Nov miniaturni senzor tlaka

Vse v zvezi s senzorji, takimi ali drugačnimi,... tudi sw

Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 06 Jun 2017, 22:59

Razvili smo nov miniaturen senzor tlaka, ki je bil uspešno predstavljen na sejmu v Nemčiji prejšnji teden. Več informacij na spletni strani.

HPSD 8000

Tlačna področja od 0-1mbar do 0-7bar
Enojno napajanje 3,3V ali 5V.
Standardna izhodna napetost 0,5V – 4,5V.
Digitalni vmesnik I2C ali SPI (tlak + temperatura)
Standardno temperaturno kompenzirano območje (0-70°C), širše na zahtevo
Temperaturna področja delovanja -40...+85 °C
Točnost do 0,5%FS (vključeni vsi vplivi).
Največje odstopanje meritve temperature 1°C (znotraj kompenziranega področja).
Nastavljiva ločljivost (do 15 bitov) ali hitrost vzorčenja (do 3.9kHz)
Detekcija nivoja z nastavljivo histerezo ali PWM izhod
Izjemna stabilnost offseta
Majhne dimenzije: 8mm x13mm

Za občutek velikosti je tule primerjava z 2 eur kovancem:
8000.JPG


Vsa vprašanja lahko zastavite tu.
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a igo » 07 Jun 2017, 08:14

:_clap :_bow
Huda zverina. Kakšna cevka in objemka pa pašeta gor za 7 barov?


Mimogrede: V angleškem delu predstavitve na spletni strani spremenite accuracy v inaccuracy.

Total temperature INaccuracy max 1°C (within compensated temp. range)
Teoretično je praksa posledica teorije, praktično je pa ravno obratno. (igo 2001)
LP, Igor
igo
 
Prispevkov: 1149
Pridružen: 11 Apr 2015, 13:38
Kraj: Krško
Zahvalil se je: 145 krat
Prejel zahvalo: 265 krat
Uporabnika povabil: DusanK
Število neizkoriščenih povabil: 25

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 08:17

igo je napisal/-a::_clap :_bow
Huda zverina. Kakšna cevka in objemka pa pašeta gor za 7 barov?


Mimogrede: V angleškem delu predstavitve na spletni strani spremenite accuracy v inaccuracy.

Total temperature INaccuracy max 1°C (within compensated temp. range)


Hvala za info. Spletna stran ima še kar nekaj tipkarskih...

Priključki so namenjeni "manšetni" montaži (manifold). Tak senzor se naspajka na tiskanino, potem se pa skupaj z elektroniko pritrdi na del naprave, kjer meriš tlak. Tako sploh ne rabiš cevk, ampak samo dva O-ringa.
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 08:19

Še slike...
8000.JPG

rozica.JPG
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a zanka » 07 Jun 2017, 09:11

Čisto začetniško vprašanje, dva priklopa ima verjetno, ker meri razliko tlakov, je tako?
Uporabniški avatar
zanka
 
Prispevkov: 1809
Pridružen: 17 Mar 2016, 01:16
Kraj: Krško
Zahvalil se je: 93 krat
Prejel zahvalo: 154 krat
Uporabnika povabil: DusanK
Število neizkoriščenih povabil: 29

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a forpobi » 07 Jun 2017, 09:23

Ali pa pozitivni in negativni tlak. Oz. nad in pod tlak (da ne bo razburjanj)
forpobi
 
Prispevkov: 965
Pridružen: 02 Apr 2015, 13:44
Kraj: Ig, Črnuče
Zahvalil se je: 30 krat
Prejel zahvalo: 119 krat
Uporabnika povabil: borisz
Število neizkoriščenih povabil: 20

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 10:15

Senzor se lahko skonfigurira na poljubno karakteristiko. Seveda ne more biti enak senzorski chip za vsa področja. Razlikujejo se po dimenziji in debelini membrane. Ti čipi so vgrajeni v notranjosti in so narejeni na siliciju in so v bistvu štirje uporui, vezani v mostič. Poleg je ASIC, ki zajame signal iz tega senzorskega mostiča, ga digitalizira, izmeri tudi mostično napetost, ki da informacijo o temperaturi (mostična upornost je odvisna od temperature). V ASIC-u se iz izmerjenega podatrka o temperaturi in izmerjene izhodne napetosti mostiča preračuna dejanski tlak in temperatura. S tem se odpravi temperaturna napaka senzorskega mostiča in kalibrira izhodni signal. Podatek o tlaku lahko preko I2C, SPI ali sigle-wire preberemo v digitalni obliki, obenem pa se s tem signalom napaja tudi DAC, ki generira analogno izhodno napetost. Toliko na kratko o delovanju.

