SDS 2PR: ADC vstupy a kalibrace: Porovnání verzí
(Založena nová stránka s textem „ Tato stránka má význam pro HW SDS Druhé Produktové Řady - viz seznam. Vše co je na této stránce uvedeno, lze aplikovat jen na SDS Druhé Produkt…“) |
|||
Řádek 1: | Řádek 1: | ||
Tato stránka má význam pro HW SDS Druhé Produktové Řady - viz seznam. | Tato stránka má význam pro HW SDS Druhé Produktové Řady - viz seznam. | ||
− | Vše co je na této stránce uvedeno, lze aplikovat jen na SDS Druhé Produktové Řady, tedy, BIG, SMALL, STSW, MBGW atd. | + | Vše co je na této stránce uvedeno, lze aplikovat jen na SDS Druhé Produktové Řady, tedy, BIG, BIG2, SMALL, STSW, MBGW atd. |
== Nastavení převodu digitální hodnoty na fyzikální veličinu == | == Nastavení převodu digitální hodnoty na fyzikální veličinu == | ||
Řádek 17: | Řádek 17: | ||
== Další vlastnosti == | == Další vlastnosti == | ||
− | Zařízení SDS druhé řady (BIG, SMALL, STSW) provádí aktualizaci měření 25x za jednu vteřinu. Každá aktualizace se skládá z 32 mezi-měření, které jsou zprůměrovány, a výsledek je tedy 25x za vteřinu poskytnut uživateli (web, M2M, FULL-C). | + | Zařízení SDS druhé řady (BIG, BIG2, SMALL, STSW) provádí aktualizaci měření 25x za jednu vteřinu. Každá aktualizace se skládá z 32 mezi-měření, které jsou zprůměrovány, a výsledek je tedy 25x za vteřinu poskytnut uživateli (web, M2M, FULL-C). |
Zařízení SDS jsou v základu osazeny na svých A/D vstupech, operačními zesilovači zapojenými jako napětové sledovače, které zaručují vhodné vlastnosti všech analogových vstupů (ty tak mají dostatecně vysokou impedanci, aby neovlivňovali měřený obvod). | Zařízení SDS jsou v základu osazeny na svých A/D vstupech, operačními zesilovači zapojenými jako napětové sledovače, které zaručují vhodné vlastnosti všech analogových vstupů (ty tak mají dostatecně vysokou impedanci, aby neovlivňovali měřený obvod). | ||
Řádek 97: | Řádek 97: | ||
FULL-C INDEX: | [311] (float) | [312] | [313] | [314] | [315] | [316] | [317] | [318] | | FULL-C INDEX: | [311] (float) | [312] | [313] | [314] | [315] | [316] | [317] | [318] | | ||
--------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| | ||
+ | |||
BIG: | Odporový Vstup | Vnější Zdroj | Vnitřní +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | AI-5 | | BIG: | Odporový Vstup | Vnější Zdroj | Vnitřní +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | AI-5 | | ||
ROZSAH: | 10 až 7700 ohm | 2V až 33V | bude uveden | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | | ROZSAH: | 10 až 7700 ohm | 2V až 33V | bude uveden | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | | ||
+ | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| | ||
+ | |||
+ | BIG2: | Odporový Vstup | Vnější Zdroj | Vnitřní +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | AI-5 | | ||
+ | ROZSAH: | 10 až 7700 ohm | 2V až 41V | bude uveden | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | | ||
--------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| | ||
Řádek 106: | Řádek 111: | ||
STSW rev2: | Odporový Vstup | Vnitřní +3V3 | Vnější +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | nedostupné | GND | | STSW rev2: | Odporový Vstup | Vnitřní +3V3 | Vnější +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | nedostupné | GND | | ||
+ | ROZSAH: | bude uveden | 0.0V až 6.6V | 0.0V až 10.0V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | vždy 0.0V | | ||
+ | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| | ||
− | STSW rev3: | Odporový Vstup | Vnitřní +3V3 | Vnější +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | GND | | + | STSW rev3: | Odporový Vstup | Vnitřní +3V3 | Vnější +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | GND | |
− | |||
ROZSAH: | bude uveden | 0.0V až 6.6V | 0.0V až 10.0V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | vždy 0.0V | | ROZSAH: | bude uveden | 0.0V až 6.6V | 0.0V až 10.0V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | vždy 0.0V | | ||
− | + | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| | |
Jak lze z tabulky vidět, uživatel má k dispozici vnitřní signály (+5V, +3V3) a vnější signály (odporový vstup, napájení, vstupy AI-1 až AI-5). Povolené rozsahy se také liší, podle typu SDS. | Jak lze z tabulky vidět, uživatel má k dispozici vnitřní signály (+5V, +3V3) a vnější signály (odporový vstup, napájení, vstupy AI-1 až AI-5). Povolené rozsahy se také liší, podle typu SDS. | ||
Řádek 158: | Řádek 164: | ||
− | == Kalibrační tabulka SDS-BIG == | + | == Kalibrační tabulka SDS-BIG a SDS-BIG2 == |
+ | |||
+ | '''VP''' - interní měření napájecího napětí na vstupních svorkách | ||
+ | |||
+ | Kalibrace je provedena tak, aby došlo k přepočtu napětí, měřeného fyzicky na vstupních napájecích svorkách PWR IN. Zahrnuje tedy všechny VNITŘNÍ (skryté) úbytky (např. na usměrňovacím můstku). Měření je provedeno za vnitřním usměrňovačem, a proto je možné vidět DC hodnotu i v případě napájení AC napětím. Měření je provedeno děličem. | ||
+ | |||
+ | BIG1 - dělič: R41 = 180k / R45 = 20k - maximum 33Vdc | ||
+ | |||
+ | BIG2 - dělič: R48 = 220k / R52 = 20k - maximum 40Vdc | ||
+ | |||
+ | Firmware automaticky pozná, jestli se jedná o desku BIG1 nebo BIG2 (a další varianty BIG2) - a podle toho použije příslušnou kalibraci. | ||
+ | |||
− | '''AI1 až AI5''' - napěťové vstupy SDS-BIG (HW rev1: dělič 91k/10k, OZ AD8630) | + | '''AI1 až AI5''' - napěťové vstupy SDS-BIG (HW rev1: dělič 91k/10k, OZ AD8630) a SDS-BIG2 |
ZAPOJENÍ: vnější zdroj DC napětí připojen na svorky, GND zdroje a SDS propojeno | ZAPOJENÍ: vnější zdroj DC napětí připojen na svorky, GND zdroje a SDS propojeno | ||
Řádek 198: | Řádek 215: | ||
− | '''Rin''' - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) | + | '''Rin''' - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) a SDS-BIG2 |
ZAPOJENÍ: měření pasivního odporu (rezistor nebo podobný prvek, připojený přímo ke svorkám Rin) | ZAPOJENÍ: měření pasivního odporu (rezistor nebo podobný prvek, připojený přímo ke svorkám Rin) | ||
Řádek 260: | Řádek 277: | ||
− | '''Rin''' - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) | + | '''Rin''' - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) a SDS-BIG2 |
ZAPOJENÍ: měření teploty pomocí čidla KTY81/220 (čidlo připojeno přímo na svorky Rin) | ZAPOJENÍ: měření teploty pomocí čidla KTY81/220 (čidlo připojeno přímo na svorky Rin) | ||
Řádek 310: | Řádek 327: | ||
− | '''Rin''' - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) | + | '''Rin''' - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) a SDS-BIG2 |
ZAPOJENÍ: měření teploty pomocí čidla Pt1000-3850 (Sensit CZ) (čidlo dvoudrátově připojeno přímo na svorky Rin) | ZAPOJENÍ: měření teploty pomocí čidla Pt1000-3850 (Sensit CZ) (čidlo dvoudrátově připojeno přímo na svorky Rin) |
Verze z 29. 12. 2022, 18:40
Tato stránka má význam pro HW SDS Druhé Produktové Řady - viz seznam.
Vše co je na této stránce uvedeno, lze aplikovat jen na SDS Druhé Produktové Řady, tedy, BIG, BIG2, SMALL, STSW, MBGW atd.
Nastavení převodu digitální hodnoty na fyzikální veličinu
Všechny SDS Druhé Produktové Řady mají svůj vnitřní A/D převodník (převádí analogovou hodnotu na digitální veličinu). Digitální výsledek převodu (surové číslo = "raw") odpovídá napětí, které je na vstup převodníku přivedeno.
Protože obvykle uživatel chce vidět právě hodnotu napětí (nebo hodnotu jiné, odpovídající veličiny), nikoliv nic-neříkající digitální číslo (raw), je potřeba dále provést přepočet.
Přepočet mezi digitální (raw) hodnotou z převodníku, a skutečnou fyzikální veličinou (např. Volty), provádí právě SDS ve svém firmware, a to neustále a na základě vašeho nastavení.
Je na každém majiteli / uživateli zařízení SDS, aby zařízení nastavil tak, aby přepočet odpovídal tomu, co k jednotlivým vstupů do SDS připojil.
