Измерение веса. Тензодатчики. Компоненты и алгоритмы.

picavr · 24.03.2009, 18:56

Привет всем. В общем, светит мне одна тема, управлять замесом раствора для пресовки всякой фигни(корпич, плитка, шлакоблок). Для самого пресса автоматика уже разработана, теперь требуется автоматизировать замес, подачу раствора и выгрузку продукции.

Нужно будет измерять вес мешалки вместе с засыпаемыми компонентами. К тем кто в этом уже варился, вопросы такие.

1) Измерительные компоненты - мост, ОУ, АЦП и МК - я так понимаю устанавливать около каждого датчика и в цифре передавать на главный МК данные. Оптроная токовая петля наверное будет самое то. Думаю скорость особая не нужна (9600 достаточно). Все датчики последовательно с запросом-ответом. RF как то не охота здесь применять.
Или лучше паралельно?, хотя если не отвечает один из датчиков я так понимаю вес уже не вычислить точно...
(кроме как косвенно по оставшимся)
2) Вопрос не по схемме а по компонентам. Из каких резисторов собирать мост для тензодатчика? Обычные SMD 0805 для этого наверное не подойдут? Условия работы - на улице. В смысле температура уличная. Платы я думаю нужно будет заливать.

3) ОУ инструментальный 1-10МКВ, АЦП внешний 14-16 разрядов.

4) Каково достаточное количество датчиков для измерения веса платформы и мешалки? Вес я думаю будет сотни-тысячи кг.
4-ре по углам платформы, 6?, 8? их расположение?

5) Если мешалка работает, как избавится от флюктуаций имереных значений - складывать показания ВСЕХ датчиков и вычислять среднее?
или вычислить сначала среднее для одного датчика а потом уже вычислять среднее всех?

Думаю период усреднения должен быть сравним с периодом оборота мешалки. Тогда возникает вопрос как поймать момент когда прекратить подачу в мешалку смешиваемого компонента. Останавливать мешалку на время загрузки?
Тогда не будет ли замес с остановками для загрузки отличатся от замеса без остановок?

vladh · 24.03.2009, 19:48

Вы сразу задали такую кучу вопросов, что ответы на них потребуют ещё больший объем. Давайте по частям. Начнем с измерительной части. Во-первых зачем Вам измерять вес платформы и мешалки. Этот вес известен. Вам нужно измерять вес смеси. Для этого Вам нужно Вашу мешалку установить так, чтобы под ней можно было разместить тензодатчик, либо подвесить её так, чтобы она смогла воздействовать на тензодатчик. Далее наберите в поисковой ситеме - тензодатчик и Вам будет предложено море вариантов. Выберите датчик под себя. Далее сигнал с датчика подаете на инструментальный усилитель. Из моей практики очень хорошо подходят для этого AD620, AD623, AD627. По поводу климатических условий. Если Ваше изделие будет эксплуатироваться в условиях средней полосы России то проблем не должно быть. Если в условиях крайнего Севера, то при темпиратуре ниже 30-35 градусов мороза растворы лучше не замешивать. Качество упадет. Но если на качество наплевать то до -40 градусов эта часть аппаратуры будет работать.

picavr · 24.03.2009, 22:19

Сообщение от vladh

Вы сразу задали такую кучу вопросов, что ответы на них потребуют ещё больший объем..

Спасибо за отклик.
Основные вопросы такие:
по применяемым резисторам. То есть, из практики достаточно ли термостабильности SMD 0805 для применения в мосте для тензодатчика при темепературе
-30 то +50 или искать специальные резисторы. С усилителями думаю разберусь.

И по алгоритму, я так понимаю при установке 4 х датчиков вес по идее должен распределятся на все 4, и нужно вычислить среднее значение. Т.Е. для определения веса - нужно сумировать показания датчиков и усреднить, или есть другие идеи?

woroba · 24.03.2009, 22:21

Наверно логичнее входной контроль составляющих, а то получится как в анекдоте...,а цемент говорит, а я при чём меня там вообще не было.
Да к тому же при входном контроле, можно менять марку получаемого бетона. Да и не обязательно взвешивать, для этого применяют дозаторы по объёму.

picavr · 24.03.2009, 22:27

Сообщение от woroba

а цемент говорит, а я при чём меня там вообще не было.

Сообщение от woroba

Да и не обязательно взвешивать, для этого применяют дозаторы по объёму.

Пока задали вопрос в таком направлении.. возможности взыешивания компонентов при подаче их транспортёром в мешалку... вот и интересуюсь взвешиванием...
а будет взвешивание или по обьёму.. в конечном итоге.. будет видно...