Kar se pa tiče vhodnega tlaka je pa tako: senzorski mostič ima tanko silicijevo membrano, na kateri so štirje upori. Ta senzorski element je montiran tako, da je ena stran membrane pnevmatsko povezana z eno cevko, druga stran pa z drugo. Na tak način lahko merimo razliko tlakov na cevkah. Če je ena cev odprta (proti okolici), se meri nadtlak ali podtlak. Kaj je na kateri cevki se da skonfigurirati v času proizvodnje v koraku kalibracije.


Za lažjo primerjavo lahko podam primer: Recimo da merimo pretok po klasični venturijevi metodi:
Slika
Razlike v tlakih P1-P2 v takem sistemu so ponavadi dokaj majhne, v rangu nekaj 10mBar. Sam tlak v sistemu pa je lahko velik, npr. če je to kompresorska napeljava je tipično 5-6 Bar. Za merjenje pretoka v takem sistemu torej ne rabimo 7Bar senzorja, ampak 10mBar senzor, ki pa mora zdržat do 7Bar sistemskega tlaka. Analogijo lahko potegnemo z meritvijo električnega toka na znanem uporu, kjer ne bomo uporabili dveh V-m in odštevali napetosti na 10V področju, ampak prestavimo V-m na mV področje in merimo na samem uporu mV napetosti.
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a VolkD » 07 Jun 2017, 11:11

Eno kratko vprašanje: Je to namenjeno za merjenje tlaka plinov in tekočin ?
Ali so za pline drugi kot za tekočine.
Pri tekočinah me zanima tudi obstojnost glede na pH.
Dokler bodo ljudje mislili, da živali ne čutijo bolečine, bodo živali čutile, da ljudje ne mislijowww.S5tech.net
Uporabniški avatar
VolkD
Administratorji strani
 
Prispevkov: 27873
Pridružen: 29 Dec 2014, 20:49
Kraj: Kačiče (Divača)
Zahvalil se je: 5183 krat
Prejel zahvalo: 3617 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 254

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a zanka » 07 Jun 2017, 11:17

Seveda se predpostavlja, da je tok v takšni cevi laminaren (cev dovolj dobro narejena). Pa tudi viskoznost skoraj ničelna. Verjetno je tako natančen, da zaznava tudi ta nihanja?

Kako pa je z medijem, katerega primerja; npr. kapljevine ipd. Bi „deloval“ tudi na vodo?
Uporabniški avatar
zanka
 
Prispevkov: 1809
Pridružen: 17 Mar 2016, 01:16
Kraj: Krško
Zahvalil se je: 93 krat
Prejel zahvalo: 154 krat
Uporabnika povabil: DusanK
Število neizkoriščenih povabil: 29

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a Obelix » 07 Jun 2017, 11:29

Se bo dalo dogovoriti za kak vzorec ? Rad bi se znebil "mikromanometra" (U-cevke) na sliki ;)
Priponke
P7020668.JPG
Obelix
 
Prispevkov: 639
Pridružen: 19 Jan 2015, 11:31
Kraj: Maribor
Zahvalil se je: 29 krat
Prejel zahvalo: 70 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 72

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a damo » 07 Jun 2017, 12:26

Kul. Verjetno en najmanjših senzorjev ;)
Dobrga štromarja samo slab šnops strese.
damo
 
Prispevkov: 561
Pridružen: 18 Jan 2015, 08:18
Kraj: okolica KK
Zahvalil se je: 46 krat
Prejel zahvalo: 71 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 17

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 12:32

VolkD je napisal/-a:Eno kratko vprašanje: Je to namenjeno za merjenje tlaka plinov in tekočin ?
Ali so za pline drugi kot za tekočine.
Pri tekočinah me zanima tudi obstojnost glede na pH.



Senzorji serije 8000 so namenjeni le nekorozivnim plinom. Medij gre mimo bondirnih žičk in ne sme kondenzirati ali biti agresiven. Materiali, ki so v stiku z medijem so epoxy, RTV (silikon), keramika, silicij, zlato in PBT.