Další vlastnosti
Zařízení SDS druhé řady (BIG, BIG2, SMALL, STSW) provádí aktualizaci měření 25x za jednu vteřinu. Každá aktualizace se skládá z 32 mezi-měření, které jsou zprůměrovány, a výsledek je tedy 25x za vteřinu poskytnut uživateli (web, M2M, FULL-C).
Zařízení SDS jsou v základu osazeny na svých A/D vstupech, operačními zesilovači zapojenými jako napětové sledovače, které zaručují vhodné vlastnosti všech analogových vstupů (ty tak mají dostatecně vysokou impedanci, aby neovlivňovali měřený obvod).
V případě osazením OZ chipy AD8630 je nulový offset pouze 1uV (jeden mikrovolt), a teplotní chyba 0.005uV/1degC (pět nanovoltů na jeden stupeň Celsia změny teploty), obojí plně stabilní v celém rozsahu -40degC až do +125degC. Takové osazení je potřebné pro SDS kde je potřeba měřit napětí v celém rozsahu.
POZOR
Upozornění uživatelům.
Některé SDS (BIG) jsou z výroby osazeny jiným OZ chipem - (tedy namísto AD8630) jsou tam zapájeny chipy LMV324. Pro všechna běžná použití to obecně nevadí.
Je nutné komunikovat s výrobcem ohledně toho, jak chcete aby vaše SDS bylo sestaveno, tedy mj. které z těchto čipů tam má být.
Použití alternativy, tedy LMV324, způsobuje posun spodní hranice měření napětí na všech vnějších AD vstupech (ADin, Rin), a to o cca 0.4V nahoru, a s potřebou dodatečné programové korekce výsledku.
Jinými slovy, SDS osazené LMV324 neumožňuje měřit napětí na vstupu v rozsahu od 0V do zhruba 400mV (tedy zhruba 50 raw ADC jednotek) při standardním osazeném rezistorovém děliči (91/10).
Firmware SDS umožňuje provést vlastní kompenzaci chyby LMV324, je ale potřeba tuto kompenzaci povolit ve webové administraci SDS.
V případě, kdy chcete měřit (a) naprosto přesně nebo (b) úplně blízko u 0.000V, pak tedy jednoznačně potřebujete SDS které je osazeno kvalitními chipy AD8630.
Ve všech ostatních případech by použití LMV324 nemělo vadit, je potřeba ale SDS správně nakonfigurovat.
Je-li v SDS aktivní kompenzace chyby LMV324, pak se pro kalibraci použijí identické parametry (Fx) jako v případě že by SDS bylo osazeno AD8630.
To zda-li máte SDS osazené LMV324 nebo AD8630, zjistíte jednak prohlídkou hardware, nebo také jednoduše ve webovém rozhraní podle následujícího postupu: pokud na stránce "Inputs Status" vidíte u jednotlivých AD vstupů významně nenulové hodnoty, i když jsou právě dané vstupy nezapojeny (nebo i když jsou přímo spojeny na GND) (tedy například uvidíte tam toto: "0.407V (raw: 50)"), a současně je "kompenzace LMV324" ve webové administraci vypnutá, pak je zcela jistě vaše SDS osazeno LMV324.
Pozn. funkce SDS - oprava chyby LMV324 - funguje nezávisle na hodnotách odporů v jednotlivých rezistorových děličích. Funkce je založena na provedené charakterizaci chipu LMV324, určení jeho odchylek (chyb) daných principem chipu; a SDS tedy provádí matematickou opravu této chyby. Prakticky dochází k opravě raw hodnot A/D převodu v oblasti raw 0 až raw 150, kde právě LMV324 způsobuje citelnou chybu. Jak se tyta oblast raw přenáší na rozpětí vstupních napětí na A/D vstupu zařízení SDS závisí pak na hodnotách v děliči, u výchozího děliče (91/10) je to rozsah 0V až cca 2V.
Aktivací kompenzační funkce pro LMV324 tak získáte ze svého SDS (osazeného LMV324) prakticky odpovídající SDS jako by bylo osazeno AD8630, byť je zde stále omezení přesnosti měření v rozsahu vstupu (opět pro dělič 91/10) od 0V do cca 400mV. Pokud potřebujete přesněji měřit i v tomto rozsahu, pak už nezbytně potřebujete SDS osazené skutečným AD8630, tady už matematická oprava nepomůže.
Příklad
SDS-BIG je z výroby zapojeno tak, že na A/D vstupech měří přivedené DC napětí, tzn. vstup AI1 (až AI5) v rozsahu 0V až 33V (pozor - nikdy nesmíte překročit maximum dané osazeným děličem).
