basınç sensörü, ikilemde kaldım.

[Maxim]

arkadaşlar yardım

şimdi benim bildiğim basınç transmitterleri 2 tipte daha doğrusu 2 yapıdalar .

1- relative
2- absolute

karmaşa yaşadığım olay şudur.

biz deniz seviyesinde 100kpa lık bir atmosfer basıncı altındayız ya ,
yani kabaca düşünürsek 1 bar lık bir ortamda yaşamaktayız .

şimdi elimizde 2 tane basınç transmitteri var diyelim .
bir tanesi 0-10 bar absolute 0-10 volt çıkış
diğeri 0-10 bar relative 0-10 volt çıkış

bunların her ikisinide taktık çalıştırdık,

soru 1:
hava girişleri açık-boşta iken hangisi bize 1 volt çıkış verir o anda ??


soru2:
9 bar hava verdik girişlerine
hangisi çıkışında 9 volt verir ??

[hasangurlek]

Sanırım mutlak ve bağıl ölçüm yapma olayını soruyorsunuz. Mutlak ölçüm yapan transmitterler okuduğu basınca deniz seviyesindeki sabit basıncı ekler ve ölçümü deniz seviyesinde yapıyormuş gibi sonuç verir. Bağıl ölçüm yapan transmitterler ise deniz seviyesi basıncını hesaplamadan sonucu verir. Yükseklik ölçümü gibi işlerde mutlak yapıda olanlar, kapalı/açık ortam basıncı ölçümü gibi işlerde bağıl yapıda olanlar kullanılır.

Transmitterin çıkış voltaj aralığı sabit 0-10 volt olsa ise basınca göre çıkış voltajını hesaplayabilmek için ikinci bir değer daha gereklidir ki oda transmitterin max ölçebileceği basınç değeridir. Sonuç olarak deniz seviyesinde ölçüm yapıldığında mutlak yapıdaki transmitter 0 çıkış verirken, bağıl yapıdaki transmitter yaklaşık 1 bara karşılık gelen çıkışı verir. Fakat mutlak basınç transmitterlerinin bazılarında bulunduğu ortamdaki basıncı 0 değer olarak set etmek mümkündür ama fiyatları yüksektir.

[Maxim]

hımm o zaman bendeki mutlak sensor oluyor ?
karışıklık olmasın diye 0-10 volt yazdım ,

bendeki transmitter 4-20mA 0-10 bar, 2 telli
çıkış ile şase arasında 250 ohm direnç var ve
takınca 4mA gösteriyor ampermetre

daha doğrusu 3.9mA, deniz seviyesinden yukardayım sonuçta

[r_tekes]

Bizde absolute ve relative basınç transmiterleri mevcut onlarla haşir neşir olduğum için şöyle izah edeyim. Relative dediğimiz atmosfer basıncını sıfır kabul eder ve size vermiş olduğu 4-20mA i de ona göre verir. Absoulute ise atmosfer basıncını 1 kabul eder ve çıkış değeri ona göre verir. Doğrusunu söylemek gerekirse diğer arkadaşlar aynı şeyler söylediler umarım yardımcı olabilmişimdir

[iZMARiT]

relative, gauge yada differantial tip basınç sensörleri iki girişlidir mesela



fakat bazı modellerde girişin teki atmosfere açıktır ve hortum vs. girme durumu yoktur aşağıdaki resimde bir delik görünüyor



absolute sensörde piezo sensörün bir yüzeyine mutlak sıfır basıncı uygulanmıştır ve deniz seviyesine inerseniz sensör 1 atmosfer basınç uygulanmış gibi çıkış verir

gauge sensörlerde portun biri atmosfere açıktır ve diğer porttan verdiğimiz basınç ile bulunduğumuz ortamdaki atmosfer basıncının arasındaki farkı çıkış olarak verir.

differantial çift portlu sensörlerde ise iki port arasındaki basınç farkına göre çıkış verir, portun birini boş bırakırsanız bulunduğunuz atmosfer basıncına maruz kalacağı için gauge sensör gibi çalışır.


absolute sensörler ile yükseklik ölçer (altimetre) yapabilirsiniz mesela

gauge yada differantial sensörler ilede bir uçlarını atmosfere açık bırakıp diğer ucundan tank seviyesi ölçme gibi uygulamalarda kullanabilirsiniz

