linealizar la salida del puente de wheatstone de un solo brazo

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Estoy instalando un sensor OEM de profundidad de agua que es un sensor de nivel de fluido continuo y de estado sólido. El sensor proporciona una salida resistiva que es inversamente proporcional al nivel del líquido: cuanto más bajo es el nivel del líquido, mayor es la resistencia de salida; cuanto mayor sea el nivel de líquido, menor será la resistencia de salida. Estamos tratando de monitorear la profundidad del flujo de agua durante el invierno (Ontario). Nos arriesgamos a usar un sensor sónico que no requiere ser sumergido bajo el agua pero no funciona debido a los pequeños diámetros de las tuberías. Los transductores de presión no funcionan porque no pueden congelarse o los sensores que pueden congelarse no nos darán una medida si se congelan en un poco de hielo. El flujo de agua terrestre se mide in situ en los campos de una granja donde se pueden recolectar muestras de agua cuando se produce el flujo sobre tierra.

Los sitios en los que estamos instalando estos sensores, así como un par de otros sensores y un registrador de datos que funcionará con una batería de 12 vatios de profundidad. El registrador de datos que estoy usando puede medir voltaje + 5v.

Mi electrónica está muy oxidada ya que no la he usado durante mucho tiempo. Y los tiempos en los que lo usé se basaban en un par de cursos dentro de la auto capacitación.

Información del sensor:

  • Sensor de nivel de fluido continuo, de estado sólido
  • Resistencia variable: 3000 - 300 ohmios + 10% (3000 a una profundidad de agua de 1 pulgada, 300 a una profundidad de agua de 24 pulgadas)
  • El sensor tiene una resistencia de referencia 3000 + 10% para la temperatura compensación
  • Resolución: < 0.01 pulgadas

He investigado una serie de sitios web y he encontrado mucha información sobre los puentes de wheatstone que puedo usar para convertir la resistencia en voltaje. Pero como este será un puente de un solo brazo, la salida de voltaje no será lineal. También encontré una piedra de trigo de un brazo con un amplificador operacional conectado para linealizar la salida, pero no conozco el tipo de opoamp y las resistencias.

    
pregunta Richard

3 respuestas

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Los puentes de piedra de trigo se usan principalmente para cambios de resistencia muy pequeños en un sensor, como por ejemplo un medidor de tensión o algo así. Tu cambio de resistencia es enorme, por lo que no necesitas uno. Como la mayoría ha dicho, ponga una fuente de corriente constante en su sensor. En el esquema adjunto, como la entrada no inversora del amplificador operacional se encuentra en tierra virtual, la corriente que atraviesa el sensor será una constante de 1 m. No ha ofrecido un perfil de respuesta suficiente para permitirnos ayudarlo a linealizar (o si es necesario), pero se pueden encontrar amplificadores de registro inverso e inverso aquí . Tengo la sensación de que un amplificador de registro inverso ayudará. Alternativamente, puede muestrear la salida (después de invertirla una vez para que sea positiva), y usar una tabla de búsqueda si eso le proporciona suficiente sensibilidad en su rango de interés

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Scott Seidman
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Solo ha proporcionado los puntos finales y no los puntos intermedios para linealizar los datos. Parece ser un sensor de fluido flotante de magnetosticción, pero no P / N o especificación dada. Dado que tiene un rango de 24 "y una resolución de 0.01", implica un rango dinámico de 1/2400 que requiere un esfuerzo significativo para garantizar un bajo nivel de ruido y corrección lineal.

Asesoramiento

Obtenga el sensor de salida lineal en lugar de un bucle de corriente de 4 ~ 20 mA o una salida de voltaje lineal para una interfaz más sencilla.

¿Qué precisión sobre el rango necesita?

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Una forma "estándar" de hacer esto es usar una fuente de corriente constante como se describió anteriormente. Convertirá la resistencia directamente en voltios.

Es posible que desee realizar una conexión de cuatro cables para que los cables de detección no vean ninguna caída de voltaje en los cables de alimentación y de retorno actuales. Los dos cables de detección (conectados directamente al sensor) pueden alimentarse a un amplificador de instrumentación como el AD8221. El AD8221 necesitará un poco de suministro negativo, pero funcionará bien. He utilizado cientos en trabajos similares en trabajos de instrumentación multicanal conectados a medidores de tensión (1/4, medio y lleno) y algunos en sensores de presión, etc.

Sin mirar más lejos, espero que haya un amplificador instro que maneje las entradas hasta 0 V, superando la necesidad de un pequeño suministro negativo. Déjame saber si necesitas más detalles del circuito. Espero que el ancho de banda que está buscando sea inferior a 10 Hz, por lo que la aplicación de filtros de paso bajo de amplificador operacional después del amplificador instro reducirá el ruido considerablemente.

    
respondido por el Andy aka

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