Pokud uživatel připojí externí sériový rezistor, může tento rozsah zvýšit. Nebo pokud se provede zase jiný zásah (změna vnitřního děliče), pak je možné zase rozsah snížit.
Nesmí se ale přivést napětí nižší než 0V (vše měřeno vůči GND svorce u A/D vstupů), nebo napětí vyšší než maximum dané děličem (může dojít ke zničení SDS).
A/D převodník funguje tak, že celý uvedený rozsah vyjádří v 4096 krocích (12-bit rozlišení, platí pro SDS-BIG, SDS-SMALL a SDS-MODUL-STSW) (pozor, pro SDS První Produktové Řady je to jen 1024 kroků, tj. 10-bit rozlišení).
Protože před samotným A/D převodníkem, uvnitř SDS, je zapojen rezistorový dělič, můžeme celý rozsah libovolně měnit - ale vždy nám bude rozdělen právě na 4096 úseku, které je možné změřit.
Pokud je na vstup děliče přivedené napětí 0V, je výsledná digitální hodnota 0 (v realitě tam bude číslo vyšší, viz poznámka nahoře, ale z principu je to 0). Pokud je přivedené napětí 33V, je digitální hodnota 4095. Pokud je přivedené napětí 16.5V, je digitální hodnota 2047. A tak dále.
Změnou zapojení děliče (úprava hodnot osazených rezistorů, nebo jednodušeji jen přidáním externího sériového rezistoru) lze měřící rozsah změnit.
Vnitřní zapojení SDS-BIG
Podobné zapojení je použito i pro SDS-SMALL, kde jsou ale jiné hodnoty součástek (rezistorový dělič). Modul SDS-STSW je opět zapojen zcela podobně, rozdílem je umístění děliče zcela mimo desku SDS-STSW.
Klíčová informace zde je to, že GND je společná pro všechny vstupy, a že je propojená s vnitřní GND (připojená přes diody na hlavní napájecí zdroj, viz schema).
Kalibrační tabulky
Pro zařízení SDS-BIG a SDS-STSW byly sestaveny tabulky, které ukazují, pro jaké napětí přivedené na vstup zařízení SDS, jsou poskytnuty odpovídající digitální hodnoty jako výsledek A/D převodu.
Protože jsou k dispozici dva typy vstupů (napěťový a odporový), je zde tabulek více - vždy se musíte podívat, ke kterému konkrétnímu vstupu ta která tabulka patří.
Kalibrace jsou sestaveny pro SDS osazené čipem AD8630. Pokud máte SDS osazené LMV324, musíte současně aktivovat kompenzaci chyby LMV324, aby šlo použít stejné kalibrace!
Pozn. pro SDS první řady je kalibrace odlišná (a není zde uvedena), než pro SDS druhé řady (BIG, SMALL a STSW).
SDS druhé řady
Zapojení vstupů (BIG, SMALL, STSW):
FULL-C INDEX: | [431] (uint) | [432] | [433] | [434] | [435] | [436] | [437] | [438] | FULL-C INDEX: | [311] (float) | [312] | [313] | [314] | [315] | [316] | [317] | [318] | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| BIG: | Odporový Vstup | Vnější Zdroj | Vnitřní +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | AI-5 | ROZSAH: | 10 až 7700 ohm | 2V až 33V | bude uveden | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| BIG2: | Odporový Vstup | Vnější Zdroj | Vnitřní +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | AI-5 | ROZSAH: | 10 až 7700 ohm | 2V až 41V | bude uveden | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | 0.0V až 33.0V | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| SMALL: | Odporový Vstup | Vnitřní +3V3 | Vnější +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | nedostupné | GND | ROZSAH: | bude uveden | 0.0V až 6.6V | 0.0V až 10.0V | 0.0V až 75V | 0.0V až 75V | 0.0V až 75V | vždy 0.0V | vždy 0.0V | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| STSW rev2: | Odporový Vstup | Vnitřní +3V3 | Vnější +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | nedostupné | GND | ROZSAH: | bude uveden | 0.0V až 6.6V | 0.0V až 10.0V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | vždy 0.0V | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------| STSW rev3: | Odporový Vstup | Vnitřní +3V3 | Vnější +5V | AI-1 | AI-2 | AI-3 | AI-4 | GND | ROZSAH: | bude uveden | 0.0V až 6.6V | 0.0V až 10.0V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | 0.0V až 3.3V | vždy 0.0V | --------------|-------------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|
Jak lze z tabulky vidět, uživatel má k dispozici vnitřní signály (+5V, +3V3) a vnější signály (odporový vstup, napájení, vstupy AI-1 až AI-5). Povolené rozsahy se také liší, podle typu SDS.
