Оцыфровка сигнала авионики

[code_buster]

Есть датчики с питанием +28В и ~36В. Вопрос в том, как прикрутить их к STM32, не внося изменений в родную схему измерения? Микроконтроллер не должен сгореть ни при каких обстоятельствах! Питание - гальванически развязанное.

1) Резистивный приёмник температуры П-2. В качестве чувствительного элемента там никелевая проволока. Родной показометр - измерительный мост с этим датчиком в плече. Сопротивление датчика около 75Ом (но это не точно - измерю, как смогу). Вроде всё просто и я подобное уже делал, но тогда была полностью моя схема и размах сигнала на датчике был точно ниже питания АЦП. В данном случае нужна защита по входу - чтобы АЦП не сгорел + высокое (какое?) входное сопротивление, чтобы не вносить погрешность в исходный сигнал.

2) Другой тип датчиков - ИИД-8, ИД-100 - индуктивные датчики давления. Вход - ~36В на среднюю точку двух индуктивностей. Родной измеритель - опять мост. Тут те же требованиия по защите (теперь уже 50В - максимальная амплитуда сигнала). Но т.к. напряжение переменное, то вопрос как лучше его измерять: пик-детектор или усреднитель. В родном показометре могут стоять (но не факт) диоды - т.е. мост может пропускать только положительные полупериоды.

Может у кого есть опыт работы с таким оборудованием или схемы входных устройств современных приборов?

Вложения

ТВ2-117_Приборы2.svg.png

(96.88 KiB) Скачиваний: 162

[mickbell]

Я всегда рекомендую простую и удобную штуку, которая широко применяется у меня на работе. Это - гальванически развязанный внешний АЦП. Его надо просто подключить двумя точками к измеряемой цепи, ибо развязан. Выполняется или на отдельной плате, или на общей. Состоит из:
1. ADUM6402 - он и сигналы развязывает, и питание горячей стороны;
2. ADC121S101 - это 12-разрядный АЦП с интерфейсом SPI;
3. REF198 - он питает АЦП напряжением 4.096 В (опорным);
4. какого-нибудь (по вкусу) прецизионного R2R сдвоенного опера, задачи которого:
одна половина в цепи сигнала (усиление, фильтрация),
другая половина буферит делитель, питаемый выходным напряжением REF198, выход - REF/2, переменку, да и вообще любой входной сигнал подавать относительно REF/2.
Надеюсь, схему нарисуете по описанию. Если не получится - поищу, где-то тут она валяется, я кому-то её рисовал уже.
Выпрямлять переменку не надо, МК сам справится, вся обработка в цифре.
PS. Описанный измеритель применялся для 5-вольтовых МК, вам его нужно будет немного доработать - подыскать более подходящий источник опорного напряжения.

[code_buster]

Внешний АЦП - хорошо, но хотелось бы использовать встроенный... С внешним всё понятно - развязка по цифровому сигналу.
Т.е. предлагаете замешать входной сигнал с половиной опорного и оцифровать? Как я понимаю, ещё нужен АЦП чтобы измерять напряжение питания..
Вот как раз самый главный вопрос - как правильно отмасштабировать сигнал и защитить вход АЦП?
Что скажете про преобразователи напряжение-частота?

[Wladimir_TS]

1108ПП1 - есть такая - довольно линейна, но явно не на 12 разрядов - на 8 где-то хватает. Требует очень чистого 2х полярного питания (ибо с него берет опору) и 2х качественных конденсаторов - один в интегратор еще и с малой утечкой.

Но только ныне сложнодоставаема ибо все жЁлтый ужЭ здалИ.....

Была актуальна во времена тотального дифицита доступных АЦП, сейчас стоит соизмеримо иной авионике...

Я таки не понял - вами надо обслуживать датчики или подключится к штатной сети ЛА и мониторить приборы не нарушая их работы ?

