Jan Zajączkowski
|
Pomiary precyzyjne owszem ale pod warunkiem że.....
|
|
|
Widoczny powyżej "flagowy okręt" firmy Hottinger Baldwin Messtechnik to aktualnie najdokładniejszy na świecie wzmacniacz pomiarowy dla sygnałów pochodzących
z czujników tensometrycnych.DMP -40 to precyzyjny miernik o rozdzielczości
2 000 000 i klasie dokładności (to nie żart!) 0,00005 %. Można jednocześnie mierzyć i rejestrować sygnały z dwóch kanałów pomiarowych, a każdy z kanałów dysponuje przełącznikiem ośmiopozycyjnym. Ten niezwykle elegancki technicznie i wygodny w użyciu instrument
stanowiąc podstawowe wyposażenie centralnych i lokalnych urzędów miar, urzędów dozoru technicznego oraz laboratorów akredytowanych na całym świecie zadecydował o najwyższej jakości pomiarów kontrolnych i kalibracyjnych wykonywanych czujnikami tensometrycznymi. Spróbujemy odpowiedzieć na pytanie co decyduje o osiągnięciu tak doskonałego efektu
jak powyższy przyrząd i na co musimy uważać, gdy zależy nam na osiągnięciu najlepszych wyników przy precyzyjnych pomiarach tensometrycznych. Sercem urządzenia jest przetwornik analogowo-cyfrowy, którego strukturę opracowano w HBM gwarantując dzięki maksymalnej rozdzielczości 24 Bitów, to powyżej granicy szumu własnego pojedynczego
tensometru, "rzetelną" cyfryzację sygnału analogowego. Również legendarne już sześcio-przewodowe połączenie czujnika ze wzmacniaczem to przykład jednego z opatentowanych rozwiązań technicznych, które znalazły zastosowanie przy konstruowaniu DMP 40. Rysunek 1 przedstawia schematycznie funkcjonowanie powyżej wspomnianego układu.
|
|
|
Poziom napięcia zasilającego mostek tensometryczny podlega kontroli i w dalszej kolejności regulacji co skutkuje uniezależnieniem od wpływu parametrów przewodów zasilających mostek. Dzięki odpowiedniej konstrukcji komparatora, regulacji podlega nie tylko poziom ale i faza napięcia zasilającego czujnik. O roli powyższego rozwiązania niech świadczy przykład.
W przypadku zasilania czujnika o oporności 350 Ohm przewodem miedzianym o przekroju 0,14 mm kw.i długości ok.14m spadek czułości wyniesie 1%. Następnym ważnym rozwiązaniem mającym zasadniczy wpływ na eliminację zakłóceń i niepożądanych wpływów
jest zasilanie czujnika tzw. częstotliwością nośną (w przypadku DMP 40 to 225Hz).
Schemat układu przedstawia rys.2.
|
|
Sygnał po wstępnej filtracji środkowoprzepustowej i demodulacji podlega
całkowaniu (innymi słowy filtracji dolnoprzepustowej)co uwalnia sygnał pomiarowy od
fałszywych składowych. Nie bez znaczenia może być jest rozkład żył przewodu czujnikowego. Żyły zasilające powinny być rozmieszczone symetrycznie względem pomiarowych (rys3).
 Ważną konsekwencją zastosowania nośnej w miejsce napięcia stałego jest ograniczenie dynamiki pomiaru czasami dość spore (w przypadku DMP40 do maks. 14 Hz.) Czas ustalania może wynosić dla częstotliwości filtrowania 0,2 Hz nawet 48 sek.
W celu uzyskania ultymatywnych wyników polecić można jeszcze zastosowanie drobnych ale bardzo ważnych zabiegów takich jak włączenie urządzenia pomiarowego na dwie godziny
przed rozpoczęciem pomiarów oraz uruchomienie automatycznej autokalibracji wewnętrznej szcególnie przy pomiarach statycznych.  Na koniec sposób na problemy z ekranowaniem całego łańcucha pomiarowego od czujnika do przyrządu pomiarowego. Jak widać na rysunku 4 pomóc może separacja galwaniczna masy czujnika a ekranu przewodu pomiarowego. Sugerujemy tutaj sprzęgnięcie powyższych elementów kondensatorem
o pojemności 0,1mF do 1nF. Do pełnego sukcesu nawet przy bardzo wyrafinowanym układzie elektroniki brakuje oczywiście równie dobrego czujnika tensometrycznego ale to już trochę inny temat.
|