Poznámka k SDS-MODUL-STSW: protože STSW je modul pro vestavbu do zařízení, neobsahuje STSW rezistorový dělič (tak jak ho v sobě má BIG), předpokládá se, že jej vždy implementuje koncový uživatel. Příkladem je modul SDS-SMALL, který je postaven na základě STSW, a má doplňující rezistorový dělič.
"Odporový Vstup" vyžaduje napájení, aby mohl fungovat (měřený externí odpor je potřeba připojit na zdroj napětí, aby se dala určit hodnota odporu) - toto je plně realizováno uvnitř SDS-BIG (a SDS-SMALL), takže můžete na svorky SDS-BIG (a SDS-SMALL) přímo připojit měřený odpor.
Pozor však u SDS-MODUL-STSW, kde tato napájecí elektronika není součástí implementace - je to na vás, jako integrátoru modulu STSW (viz uživatelské schéma od STSW).
Způsob kalibrace
Kalibrace je do zařízení nahrána při výrobě. Jakmile však uživatel změní měřící rozsah (což samozřejmě může udělat), je potřeba změnit nastavení zařízení SDS.
1. Sestaví se tabulka (měřením - pro vhodný počet kroků přivedeného napětí na vstup se zapíše odpovídající RAW hodnota)
2. Regresně se sestaví převodní rovnice (výsledkem jsou hodnoty F0 až F6) - lze využít FULLC.exe aplikaci
3. Údaje F6 až F0 se zapíší do SDS (webové rozhraní) pro daný A/D vstup
Sestavení tabulky si musí provést uživatel sám, protože jen konkrétní uživatel má svou vlastní sestavu a jen takový uživatel může provést své vlastní měření.
Sestavení tabulky spočívá v postupném procházení všech možných hodnot veličiny na vstupu (např. přivedené napětí na A/D vstup) a zápisem odpovídající digitální (raw) hodnoty.
Jakmile je tabulka sestavena, lze použít nástroj (regrese v rámci FULLC.exe) a sestavit výslednou převodní rovnici.
raw = digitální hodnota z A/D uživatelem poskytnutá kalibrace = údaje F6 až F0 pro daný vstup výsledek = F6×(raw)^6 +F5×(raw)^5 +F4×(raw)^4 +F3×(raw)^3 +F2×(raw)^2 +F1×(raw)^1 +F0
Rovnice přímo popisuje to, co se uvnitř SDS dějě: SDS přečte digitální hodnotu z A/D (tj. "raw", od 0 do 4095). Tuto hodnotu dosadí do rovnice, a výsledek je údaj, který je reprezentován v jednotkách, které si uživatel zvolil (např. Volty).
Tento princip je univerzální, a používá se pro zcela všechny analogové vstupy (převod "raw" na hodnotu odporu, napětí, a jakékoliv jiné jednotky, podle připojeného čidla).
Datum provedení kalibrace
Kalibrační údaje na této stránce byly změřeny dne 28.května.2015 - na základním zapojení modulů SDS, s měřícími přístroji Fluke-185 s platným kalibračním listem.
Kalibrační tabulka SDS-BIG a SDS-BIG2
VP - interní měření napájecího napětí na vstupních svorkách
Kalibrace je provedena tak, aby došlo k přepočtu napětí, měřeného fyzicky na vstupních napájecích svorkách PWR IN. Zahrnuje tedy všechny VNITŘNÍ (skryté) úbytky (např. na usměrňovacím můstku). Měření je provedeno za vnitřním usměrňovačem, a proto je možné vidět DC hodnotu i v případě napájení AC napětím. Měření je provedeno děličem.
BIG1 - dělič: R41 = 180k / R45 = 20k - maximum 33Vdc
BIG2 - dělič: R48 = 220k / R52 = 20k - maximum 40Vdc
Firmware automaticky pozná, jestli se jedná o desku BIG1 nebo BIG2 (a další varianty BIG2) - a podle toho použije příslušnou kalibraci.