[hasangurlek]

hımm o zaman bendeki mutlak sensor oluyor ?
karışıklık olmasın diye 0-10 volt yazdım ,

bendeki transmitter 4-20mA 0-10 bar, 2 telli
çıkış ile şase arasında 250 ohm direnç var ve
takınca 4mA gösteriyor ampermetre

daha doğrusu 3.9mA, deniz seviyesinden yukardayım sonuçta

4-20 ma çıkışlarda alt seviye olan 4ma sensörün kullandığı güç nedeniyledir. Üst ölçüm değeri 10 bar ise ve ölçüm 10 bar ve üzerindeyse çıkış 20ma olacaktır. Eğer sensörü bir otomasyon sistemin parçası olarak kullanacaksanız hiç problem yok ama kendiniz bir devre tasarlıyorsanız 4-20ma çıkışın V karşılığı 1-6.25v aralığında olacağı için çıkışı 0-5 volta ayarlayacak şekilde span ve zero ayarı olan bir opamp katı gerekir.

[Maxim]

aslında bu tip ölçüm işlerinde kullanılan "offset" ve "span" ayarı yapılabilen opamplı devreye ihtiyacım var gibi geliyor bana ,

çünkü 250 ohmluk direnç çıkışında deniz seviyesinde 0,970 volt okuyorum
dün sahile gittim ölçüm yaptım, teorik olarak 1volt çıkması lazımdı .
Belkide ölçü aletim yanlış gösteriyor ama zannetmiyorum.

@hasangurlek ustam,
10 barda 6,25 volt değilde 5 volt çıkması lazım, eminmisiniz ?
yani 1-5 volt

bu konuda daha önce @klein ustanın yazdıklarını okudum ,
kendisi hassasiyet konusunda titiz biri, hep bu tip özelliklerden bahsetmiş ama hiç bir örnek devre vermemiş .

acaba kimsede varmı böyle , daha önce kullanılmış bir devre ?
veya yöntemi-yordamı açıklayacak bir babayiğit ?

[iZMARiT]

@maxiboost hocam elinde zaten 4..20mA veren süper bir sensör var span offset ayarı yapmak için opamp ile niye uğraşacaksınki?
hadi aşağıdaki gibi



milivolt mertebesinde çıkış veren, profesyonel olarak kullanabilmek için sabit akım, zero-offset, span, sıcaklık kompanzasyonu vs. uygulamak gereken sensörler kullanman gerekse opamp mecburen kullanmak lazım (bu tip sensörler için tasarlanmış özel ADC ler kullanmayacaksan)

senin sensöründe sıcaklık katsayısı düşük, hassas bir direnç ile çıkışı 1-5V a çevirip PIC e girersin sıfır basınçta gelen voltajı sıfır bar kabul edersin 10bar uygulayıp (başka bir manometre ile ölçüp) gelen voltajı 10 bar kabul edersin, bu kalibrasyon olayını pic yazılımı ile kontrol edip gerekli datayı picin EEPROM una kaydedersin tamamdır.

yazılımınada belirli bir seviyenin altında voltaj geldiğinde (misal 0.6V) sensör hatası verdirirsin süper olur böylece sensörde bir problem olursa mesela kablosu koparsa anlayabilirsin (tabii sensör vakum olarak çalışıp 4mA in altında çıkış vermiyorsa)

[Maxim]

haklısınız,
offset ve span sorusunu ,bu başlık altında sormam gerekiyordu sanırım,
https://www.picproje.org/index.php/topic,26134

4-20mA sensör için çok gerekli değil anlaşılan ,
ama direnç mantığıyla çalışan ve hassas olmayan pasif bir sensör için ne dersiniz ?

Eğer eklemek istediğiniz birşey varsa oradan devam edebilirmiyiz ?

[iZMARiT]

diğer konudan devam edebiliriz tabiki

direnç şeklinde olması hassas olmamasını gerektirmezde, gerçekten hassas değilsede hassas bir şekilde okumanında pek anlamı kalmaz sanıyorum
belkide zaten sizin diğer konuda bahsettiğiniz yöntemle bile işiniz görülebilir, picin regüleli beslemesi üzerinden basit bir direnç gerilim bölücü mantığı yani

[hasangurlek]

bu konuda daha önce @klein ustanın yazdıklarını okudum ,
kendisi hassasiyet konusunda titiz biri, hep bu tip özelliklerden bahsetmiş ama hiç bir örnek devre vermemiş .

acaba kimsede varmı böyle , daha önce kullanılmış bir devre ?
veya yöntemi-yordamı açıklayacak bir babayiğit ?

