Controllo Del Valore Di Lettura Pt100 - Calcolo statistico dei valori

[antstan]

Salve ragazzi,

Spero di essere nel forum giusto...

Ho una bella gatta da pelare...

Mi hanno chiesto di effettuare la rilevazione della temperatura attraverso sonde PT100 con delle schede di ingresso analogiche montate su schede PC-104.

Il problema è che che queste schede hanno solo ingressi analogici in tensione. Le PT100 sono a tre fili.

Allora ho connesso la PT100 ad un partitore di di tensione:

- Alimentazione 5 V

- resistenza 100 ohm connessa ad un polo della sonda

- ritorno del polo al positivo dell'in analogico

- ritorno della sonda sul ground della scheda

In questo modo calcolo la resistenza della sonda e poi attraverso la formula Req = Ro + ARo * T ricavo il vaolre della temperatura.

Concettualmente dovrebbe andare ma errori sul valore di lettura di 0,4 ohm mi fanno sballare l'applicazione di un grado. Il problema è che i disturbi di tensione rilevati mi fanno oscillare il calcolo della resistenza anche di 0, 5 ohm causando delle letture che oscillano e non sono stabili.

Ho anche provato a fare delle medie dei valori letti ogni secondo ma nulla da fare anche lì i risultati oscillano...

C'è da dire che anche a morsettiera vuota, senza nessun cavo connesso, i valori letti dalle analogiche oscillano anche di decine di millivolt attorno lo zero...

Quindi credo che i disturbi siano semplici rumori elettromagnetici.

Che algoritmo software potrei utilizzare per stabilizzare la lettura? mi spiego meglio posso fare una lettura ogni 10 mS accumulare i valori e fare una media. Con una media normale non risolvo il problema...

Che tipo di media potrei utilizzare ? che ne so una media pesata ? Come impostarla?

Vi ringrazio anticipatamente.

[adross]

Collega le pt100 a dei moduli convertitori elettronici già presenti sul mercato e che costano poco.

Ingresso pt100 uscita 0-10VDC.

[meda75]

HA RAGIONE ADROSS.

MA CHE TIPO DI CONTROLLO DEVI ESEGUIRE , HAI BISOGNO DI UNA LETTURA PRECISISSIMA OPPURE PUOI PERMETTERTI

DI CREARE UN TREND? SE DEVI CREARE UN TREND NON PREOCCUPARTI DELLA PRECISIONE, SE INVECE GESTISCI QUALCOSA DI MOLTO DELICATO , TI CONSIGLIO DI GUARDARE IL MANUALE DELLA SCHEDA E PRIMA DI TUTTO TENTARE UNA LINEARIZZAZIONE DEL SEGNALE.

PER QUANTO RIGUARDA I CANALI VUOTI E' NORMALE , SE PROPRIO TI DANNO FASTIDIO DISABILITALI OPPURE VEDI A SCHEMA ELETTRICO SE DEVI METTERE UN PONTICELLO(ATTENTO!)

[rguaresc]

Intendi mettere 100 Ohm fissi in serie alla PT100. A 0 °C la corrente di polarizzazione sarebbe 5 /200 = 25 mA troppo grande, scalderebbe la sonda di vari gradi, di solito si usano 0,5 ... 2 mA circa o anche meno per sonde molto piccole.

La PT100 varia di resistenza con la temperatura quindi la corrente di polarizzazione cambierebbe e ti complicherebbe il calcolo per estrarre la temperatura dovresti fare una sorta di loop del tipo: tentare una temperatura, leggere la R della PT100 dalla tabella standard, calcolare la tensione sulla PT100, confrontarla con la tensione misurata e in funzione del risultato modificare la temperatura di tentativo

In definitiva vale il consiglio al posto #2

[accacca]

Fermo restando che l'hw deve avere le caratteristiche minime richieste dall'applicazione io per il sw proverei a farei così

Acquisisci valori per 100ms o 1sec scarta minimo e massimo e calocla la media .

Su questi valori mediati sul breve periodo applichi una media più lunga in altre parole fai la media della media però il tempo di risposta del sistema non è dei migliori.

Se hai canali multiplexati per ogni misura fai due o tre acquisizioni in sequenza oppure commuta sul canale attendi tempo e poi misura

Commutando il canale in ingresso all'A/D devi dare tempo al sample & hold di caricarsi alla tensione corretta.

[antstan]

Salve,

Vi ringrazio per le risposte.

Allora le specifiche di progetto riportano quanto segue:

- Visualizzazione temperatura di diverse vasche in oleifici;

- Visualizzazione statistica delle temperature rispetto ai lotti in ingresso alla produzione

- Storico rispetto ai lotti, orario di produzione etc etc

- Stampa di rilevazione delle temperature per ogni lotto

- In futuro aggancio al software gestionale aziendale

- Costo ridottissimo: anche 100 euri in più enficerebbe l'applicazione

Questo perchè si prevede che commercialmente i pezzi venduti saranno molti.

Detto questo mi son detto ci vuole un PC di sicuro. Inserire un PLC sarebbe oneroso quindi il risultato è:

- Scheda PC-104

- Scheda analogica di input

Tuttavia la scheda disponibile non è fatta a hoc per le PT100.

Collega le pt100 a dei moduli convertitori elettronici già presenti sul mercato e che costano poco.

Ingresso pt100 uscita 0-10VDC.

