Ограничитель напряжения

[kualx]

Так интересно читать дискуссию умных людей! Спасибо. Опишу задачу более детально. Некое устройство перемещается вправо и влево, эти перемещения регистрирует датчик LVDT , когда устройство находится в среднем положении, на выходе датчика напряжение близко к нулю. Вот собственно цель устройства найти это положение наиболее точно. Итого имеем: Напряжение на вторичной обмотке LVDT колеблется от 0 до 30V RMS (сама измеряла)
Вот я и планирую вначале обрезать (ограничить, не пропустить) напряжение выше одного вольта, те мой прибор его просто игнорирует. Далее подать это напряжение на RMS to DC (Uвх max которого 1V) и уже выпрямленное подать на ADC ARM
Понравилась схема из поста №9, вот только я не совсем уверена как RMS to DC отреагирует на отсутствие отрицательной полуволны. На работе просимулирую (дома мультисима нет) схему из поста №23 выглядит симпатично. Двух полярное питание доступно, имеется +/- 27V и +/-15V И еще входной импеданс желательно что бы был как можно выше, поскольку выходной ток очень маленький и любая относительно низкоомная нагрузка даст просадку. Вот как раз последняя схема уважаемого kualx соответствует этому требованию

Для увеличения входного импеданса поставьте на входе моей схемы (пост23) повторитель на ОУ.

[vlad3156]

Jane9226 ....частота питания датчика LVDT какова...??? (1КГц или др...)

...AD598(AD69 - LVDT Signal Conditioner ...всё в одном флаконе...

[Yurkin2014]

Использовать LTC1966 для нахождения среднего положения датчика не очень хорошо. При преобразовании переменного в постоянное напряжение будет теряться фаза. То есть, если датчик находится, например на 10мм слева или справа от середины, выходное напряжение в обоих случаях будет одно и то же, +100мВ, например. И неизвестно, куда двигаться для достижения середины, направо или налево.
Нужно использовать синхронный детектор, а LTC1966 отдать электрикам. Пусть напряжение в розетке измеряют ...

[Jane9226]

А на первичную что подаётся? Какой формы?
Ваше устройство должно только регистрировать достижение нуля, или управлять процессом поиска, т.е. приводом?
Если питание датчика - синус, и вам нужно управлять приводом, то точный ограничитель вам совершенно ни к чему, достаточно обычного диодного ограничителя. Для начала поиска ведь достаточно всего лишь знака отклонения - влево/вправо. Это уже по мере приближения к заданной точке потребуется величина рассогласования, для управления приводом. И здесь, боюсь, точность позиционирования будет определяться вовсе не точностью регистрации напряжения отклонения, а алгоритмом управления приводом. Такие задачи обычно решаются ПИД-регулятором, если требуются максимальная точность и максимальное быстродействие. Кстати, а напряжение питания первичной обмотки датчика вам доступно? Если да, то оптимальным мне представляется сначала продетектировать сигнал синхронным детектором, а потом уже отфильтрованный двухполярный сигнал ограничивать и обрабатывать.
Хуже, если питание датчика - меандр.

Вы достаточно точно описАли принцип работы всей установки. Привод гидравлический, управление положением осуществлено по ПИД закону и Вы правильно подметили, что для этого вовсе не нужно знать точное значение. Нужно знать величину рассогласования в период времени. Все это управляющее хозяйство тоже моих рук дело и доступ у меня есть ко всему. Excitation 27 V RMS (синус 400 либо 1953 Гц) с потребляемым током около 100mA, по этой причине я отказалась от использования “все в одном флаконе” AD598, две фазы с обеих обмоток уменьшены по амплитуде, синхронизированы по фазе(под нагрузкой, хоть и небольшой, наблюдается небольшой сдвиг фаз) и заведены дифференцирующий усилитель, затем все тот же RMC to DC AD536 после 16 битный ADC и контроллер, который правит балом. Задала вопрос потому, что я по профилю программист, а не схемотехник, так знаю базовые принципы... И в связи с новыми запросами от руководства, появилась необходимость знать в милливольтах насколько точно установка позиционируется в нулевом положении. (Требуемый максимальный разброс 90мВ на вторичной обмотке) Милливольтметр перестал устраивать, необходимо данные вывести на монитор. Плюс ко всему цепляться в существующую схему не рекомендовано. Необходимо просто создать НОВЫЙ приборчик вместо мультиметра , который будет отсылать данные в комп. Вот собственно и вся история. Насоветовали тут уже достаточно, буду “посмотреть” Всем большое человеческое СПАСИБО.
P.S. Про синхронный детектор не совсем поняла, нужно почитать мат часть, как его использовать и чем он может помочь. Может ткнете в носом в нужную литературу....