Genelde sensörlerin çoğu ticari ürünlerde kullanıldıkları için internette pek fazla kaynak bulunmuyor. Ama üreticilerin uygulama notları yeteri kadar bilgi veriyor.  4-20ma çıkış veren bir sensörü aşağıdaki devre ile kullanabilirsiniz, çıkışında düşük geçirgen aktif filtre katı kullanırsanız ölçümleriniz daha sağlıklı olur. Birde dirençleri %1 toleranslı kullanmalısınız.

Devrenin zero mantığı giriş voltajında istenen voltajın çıkışta 0 volt olarak ayarlanmasıdır, span mantığı ise üst limit ayarıdır.



0-5v, 1-5v, 0-10 volt gibi voltaja dayalı çıkış veren sensörler 3 telli olur. Sizinki 2 telli değilmi ? 3 telli ise zaten 250 ohmluk direnç kullanılmaz.

[hasangurlek]

@maxiboost hocam elinde zaten 4..20mA veren süper bir sensör var span offset ayarı yapmak için opamp ile niye uğraşacaksınki?

Span ve Ofset ayarı olmadan bu sensörün çıkışını ADC girişine verirseniz ve ölçüm MAX seviyede olursa ADC uçar. Mantığı ise;

4ma çıkışta voltaj 1.25 volttur. Bu durumda 1250v/4ma x 20ma = 6250mv yaparki buda ADC giriş pininin pek hoşuna gitmez.

Piyasada "4-20ma to 0-5v convertor" diye satılan ürünlerin fiyatları ise çok yüksektir ama mantığı yukarıdaki devreden farklı değildir. Genelde bu konvertorlerde max ölçülecek değerden %10-20 fazlasını ölçebilen sensörlerle birlikte rail to rail opamplar kullanılır ki bu durumda 5 volt besleme yeterli olur.

Aslında sensörlerden tutunda, konverterlere kadar, filtre tasarımına kadar, ADC çevrimine kadar her bir konu yüzlerce sayfalık kitap konusudur. Öğren öğren bitmiyor

[iZMARiT]

250 ohm bir direnç üzerinden 20mA geçirirsen direnç üzerinde düşen voltaj (yani ADC ye giren) 0.02x250 = 5V olur
ayrıca ADC ye direk girmene gerek yok seri birkaç kilo ohm direnç ve ADC girişi ile GND arasınada 100n atarsan problem olmaz, hatta katotu ADC girişine anotu GND ye bağlı bir 5V1 zener atarsan hiç birşey olmaz.

[hasangurlek]

250 ohm bir direnç üzerinden 20mA geçirirsen direnç üzerinde düşen voltaj (yani ADC ye giren) 0.02x250 = 5V olur
ayrıca ADC ye direk girmene gerek yok seri birkaç kilo ohm direnç ve ADC girişi ile GND arasınada 100n atarsan problem olmaz, hatta katotu ADC girişine anotu GND ye bağlı bir 5V1 zener atarsan hiç birşey olmaz.

250 ohm direnci kullanırsanız 0-5 değil 1-5 volt alırsınız. Bu sonuç yeterli ise yani ADC çevrimde %20lik kayıp önemli değilse, yalıtım gerekli değilse, sensör ADC e yakınsa direnç üzerinden okuma yapılabilir.

Çoğu chip üreticisi ADC girişlerinde empedansı 0 ohm tavsiye eder, bu nedenle filtre kullanılmayacacaksa bile voltaj takipçisi olarak bir opamp katı kullanılması tavsiye edilir. Bahsettiğiniz şekilde seri bağlı birkaç K değerinde direnç ile 100n kapasite bağlantısı low pass filtredir. Direnç değeri 1.59 K seçilirse bu pasif filtre 1khz üzerini geçirmez. Fakat bu pasif filtreyi 16F877 de kullanamazsınız çünkü tavsite edilen max giriş empedansı 1K dır. Aksi takdirde çevrim süresini uzatmanız gerekir. MCP3xxx serisi ADC lerde ise 1 k giriş empedansı ile 100ksps de çevrim yapılabilirken max değer olan 10 K giriş empedansında çevrim hızı 33ksps düşer.