AI1 až AI5 - napěťové vstupy SDS-BIG (HW rev1: dělič 91k/10k, OZ AD8630) a SDS-BIG2
ZAPOJENÍ: vnější zdroj DC napětí připojen na svorky, GND zdroje a SDS propojeno napětí na vstupu digitální hodnota (raw) ------------------------|------------------------------------------ 0.1V | 12 0.2V | 25 0.5V | 62 -----------------------|------------------------------------------ 0.8V | 98 1.0V | 122 1.5V | 184 2.0V | 245 -----------------------|------------------------------------------ 5.0V | 614 7.5V | 921 10.0V | 1229 12.5V | 1536 -----------------------|------------------------------------------ 15.0V | 1843 20.0V | 2458 30.0V | 3688 -----------------------|------------------------------------------ Převodní rovnice: napětí = +1.66528718511675E-21*(raw^6) -1.25590844170449E-17*(raw^5) +2.65338197458429E-14*(raw^4) +1.07350797918577E-13*(raw^3) -5.03616294810546E-8*(raw^2) +0.00817533107719809*(raw^1) -0.00123199711497968 Konfigurace SDS-BIG (web-admin): F6 = +1.66528718511675E-21 F5 = -1.25590844170449E-17 F4 = +2.65338197458429E-14 F3 = +1.07350797918577E-13 F2 = -5.03616294810546E-8 F1 = +0.00817533107719809 F0 = -0.00123199711497968
Rin - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) a SDS-BIG2
ZAPOJENÍ: měření pasivního odporu (rezistor nebo podobný prvek, připojený přímo ke svorkám Rin) odpor připojený k Rin digitální hodnota (raw) ------------------------|------------------------------------------ 10 ohm | 16 20 ohm | 31 30 ohm | 47 40 ohm | 63 -----------------------|------------------------------------------ 50 ohm | 78 60 ohm | 93 70 ohm | 109 80 ohm | 124 -----------------------|------------------------------------------ 90 ohm | 139 100 ohm | 154 500 ohm | 702 1000 ohm | 1259 -----------------------|------------------------------------------ 1200 ohm | 1452 1500 ohm | 1715 2000 ohm | 2091 2200 ohm | 2224 -----------------------|------------------------------------------ 2500 ohm | 2409 2800 ohm | 2576 3000 ohm | 2686 3200 ohm | 2784 -----------------------|------------------------------------------ 3500 ohm | 2921 3800 ohm | 3047 4000 ohm | 3123 4200 ohm | 3198 -----------------------|------------------------------------------ 4500 ohm | 3304 4800 ohm | 3403 5000 ohm | 3465 6000 ohm | 3735 -----------------------|------------------------------------------ 7000 ohm | 3959 7200 ohm | 3999 7500 ohm | 4054 7600 ohm | 4072 -----------------------|------------------------------------------ 7700 ohm | 4094 -----------------------|------------------------------------------ Převodní rovnice: odpor = +1.99156825565969E-18*(raw^6) -1.65453709037569E-14*(raw^5) +6.33889089676753E-11*(raw^4) -8.86561288277864E-8*(raw^3) +0.000189215081774441*(raw^2) +0.604319636082622*(raw^1) +1.6360816319384 Konfigurace SDS-BIG (web-admin): F6 = +1.99156825565969E-18 F5 = -1.65453709037569E-14 F4 = +6.33889089676753E-11 F3 = -8.86561288277864E-8 F2 = +0.000189215081774441 F1 = +0.604319636082622 F0 = +1.6360816319384
Rin - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) a SDS-BIG2
ZAPOJENÍ: měření teploty pomocí čidla KTY81/220 (čidlo připojeno přímo na svorky Rin) teplota čidla KTY81/220 digitální hodnota (raw) --------------------------|------------------------------------------ -55 degC | 1239 -50 degC | 1289 -40 degC | 1391 -30 degC | 1495 -------------------------|------------------------------------------ -20 degC | 1603 -10 degC | 1709 0 degC | 1819 10 degC | 1928 -------------------------|------------------------------------------ 20 degC | 2037 25 degC | 2091 30 degC | 2145 40 degC | 2253 -------------------------|------------------------------------------ 50 degC | 2360 60 degC | 2464 70 degC | 2569 80 degC | 2671 -------------------------|------------------------------------------ 90 degC | 2776 100 degC | 2873 110 degC | 2967 120 degC | 3054 -------------------------|------------------------------------------ 125 degC | 3093 130 degC | 3127 140 degC | 3186 150 degC | 3228 -------------------------|------------------------------------------ Převodní rovnice: teplota = +2.2758719200737E-17*(raw^6) -2.87129645542293E-13*(raw^5) +1.48173817505793E-9*(raw^4) -3.99578657994844E-6*(raw^3) +0.0059284206691288*(raw^2) -4.48856739370058*(raw^1) +1269.95760077797 Konfigurace SDS-BIG (web-admin): F6 = +2.2758719200737E-17 F5 = -2.87129645542293E-13 F4 = +1.48173817505793E-9 F3 = -3.99578657994844E-6 F2 = +0.0059284206691288 F1 = -4.48856739370058 F0 = +1269.95760077797