[mickbell]

code_buster писал(а):

Что скажете

Напряжение питания датчиков? Да, его тоже нужно измерять. Для этого можно сделать двухканальный измеритель - как раз лишняя лапа ADUMа будет задействована. Реф для обоих АЦП может быть один и тот же.
Как защитить вход АЦП? Вот тот самый опер, половина которого стоит в сигнальной части, это самое и проделает. Схема - обычный инвертирующий усилитель. ОУ выдаст на АЦП сигнал в пределах напряжения питания. То есть если и опер запитать от REFа, то на АЦП в принципе не попадёт опасное для него напряжение, так что специально защищать его нет необходимости.
Теперь о смехотехнике этого каскада. Неинвертирующий вход опера подключаете к напряжению REF/2, но не непосредственно а через резистор некоего номинала, об этом попозже. К инвертирующему входу - два резистора, назовём их R1 и R2. R1 - на вход, через него подаётся измеряемый сигнал, R2 - к выходу опера, это резистор ООС. Коэффициент усиления (а бывает, что и ослабления) равен R2/R1. Входное сопротивление измерителя равно R1, из этих соображений его и выбирайте, а R2 - из желаемого коэффициента усиления. Как выбрать этот самый коэффициент - исходя из максимального напряжения на входе. Скажем, напряжение питания 36 В плюс-минус 20 процентов, синусоида. Вопрос: каково максимальное значение амплитуды этого напряжения? Ответ: 36*1.2*sqrt(2) = 61 В. Опорное АЦП для 3.3-вольтового питания будет, наверно, 2.048 В, значит, сигнал должен быть 1.024 В, не более. То есть усиление 1/60. Например, R1 = 1.2 МОм, R2 = 20 кОм. Теперь вернёмся к резистору, которым соединён неинвертирующий вход с половиной рефа. Его номинал - параллельно соединённые R1 и R2, то есть примерно 20 кОм.
О ПНЧ. В одном из приборов применили AD7740, ну работает вроде - и работает. Это не я делал, так что сказать что-нибудь вразумительное не могу. Единственное - прибор выпускается серийно. Но ПНЧ - он для медленных сигналов. Как вы им будете измерять свою 400-герцовую переменку?

Добавлено after 4 hours 9 minutes 31 second:
PS. Мне тут tonyk недавно посоветовал REF20xx, у него корпус мельче и, главное, он имеет готовый выход REF/2, так что второй ОУ в корпусе можно пустить на второй канал. Пока что я его не опробовал, но, скорее всего, с ним тоже всё будет нормально.

[code_buster]

Надо подключится к штатной сети ЛА и мониторить приборы не нарушая их работы.. Потом, скорее всего, штатные датчики останутся, а индикаторы станут виртуальными..

[mickbell]

То, что я предлагаю, не влияет на цепи, к которым его подключают. Конечно, при условии, что входной резистор адекватного номинала. Ибо именно он определяет входное сопротивление.

[Flasher]

ОцЫфровка ??? Серьезно!!!!???????????? Авионика?
Все отвечающие топикстартеру хотят стать пособниками в потенциальном преступлении?

[tonyk]

Flasher писал(а):

ОцЫфровка ??? Серьезно!!!!???????????? Авионика?
Все отвечающие топикстартеру хотят стать пособниками в потенциальном преступлении?

Ты чё такой пугливый, а? Не бойся, не станут. Они, в отличии от тебя, уже поняли, что оцЫфровкой для авионики занимаются создатели еропланов из чугуния.

[mickbell]

Flasher писал(а):

Все отвечающие топикстартеру хотят стать пособниками в потенциальном преступлении?

Бывший коллега халтурил подобным. Сечас не халтурит, а уже полноценно работает. Я так и вообще ЖД автоматикой занимаюсь, и что дальше?

Добавлено after 1 minute 49 seconds:

tonyk писал(а):

Ты чё такой пугливый, а?

Но по сути он прав. Такие вещи делать надо тщательно и аккуратно.

[code_buster]

По поводу операционника сориентируете? Что есть широкораспространённое и достаточно дешёвое для моей задачи? Какие требования более приоритетны?

Добавлено after 1 minute 27 seconds:
Преступление тут где?

[mickbell]

1. Прецизионный. (Надо ли объяснять?)
2. R2R по входам и выходу (не факт, что оно потребуется).
3. С соответствующим напряжением питания.
Для поиска можно воспользоваться, например, чиподэйловским подбором по параметрам.

[code_buster]

https://kit-e.ru/usil/drajvery-dlya-acz ... struments/
что выбрать?
либо малый шум, либо малый уход нуля ?
уже проясняется - R2R не нужен..
учитывая АЦП - питание 5В..

[mickbell]

code_buster писал(а):

что выбрать?
либо малый шум, либо малый уход нуля ?

Второе, я думаю. Что шум? Фигня. У вас там сигналы сымаются с показометров, следовательно, они по сути своей низкочастотные. Зафильтруете их методом скользящего среднего или ещё как, заодно избавитесь и от помех из бортсети.