Potrebbe essere un'idea ma le sonde connesse potrebbero anche essere più di 5 quindi "costano poco" * 5

MA CHE TIPO DI CONTROLLO DEVI ESEGUIRE , HAI BISOGNO DI UNA LETTURA PRECISISSIMA OPPURE PUOI PERMETTERTI

DI CREARE UN TREND? SE DEVI CREARE UN TREND NON PREOCCUPARTI DELLA PRECISIONE, SE INVECE GESTISCI QUALCOSA DI MOLTO DELICATO , TI CONSIGLIO DI GUARDARE IL MANUALE DELLA SCHEDA E PRIMA DI TUTTO TENTARE UNA LINEARIZZAZIONE DEL SEGNALE.

PER QUANTO RIGUARDA I CANALI VUOTI E' NORMALE , SE PROPRIO TI DANNO FASTIDIO DISABILITALI OPPURE VEDI A SCHEMA ELETTRICO SE DEVI METTERE UN PONTICELLO(ATTENTO!)

La lettura dovrebbe essere precisa al decimo di grado.

Ovviamente i tempi possono essere lenti, l'importante è avere letture stabili.

Per quanto riguarda il manuale della scheda l'ho riletto 100 volte e non ha controlli sulla linearizzazione anche se non mi è ben chiaro quello che intendi.

Non mi danno fastidio i canali vuoti ma anche a vuoto rilevo gli stessi disturbi che ho nella misura

Intendi mettere 100 Ohm fissi in serie alla PT100. A 0 °C la corrente di polarizzazione sarebbe 5 /200 = 25 mA troppo grande, scalderebbe la sonda di vari gradi, di solito si usano 0,5 ... 2 mA circa o anche meno per sonde molto piccole.

Questo l'ho capito ieri facendo le prove... Chiamando l'ufficio tecnico dei fornitori della scheda mi hanno risposto che loro utilizzano una costante da sottrarre via software per far si che la temperatura coincida con la reale.

tentare una temperatura, leggere la R della PT100 dalla tabella standard, calcolare la tensione sulla PT100, confrontarla con la tensione misurata e in funzione del risultato modificare la temperatura di tentativo

Puoi spiegarti meglio ?

Acquisisci valori per 100ms o 1sec scarta minimo e massimo e calocla la media .

Su questi valori mediati sul breve periodo applichi una media più lunga in altre parole fai la media della media però il tempo di risposta del sistema non è dei migliori.

Stavo pensando ad un accrocco del genere ma non credo abbia senso scartare il solo valore minimo e massimo, dovrei scartare i massimi e minimi relativi ma non so come procedere...

Attualmente con un software scritto in VB riesco ad ottenere 100 letture al secondo facendo la media sulle letture ottengo delle oscillazioni di 1 grado sul valore di lettura finale.

Credo che potrebbe essere utile applicare un "foltro" software tipo bessel o altro ai valori campionati in modo da scartare le frequenze dei disturbi ma sono in alto mare in questo senso.

Consigli?

[rguaresc]

L'ingresso analogico ha il filtro antidisturbo per i 50 Hz? Se no questa potrebbe essere una causa importante di variazione della lettura, perche' i disturbi sono soprattutto a 50 Hz.

Per filtrarli via sw potresti fare la media delle letture acquisite in un tempo di 20 ms esatti.

[antstan]

L'ingresso analogico ha il filtro antidisturbo per i 50 Hz? Se no questa potrebbe essere una causa importante di variazione della lettura, perche' i disturbi sono soprattutto a 50 Hz.

Per filtrarli via sw potresti fare la media delle letture acquisite in un tempo di 20 ms esatti.

Per il momento la massima velocità di lettura è di 10 ms --> 2 letture un pò poco per una media.

Da manuale scheda filtri sugli in analogici non ce ne sono...

Anche via software non ci sono impostazioni di filtraggio.

Però potrei metterlo io ? non so un condensatore o altro.

Che ne dite?

[Livio Orsini]

Le PT100 sono lineari in un range ristretto di temperatura; grosso modo si possono considerare lineari tra 0 e 150-200^o, dipende dalla precisione richiesta; per gamma di temperatura più estesa devi prevedere una compensazione, compensazione che puoi effettuare tranquillamente importando neol tuo software la tabella di corrispondenza resistenza-temperatura.

Io ti consiglio vivamente di usare moduli specifici per PT100, già previsti per 3 fili (il 3 filo serve a compensare la resistenza dei conduttori che non è trascurabile in questo caso). Io solitamente uso questi, però ci sono altri produttori Italiani come seneca.

Se invece ti vuoi costruire l'interfaccia devi usare un generatore di corrente costante per alimentare la sonda, sonda che andrà inserita in un circuito a ponte o a semiponte, con altre resitenze da 100 ohm ad alta stabilità. La corrente di alimentazione è, generalmente, dell'ordine del milli ampére per evitare autoriscaldamento della zona.

Ovviamente se usi un modulo d'interfaccia per PT100, tutto questo è già previsto.

Se interfacci la sonda correttamente, è probabile (95%) che i disturbi che lamenti spariscano

Modificato: 28 settembre 2007 da Livio Orsini

[antstan]

Ciao Livio,

Ho contattato i fornitori indicati nel link. Pensavo di utilizzare il DAT3014. Dovrebbe fornirmi i valori direttamente su seriale e senza impicci.

Spero almeno di rientrarci con i costi...