплыва: все что там технически уплывает - решается калибровкой нуля в МК. А вот уплыв по времени - это самая большая задница. Однако, если он плывет, например, на 10мВ, а для меня триггером является изменение минимум 50мВ, то уплыв не есть проблема. ибо решается мозгами МК. В общем, все смотреть надо живьем.

Касательно ОР282 в дипах. А вот и нет у меня их в близи в дипах Только соики 8-е и те по 190 р.! Ладно, это лирика. Если заработает все равно собирать буду на SMD и заказывать где дешевле. Пока на 358-м все-таки пробовать буду.

[falkonist]

Приветствую!

Во-первых у райл-ту-райлов не всегда все хорошо с прецизионностью...

Взаимно!

Ну, прецизионность нужна только для первого каскада (первичного согласователя), а усиление можно разогнать и во втором сколько надо будет. В этой связи мне когда-то нравилась МДМ К140УД13. Усиление всего 10, зато нуль стоял, как вкопанный. И входное сопротивление было весьма и весьма.

Вот, например, AD8628 или http://www.analog.com/static/imported-f ... 9_8630.pdf, ещё и Rail-to-rail, единственное питание + 5 В и множество других вкусностей...

[Пухич]

Ну, прецизионность нужна только для первого каскада (первичного согласователя), а усиление можно разогнать и во втором сколько надо будет.

Там тоже не хотелось бы плавун иметь. Ну да ладно.

В этой связи мне когда-то нравилась МДМ К140УД13. Усиление всего 10, зато нуль стоял, как вкопанный. И входное сопротивление было весьма и весьма.

Ах хитрец!
Мне он тоже нравится, и разработчикам регулирующих блоков Р-17 тоже понравился.

Но вот когда мы сии блоки ремонтировали, то достать это никелированное чудо было трудновато.

Господи, с утра не проснулся и о другом думал, 386 блин, конечно 358!

Но мне тоже 386 больше нравится. Чего говорить - одна поддержка виртуальной памяти чего стоит!

Мне полный диапазон АЦП не требуется, вообще, для моей задачи все довольно грубо можно делать, так как я не граммы взвешиваю.

Вот и отлично!

Касательно уплыва: все что там технически уплывает - решается калибровкой нуля в МК. А вот уплыв по времени - это самая большая задница. Однако, если он плывет, например, на 10мВ, а для меня триггером является изменение минимум 50мВ, то уплыв не есть проблема. ибо решается мозгами МК. В общем, все смотреть надо живьем.

Конечно надо смотреть. Только у них так бывает - датчик стоит, а на выходе медленно плывет к плюсу.... Или к минусу.... Или гуляет с приличной амплитудой около точки покоя. И сама точка покоя уходит. И не так уж просто ее в авторежиме подстроить - нужны будут периоды разгрузки датчика, либо высокочастотная схема контроля.

Ну это меня не устроило, мы и менее грамма измеряли на тех же преобразователях, и большой уплыв у нас был недопустим - персонал не больно квалифицированный, могли и не подкрутить ноль.

Касательно ОР282 в дипах. А вот и нет у меня их в близи в дипах Только соики 8-е и те по 190 р.! Ладно, это лирика. Если заработает все равно собирать буду на SMD и заказывать где дешевле. Пока на 358-м все-таки пробовать буду.

Давай. Только, повторюсь - если уж экономишь на деталях, не экономь на схеме!

[ArtemKuchin]

Пухич, хотел спросить, ты про каскады говоришь.
а "Ап чЁм" речь?
До твоего появления вся схема строилась на ОДНОМ ОУ для одного датчика, проще пареной репы, только номиналы резисторов подобрать и время найти
И тут приходишь ты и печатаешь страшное слово: "КАСКАД". Ну за чем ты это сделал?
Речь идет о диф усилителе на 3-х ОУ с ахринительным совокупным входным импедансом или об чем-то другом?

[Пухич]

Собрать на трех ОУ - был бы самый шоколад. На первом регулировать усиление, ноль можно крутить где угодно, но проще на втором (и обязательно при помощи входов смещения, в этой схеме не получится запихать хорошую регулировку в обвязку)

Есть схемы на двух ОУ - с различным импедансом и КОСС. Можно их. Особенно если АЦП Атмеги настроить на дифференциальный режим.