Za tekočine so drugačni senzorji, ki morajo imeti od medija izolirane aktivne dele. Običajno se to dela s pomočjo kovinske membrane, prenosni medij pa je silikonsko olje. To si lahko predstavljamo kot majhen boben z ultra tanko jekleno membrano, ki je napolnjen z oljem, spodaj pa pima luknjico, na kateri sedi senzor tlaka. Ko zunanji medi pritisne na jekleno membrano, se tlak hidravlično prenese do senzorja tlaka, ki je potopljen v olje. To olje sicer ne vpliva na elektroniko in senzorski element. Izdelava takega senzorja tlaka seveda zahteva kar nekaj spretnosti. Že natočiti olje v ta "boben" brez mehurčkov je kar zahtevno opravilo. Potem je pa potrebno še zavariti jekleno narebrano folijo na jeklen debel obroč. To se ponavadi dela z laserskim varjenjem. Poleg senzorskega elementa je lahko v olju tudi ASIC. Električni priključek je lahko kar TO-xx podnožje, kot ga poznamo iz starih transistorskih ohišij. Lep primer je tule: http://www.keller-druck.com/picts/pdf/e ... line_e.pdf Žal je zaradi obilice tehnološko zahtevnih operacij tak senzor cenovno zelo visoko postavljen (ranga 100 eur). Druga slabost je, da je diferencialni senzor s tako tehnologijo ne dvakrat ampak nekajkrat zahtevnejši. Kitajci sicer delajo bližnjice, vendar so potem to zgolj indikatorji in ne merilni instrumenti, saj niso niti dolgoročno stabilni niti ponovljivi.

Pri nas smo ubrali malo drugačno pot in naredili senzor, ki ima upore "pokopane" v keramiki. To je serija 7000. Ker je električno aktivni del vezja zapečen v notranjosti keramičnega substrata, se lahko uporablja tekočine in agresivne medije neposredno v kontaktu s takim senzorjem. Ker je proti merjenemu mediju keramika z obeh strani membrane, je tak senzor tudi diferencialni, kar je prednost pred zgoraj opisanim s kovinsko membrano. Ima pa keramični dve slabosti: relativno nizko dovoljeno preobremenitev (cca. 2x nad max. delovnim tlakom) in dokaj visoko spodnjo mejo delovnih tlakov (z nekaj tehnološke čarovnije in izkušenj se da narediti 100mbar senzor, nižje pa je že kar eksotika).
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 12:33

zanka je napisal/-a:Seveda se predpostavlja, da je tok v takšni cevi laminaren (cev dovolj dobro narejena). Pa tudi viskoznost skoraj ničelna. Verjetno je tako natančen, da zaznava tudi ta nihanja?

Kako pa je z medijem, katerega primerja; npr. kapljevine ipd. Bi „deloval“ tudi na vodo?


Glej odgovor zgoraj.
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 12:34

Obelix je napisal/-a:Se bo dalo dogovoriti za kak vzorec ? Rad bi se znebil "mikromanometra" (U-cevke) na sliki ;)


Po sliki sodeč gre za cca. 10mbar področje (10cm vodnega stolpca). Lahko ti pošljem kak free sample za znanstvene namene.
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 12:51

damo je napisal/-a:Kul. Verjetno en najmanjših senzorjev ;)


Ja, če primerjaš diferencialne za SMD montažo je naš serije 8000 kar dober kandidat za najmanjšega. Obstaja še manjši od sensiriona SDP3x, ki pa deluje drugače: ima grelec in termometer. Od tlaka je odvisna konvekcija, kar potem deluje kot tlačni senzor. Taki senzorji so že skoraj mikrofoni, saj gredo v mikrobarsko področje. Žal pa tak senzor ni poceni in ima še ta problem, da mora biti skalibriran na specifično toploto medija (zato piše, da je samo za zrak in dušik).

Obstajajo seveda še zelo zelo majhni senzorji tlaka. Ti so nastali z namenom vgradnje v masovne proizvode (tulifoni - altimeter, tlak v pnevmatikah - pametni ventilčki) in podobno. To so res majhni čipi, ki imajo na enem kosu silicija tako asic kot senzorsko membrano. Zaradi preprostejše (bolj poceni) izdelave za masovne potrebe taki senzorji merijo le absolutni tlak. Ena stran membrane je hermetično zaprta komora, kjer je "skoraj" vakuum. Zapiranje te membrane se dogaja na 450°C v komori z nizkim tlakom in ko se ohladi na sobno temperaturo je tlak zelo nizek. Ker so ti čipi zelo majhni, so tudi zelo poceni, saj jih gre velko na eno rezino silicija. Tem seveda cenovno ne moremo konkurirat s "klasično" industrijsko tehnologijo. So pa to namenski senzorji tlaka, temperature (+ morda še vlage), ki jih je verjetno srečal že marsikdo na raznih arduino perifernih modulih (npr. BMP2xx). Ker tak senzor meri proti vakuumu, ima seveda omejitev le merjenje absolutnega tlaka. Če primerjam z zgoraj omenjenimi voltmetri, je to tako, kot bi imel na vseh instrumentih in usmernikih v dealvnici negativni pol vezan skupaj. Potem pa meri, kar lahko. Saj se da, samo je zelo nerodno.
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a krko » 07 Jun 2017, 15:09

ASIC tudi razvijate sami?