[Scadauser]

Про синхронный детектор не совсем поняла

Это примерно как здесь:
http://useruser.narod.ru/key_sinchronous_detector.htm
На рис.1 на входы поданы противофазные сигналы с обмоток датчика, переключателем управляет опорный сигнал, сформированный из питания датчика. По приведенной формуле видно, что величина выходного сигнала и знак определяются амплитудой входных и сдвигом фаз между входными сигналами и опорным. При сдвиге фаз 90 град. на выходе должен быть ноль.
Подобным образом работали древние расходомеры.

"Рис. 1.7. Принципиальная электрическая схема прибора КСД-3
Вторичные обмотки состоят из двух секций, включаемых навстречу друг другу. На выход схемы включен полупроводниковый усилитель УЗ-01.

При питании первичных обмоток дифтрансформаторного преобразователя переменным напряжением во вторичных обмотках также индуктируется переменное напряжение, величина и фаза которого зависят от положения сердечника в катушках. При рассогласованных положениях сердечников напряжение, индуктируемое во вторичных обмотках, становится разным. Напряжение разбаланса подается на вход усилителя, усиливается и приводит в движение двигатель Д-32, который перемещает сердечник в катушке до того момента, пока разность напряжений не станет близкой к нулю.

Таким образом, каждому положению сердечника дифтрансформаторного преобразователя первичного прибора, определяемому величиной измеряемого параметра, соответствует определенное положение сердечника дифтрансформаторного преобразователя вторичного прибора, и, следовательно, определенное положение указателя на шкале. Для улучшения динамических характеристик в приборе применяется стабилизирующая обратная связь. Обратная связь состоит из двух обмоток и двух резисторов R8 и R9, эти обмотки намотаны на катушку дифтрансформаторного блока."
http://lib.znate.ru/docs/index-164848.html

[Yurkin2014]

Про синхронный детектор не совсем поняла, нужно почитать мат часть, как его использовать и чем он может помочь

На пальцах это выглядит таким образом. На картинке: зелёный - сигнал возбуждения LVDT, красный, жёлтый и синий - сигнал во вторичной обмотке при различных положениях датчика. Обратите внимание, что красный сигнал находится в фазе с зелёным, а синий - в противофазе. Это важный момент работы LVDT.
Далее. Синхронный детектор - это просто ключ, который замыкается-размыкается синхронно с управляющим напряжением. Если мы на выход датчика поставим такой ключ и будем управлять его включением с помощью напряжения возбуждения, то получим следующее. От красного сигнала будут проходить только положительные полуволны, от жёлтого ничего не пройдёт, типа он = 0, а от синего сигнала пройдут только отрицательные полуволны. Вот и замечательно. Сгладим полуволны после ключа RC цепочкой и получим сигнал постоянного напряжения, причём знак напряжения покажет с какой стороны от середины мы находимся, а величина напряжения будет пропорциональна отклонению от середины.
Осталось только отградуировать датчик. Сдвинем от середины на какое-нибудь смещение и измерим напряжение с помощью да хоть бы и АЦП. После поделим величины и получим коэффициент пропорциональности, который забьём в процессор.

PS Вот, наткнулся на интересную схему детектора

[Jane9226]

У меня немного не так. Как я уже писала беру два сигнала, один с обмотки возбуждения, второй выход LVDT.
Привожу их к одному уровню 5 вольт (LVDT в одном из крайних положений) далее завожу на Diff op Amp в результате если фазы совпадают, то на выходе оного 0V, если в противофазе, то 10V. Среднее положение 5 V. Дальше RMS to DС и ADC. Но после Вашего доходчивого объяснения очень захотелось попробовать, такой подход гораздо проще. Еще раз спасибо