Rin - vstupy měření odporu, SDS-BIG (HW rev1: napájení 5V/Rs=3k9, OZ AD8630) a SDS-BIG2
ZAPOJENÍ: měření teploty pomocí čidla Pt1000-3850 (Sensit CZ) (čidlo dvoudrátově připojeno přímo na svorky Rin) teplota čidla Pt1000 digitální hodnota (raw) --------------------------|------------------------------------------ -50 degC | 1054 -40 degC | 1097 -30 degC | 1138 -20 degC | 1180 -------------------------|------------------------------------------ -10 degC | 1220 0 degC | 1259 10 degC | 1298 20 degC | 1337 -------------------------|------------------------------------------ 30 degC | 1374 40 degC | 1410 50 degC | 1446 60 degC | 1481 -------------------------|------------------------------------------ 70 degC | 1517 80 degC | 1552 90 degC | 1586 100 degC | 1619 -------------------------|------------------------------------------ 110 degC | 1650 120 degC | 1681 130 degC | 1712 140 degC | 1742 -------------------------|------------------------------------------ 150 degC | 1773 160 degC | 1803 170 degC | 1832 180 degC | 1861 -------------------------|------------------------------------------ 190 degC | 1890 200 degC | 1918 210 degC | 1945 220 degC | 1972 -------------------------|------------------------------------------ 230 degC | 1999 240 degC | 2025 -------------------------|------------------------------------------ Převodní rovnice: teplota = +2.839863726897E-16*(raw^6) -2.63272204406932E-12*(raw^5) +1.00609346932127E-8*(raw^4) -2.02599015819427E-5*(raw^3) +0.0227209889785627*(raw^2) -13.2424942150246*(raw^1) +3007.66669741273 Konfigurace SDS-BIG (web-admin): F6 = +2.839863726897E-16 F5 = -2.63272204406932E-12 F4 = +1.00609346932127E-8 F3 = -2.02599015819427E-5 F2 = +0.0227209889785627 F1 = -13.2424942150246 F0 = +3007.66669741273
Kalibrační tabulka SDS-MODUL-STSW
AI5 - je natvrdo připojen na GND, tj. měl by měrit "nulu" (přesněji, měří nulový offset A/D převodníku, takže toho lze s výhodou využít).
AI4 - k dispozici pouze od verze STSW "rev3" a dále. Avšak pozor! AI4 na STSW rev3 není přiveden přes OZ ale naopak je připojen přímo do A/D převodníku! Je tedy vaší povinností ošetřit AI4 na vaší základní desce (tj. oddělit operačním zesilovačem), narozdíl od AI1/2/3 (viz dále) které už na všech STSW oddělovací OZ chip mají. Dále také pozor na maximální napětí (max 3V3) na pinu AI4, při vyšším napětí hrozí okamžité zničení procesoru na modulu STSW.
AI1 až AI3 - napěťové vstupy SDS-MODUL-STSW (HW rev1/rev2/rev3: piny na DPS přímo na vstup OZ AD8630)
ZAPOJENÍ: vnější zdroj DC napětí připojen na svorky, GND zdroje a SDS propojeno (pozor: STSW má rozsah svých vstupů 0V až 3V3, dělič napětí musí být externě doplněn) napětí na vstupu digitální hodnota (raw) ------------------------|------------------------------------------ 0.004V | 5 0.025V | 30 0.050V | 62 0.075V | 93 -----------------------|------------------------------------------ 0.100V | 122 0.250V | 310 0.500V | 619 0.750V | 929 -----------------------|------------------------------------------ 1.000V | 1240 1.500V | 1860 2.000V | 2481 2.500V | 3102 -----------------------|------------------------------------------ 3.000V | 3721 3.100V | 3845 3.300V | 4091 -----------------------|------------------------------------------ Převodní rovnice: napětí = -1.08384286558069E-23*(raw^6) +1.93417929722793E-19*(raw^5) -1.10586741518295E-15*(raw^4) +2.84087885652305E-12*(raw^3) -3.79685805502507E-9*(raw^2) +0.000808518272239551*(raw^1) +0.000284774618282913 Konfigurace SDS-STSW (web-admin): F6 = -1.08384286558069E-23 F5 = +1.93417929722793E-19 F4 = -1.10586741518295E-15 F3 = +2.84087885652305E-12 F2 = -3.79685805502507E-9 F1 = +0.000808518272239551 F0 = +0.000284774618282913