GNN · 24.03.2009, 23:00

Тензодатчики для эл. весов представляют из себя довольно сложную измерительную систему с цепями компенсации на кручение, наклон в сторону и т. д. Каждый из 4х, например, датчиков у одних весов состоит из 4х основных тензоэлементов и 2х дополнительных, как минимум. Получается измерительный мост, 4*4 в параллель, (упрощённо, без уравнивающих цепей). Одна диагональ - питание, другая - сигнал. Усилитель должен быть термостабильным. Иногда применяют усилители типа
Модулятор - ОУ - Демодулятор, чтобы компенсировать дрейф нуля ОУ. Характеристика тензодатчиков (зависимость показании от веса) - не совсем прямолинейная, а именно параболическая. Поэтому, в алгоритме измерения обычно используют точки перегиба, чтобы эта линия больше была похожа на ветвь параболы. Интегрирование делают программно. Например, среднее ариф. 30 циклов измерения. Калибровку (вычисление коэф. умножения кода АЦП) и обнуление весов, - тоже программно.
А вообще это очень сложная тема и лучше купить сертифицированные весы.

picavr · 25.03.2009, 00:53

Сообщение от GNN

Тензодатчики для эл. весов представляют из себя довольно сложную измерительную систему Получается измерительный мост, 4*4 в параллель, (упрощённо, без уравнивающих цепей). Одна диагональ - питание, другая - сигнал.

Почитал немного о тензодатчиках.. то есть сам датчик уже является мостом, подаём ток и снимаем напряжение, подаём в ОУ... теперь более менее понятно...

Сообщение от GNN

Усилитель должен быть термостабильным. Иногда применяют усилители типа Модулятор - ОУ - Демодулятор, чтобы компенсировать дрейф нуля ОУ.

спасибо.

Сообщение от GNN

Характеристика тензодатчиков (зависимость показании от веса) - не совсем прямолинейная, а именно параболическая.

Может проще табличным методом? При стоимости таких проэктов можно взять МК с достаточным FLASH для таблиц. Вид характеристики по идее должен указыватся в даташите на конкретный датчик?

Сообщение от GNN

А вообще это очень сложная тема и лучше купить сертифицированные весы.

Если бы хотели уже бы купили... купить то проще, люди хотят экономить...

спасибо за отклик...

vladh · 25.03.2009, 02:55

Сообщение от GNN

А вообще это очень сложная тема и лучше купить сертифицированные весы.

Я бы ещё к этому добавил, что разрабатывать свою тензометрическую установку человеку, который никогда этим не занимался дело малоперспективное. Вы при разработке натолкнетесь на такое количество подводных камней, что за эти деньги Вы бы смогли купить несколько готовых весов.
Если вы сможете найти в сети такие весы, которые бы Вас удовлетворили и по характеристикам и по цене (а сейчас в сети можно найти почти все) то, разумеется, этот совет очень правильный. У Вас тут же отпадает проблема с калибровкой ваших весов. Иначе вам придется решать еще и эту проблему: как и чем производить калибровку. Вам остается снимать данные с этих весов и использовать их в своем алгоритме автоматического дозирования.

GNN · 25.03.2009, 08:19

Там, где я раньше работал и сталкивался с эл. весами, самым дешёвым вариантом для нас были изм. комплекты "ТЕНЗО-М". Это 4 тензодатчика и МК-пульт-табло. А конструкция самой платформы самодельная.
А калибровали мы весы каждый день образцовыми сертифицированными гирями. Сейчас даже 2раза в день.
Для вашего случая, возможно подходит система с 1 тензодатчиком, подвешиваемым на пути монорельса. Порция
смеси катится на роликах и заезжает на монорельсовый датчик. Существуют ещё и крановые тензодатчики и весы- дозаторы сыпучих и жидких грузов.
http://www.tenso-m.ru

picavr · 25.03.2009, 14:24

Сообщение от vladh

Я бы ещё к этому добавил, что разрабатывать свою тензометрическую установку человеку, который никогда этим не занимался дело малоперспективное. Вы при разработке натолкнетесь на такое количество подводных камней

Я бы сказал, что всё в мире относительно.. Всё зависит от условий...
Если бы их не было в таком изобилии.. то было бы проще разработать чем купить... И те кто их сейчас разрабатывают, когда то также их не разрабатывали.. то есть были начинающими...

То же самое можно сказать по отношению к любому виду деятельности... После рождения человек ВОООБЩЕ ЕЩЁ НИЧЕМ НЕ ЗАНИМАЛСЯ... Но людям свойственно любопытство и стремление узнать новое... Но не всем конечно... кому то приятнее лежать на диване и плевать в потолок...

Сообщение от vladh

что за эти деньги Вы бы смогли купить несколько готовых весов.

А вот этот совет правильный... Наверное использование готовых измерителей будет ействительно
быстрее и проще.

Всем спасибо, за освещение данного вопроса .
Для этого и задавались вопросы что бы определится в каком направлении двигаться...