Razvijate v VHDL ali Verilog?
krko
 
Prispevkov: 972
Pridružen: 18 Jan 2015, 12:56
Kraj: Cerknica/Postojna
Zahvalil se je: 69 krat
Prejel zahvalo: 83 krat
Uporabnika povabil: gumby
Število neizkoriščenih povabil: 9

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a s54mtb » 07 Jun 2017, 17:38

ASIC je bolj v smislu "application specific", saj gre za strogo namenska vezja izkljucno za tovrstne aplikacije. Tega je kar nekaj, skupno ime pa je " sensor bridge signal conditioner". Dosti tega se najde pri TI, AD, in pri raznih manjsih proizvajalcih. Uporabniska stran je vecinoma znana in odprta, senzorska stran pa zahteva NDA.

Stvari postanejo zanimive, ko je potrebno kalibrirati vecje stevilo senzorjev naenkrat. Tako je npr. tipicen vmesnik skatla, ki upravlja z N x I2C, pri cemer je N tromestna cifra. Delo je zanimivo in zahteva vse, od strojnistva, programiranja do elektronike. Ce koga zanima, se lahko kaj zmenimo :)
s54mtb
 
Prispevkov: 8166
Pridružen: 15 Jan 2015, 01:10
Zahvalil se je: 1055 krat
Prejel zahvalo: 2601 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 62

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a VolkD » 07 Jun 2017, 18:49

Mene pa bolj zanima kakšna je cena takega senzorja in kje se ga da dobiti?
Dokler bodo ljudje mislili, da živali ne čutijo bolečine, bodo živali čutile, da ljudje ne mislijowww.S5tech.net
Uporabniški avatar
VolkD
Administratorji strani
 
Prispevkov: 27873
Pridružen: 29 Dec 2014, 20:49
Kraj: Kačiče (Divača)
Zahvalil se je: 5183 krat
Prejel zahvalo: 3617 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 254

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a zanka » 07 Jun 2017, 19:26

s54mtb je napisal/-a:... upravlja z N x I2C, pri cemer je N tromestna cifra.

pri čemer imajo vsi isti naslov.

Mimogrede, se za I2C odločate zaradi njegove razširjenosti? Zahteva kakšne licenčnine?
Uporabniški avatar
zanka
 
Prispevkov: 1809
Pridružen: 17 Mar 2016, 01:16
Kraj: Krško
Zahvalil se je: 93 krat
Prejel zahvalo: 154 krat
Uporabnika povabil: DusanK
Število neizkoriščenih povabil: 29

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a javr » 05 Mar 2018, 23:46

(mar. '18)
meriti želim podtlak v peči. Razpon je od 0-70Pa (7mm vodnega stolpca). Na hitro pogledano je to serija 3000 in/ali 4000. Ustrezni industrijski senzor podtlaka z izhodom 4-20mA = pribl. 140€ . Kakšne so cene tukaj ?
___
Uporabniški avatar
javr
 
Prispevkov: 1165
Pridružen: 17 Jan 2015, 22:06
Zahvalil se je: 57 krat
Prejel zahvalo: 92 krat
Uporabnika povabil: forest70
Število neizkoriščenih povabil: 21

Re: Nov miniaturni senzor tlaka

OdgovorNapisal/-a javr » 12 Mar 2018, 14:02

ali kdo ve za stikalo (on/off), ki bi reagiralo na manj kot 20Pa (0,2mbar) podtlaka ?
Trenutno uporabljam takšnega kjer je najmanjša nastavitev 20Pa, kar pa je preveč oziroma dejansko reagira že ko podtlak pade na 30Pa.
Priponke
30_pss.jpg
50_pss.jpg
___
Uporabniški avatar
javr
 
Prispevkov: 1165
Pridružen: 17 Jan 2015, 22:06
Zahvalil se je: 57 krat
Prejel zahvalo: 92 krat
Uporabnika povabil: forest70
Število neizkoriščenih povabil: 21


Vrni se na Senzorji

Kdo je na strani

Po forumu brska: 0 registriranih uporabnikov in 1 gost