На одном ОУ тут ничего не сделать в принципе. Особенно на ЛМ358 - как ты на нем будешь ноль настраивать? Делать это подстроечником моста нереально, входов настройки смещения у него нет, трогать обвязку бесполезно. Не дури, делай пусть и на ЛМ358, но хотя бы на паре.

[ArtemKuchin]

Собрать на трех ОУ - был бы самый шоколад. На первом регулировать усиление, ноль можно крутить где угодно, но проще на втором (и обязательно при помощи входов смещения, в этой схеме не получится запихать хорошую регулировку в обвязку)

Есть схемы на двух ОУ - с различным импедансом и КОСС. Можно их. Особенно если АЦП Атмеги настроить на дифференциальный режим.

На одном ОУ тут ничего не сделать в принципе. Особенно на ЛМ358 - как ты на нем будешь ноль настраивать? Делать это подстроечником моста нереально, входов настройки смещения у него нет, трогать обвязку бесполезно. Не дури, делай пусть и на ЛМ358, но хотя бы на паре.

Всю малину иcпоганил

Вообще, я лично видел как с промышленными тензодатчиками все работает на одном ОУ. И схему видел и как работает видел, все было окей. Или ты имеешь ввиду что именно здесь, с разбросом значений датчиков и малым их сопротивлением ничего на одном не выйдет?

Но мне и на двух не в лом сделать. На трех уже в лом. так как в одном корпусе у меня две лм358 и огород нехилый выходит тогда.

Итак, в связи со страшным словом "каскад" возвращаемся к проектированию схемы (на всякий случай и не смотря на то, что я сказал, что видел рабочий вариант на одном ОУ, ну и хрен).

За основу для плясок можно взять что-то классическое, типа:


Усиление можно тоже прикинуть. Изменение сопротивления около 0.1%, то тогда речь идет о 2мВ разницы на входе. Т.е. усиление надо где-то в 2000 раз (очень грубо).

Вопрос в том, что ты предлагаешь сделать? Использовать показанную схему для усиления в эту 1-5К раза, но как сюда регулировку нуля прикрутить? Я вижу только на ходе вариант (перед первым ОУ).
Или же ты просто предлагаешь сделать один диф ОУ классический когда оба сигнала в него входят и потом после него еще один, где на один вход выход первого, а на второй выход некого подстроечного делителя. ????

О каких входах смещения речь идет, если в 358 их просто нет?

[falkonist]

Задолбали мы парня своей простотой... Это для ознакомления с номенклатурой инструментальных усилителей http://www.kit-e.ru/articles/elcomp/2005_2_62.php

Схема по ссылке излишне сложная, т.к. предназначена для измерений. Но входную часть можно вполне брать на вооружение.

Почитайте еще тут: http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=12844

[Пухич]

Всю малину иcпоганил

Ага.

Вообще, я лично видел как с промышленными тензодатчиками все работает на одном ОУ. И схему видел и как работает видел, все было окей.

Вот когда ты и нам схему покажешь, требования к ней, да параметры датчика сообщишь - тогда и выясним подробности. А то я тоже много чего видел.

За основу для плясок можно взять что-то классическое, типа:

Пусть так. Но..... не пойдет.

Вопрос в том, что ты предлагаешь сделать? Использовать показанную схему для усиления в эту 1-5К раза, но как сюда регулировку нуля прикрутить? Я вижу только на ходе вариант (перед первым ОУ).

А как это ты перед первым ОУ ее прикрутишь? Никак.

Или же ты просто предлагаешь сделать один диф ОУ классический когда оба сигнала в него входят и потом после него еще один, где на один вход выход первого, а на второй выход некого подстроечного делителя. ????

С первым каскадом ты угадал. Что касаемо второго - инвертирующий каскад. Причем инвертирующий вход оперка кроме резисторов ООС связан также с подстроечником, который диагональю висит промеж питаний. А неинвертирующий вход - на общую точку (ну или среднюю), можно через резистер, если не жалко.

О каких входах смещения речь идет, если в 358 их просто нет?

Само собой нет. Поэтому схема, которую ты показал, и не прокатит. В ней имеет смысл делать подстройку только при наличии входом управления смещением (и то будет не очень удобно регулировать), иначе нужен очень хороший ОУ и подгонка нуля мостом. А если делать второй инвертирующий каскад, то там можно прямо в обвязке и корячить подстройку, как я выше написал.

Задолбали мы парня своей простотой...

Артем по-моему из тех, кто способен осознать и принять нужность усложнений.