Rin - vstupy měření odporu, SDS-MODUL-STSW (HW rev1/rev2: EXTERNÍ napájení děličem 5k1/10k z 5V tak jak je to zapojeno v SDS-SMALL)
ZAPOJENÍ: měření teploty pomocí čidla KTY81/220 (čidlo připojeno přes doplňkovou elektroniku (ta je mimo STSW) (viz SDS-SMALL) ke Rin vstupu STSW) teplota čidla KTY81/220 digitální hodnota (raw) --------------------------|------------------------------------------ -55 degC | 930 -50 degC | 973 -40 degC | 1040 -30 degC | 1115 -------------------------|------------------------------------------ -20 degC | 1192 -10 degC | 1268 0 degC | 1345 10 degC | 1423 -------------------------|------------------------------------------ 20 degC | 1499 25 degC | 1536 30 degC | 1575 40 degC | 1649 -------------------------|------------------------------------------ 50 degC | 1723 60 degC | 1795 70 degC | 1867 80 degC | 1937 -------------------------|------------------------------------------ 90 degC | 2008 100 degC | 2076 110 degC | 2136 120 degC | 2196 -------------------------|------------------------------------------ 125 degC | 2222 130 degC | 2244 140 degC | 2283 150 degC | 2311 -------------------------|------------------------------------------ Převodní rovnice: teplota = +2.27885754663632E-16*(raw^6) -2.1014833000447E-12*(raw^5) +7.94160033947268E-9*(raw^4) -1.57177773050729E-5*(raw^3) +0.0171621022288022*(raw^2) -9.66184072822216*(raw^1) +2103.47832320631 Konfigurace SDS-STSW (web-admin): F6 = +2.27885754663632E-16 F5 = -2.1014833000447E-12 F4 = +7.94160033947268E-9 F3 = -1.57177773050729E-5 F2 = +0.0171621022288022 F1 = -9.66184072822216 F0 = +2103.47832320631
Kalibrační tabulka SDS-SMALL
Protože SDS-SMALL je postaveno s využitím SDS-MODUL-STSW, má většinu kalibračních údajů stejných (rozdíl je pouze v AI1,AI2,AI3 vstupech pro měření vnějšího napětí - SMALL zde má zapojeny rezistorové děliče).
Upozornění
Vždy zapojte jak příslušný pin pro AD vstup (přivedení měřeného napětí), tak také GND na společný AD-GND pin ! Nespoléhejte se na to, že už eventuálně máte GND připojenou na napájecí svorky SDS. Protože SDS má nejprve zapojený plný usměrňovací můstek mezi napájecími svorkami a svým vnitřním GND.
Pokud nepřivedete GND zdroje měřeného signálu na GND svorku pro AD vstup, bude měření zatíženo chybou až několik Voltů, která se navíc neustále bude měnit (záleží na úbytku na napájecí části SDS).
Zřejmé je to na schématu uvedeném výše na této stránce.
Přesnost měření
Přesnost měření je ovlivněna:
1) rozptylem hodnot odporů jednotlivých rezistorů v každém vstupním děliči - byť v SDS jsou osazeny součástky s tolerancí 1%, i tak je zde určitý mezikanálový rozptyl pozorovatelný
2) chybou oddělovacích operačních zesilovačů - máte-li SDS osazeno chipy AD8630, pak je chyba zcela zanedbatelná (vůči všem ostatním, zde vyjmenovaným, chybám)
3) chybou vlastního A/D převodníku - neexistuje ideální A/D převodník, a dosaženého rozsahu 12bitů (0-4095) je dosáhnuto především matematickým algoritmem v SDS (oversampling, filtrování)
4) chybou zdroje měřeného signálu - např. z důvodů zemních smyček, vlastního šumu, nevhodné impedance
5) chybou danou nepřesností srovnávacího měřícího přístroje - pokud kalibrujete SDS pomocí nepřesného meřícího přístroje (bez platné a skutečně správné kalibrace), pak bude i SDS zkalibrováno špatně a bude měřit špatně
SDS není bráno jako vysoce přesný mnohamístný multimetr, ale i přesto dokáže dostatečně dobře a kvalitně digitálně reprezentovat měřenou analogovou hodnotu. Nejčastěji se všechny eventuální problémy dají řešit mimo SDS a dosáhnout požadované přesnosti, zejména je potřeba správně stanovit rozsahy měřeného napětí a eventuálně přizpůsobit zdroj měřeného napětí vůči SDS (např. doplňujícím zesilovačem, nebo často stačí jen úprava děliče v SDS). Je potřeba vždy si nakreslit úplně celé schema od A do Z, a z toho vycházet a řešit problémy.