TESTER TENZOMETRŮ

Vágner Vlastimil

    Přípravek s hotovým modulem osazeným 24-bitovým A/D převodníkem HX711, je využit na otestování tenzometrů nových tak již namontovaných. Připojuje se k sériovému portu počítače PC nebo pomocí redukce USB/COM tato musí podporovat všechny I/O signály klasického sériového portu.

 

KRÁTKÝ POPIS MODULU HX711

    Modul HX711 je 24bitový A/D převodník určený pro měření malých napětí (z čidel jako jsou snímače sil tenzometry, termočlánky, snímače teploty PT100 atd.) s volbou zesílení 128, 64 na vstupu „A“ volba nastavení se provádí programově a nastaveným zesílením 32 na vstupu „B“ zesílení na tomto vstupu je pevně nastaveno. Při zesílení 128 na vstupu „A“ je maximální vstupní diferenciální napětí na vstupech „A+“ a  „A-„ +/- 20mV, při nastaveném zesílení 64 je maximální diferenciální vstupní napětí na vstupech „A+“ a „A-„ +/- 40mV. Na vstupu „B“ je maximální vstupní diferenciální napětí na vstupech „B+“ a „B-„ +/- 80mV podrobný popis k samotnému HX711 je dostupný na internetu.

 

POPIS PŘEVODNÍKU

    Modul HX711 je k počítači PC připojen převodníkem který převádí výstupní signál sériového portu DTR na úroveň 4.7V tento signál je v modulu HX711 připojený na vstup označený PD_SCK, výstup z HX711 označený  DOUT je připojený na vstup CTS. Dále je osazený IO 7805 pro napájení modulu HX711 a napájení tenzometru, schéma zapojení převodníku je na Obr.č.01. Převodník je vyrobený na univerzální vrtané destičce a přímo naletován na konektor COM PORTU 9 pinů (kolíčky).

 

MĚŘENÍ  TENZOMETRU

    Modul pro lepší analýzu zobrazuje na monitoru počítače přímo naměřenou hodnotu výstupního napětí tenzometru v mV na měření výstupního napětí z tenzometru jsou využity vstupy A+ a A-, vstupy označené B+ a B- nejsou využity a ve svorkovnici jsou spojeny s AGND. Modulem je zjistitelné přerušení jakéhokoliv vodiče z tenzometru, pokud jsou tenzometry zapojeny do kompenzační krabice je před měřením možné měřený tenzometr odpojit, nebo v případě že by se měřili všechny tenzometry připojené do kompenzační krabice najednou je nutné před měřením odpojit stávající napájení tenzometrů, poté každý tenzometr odpojit od kladného napájecího napětí v kompenzační krabici a do série každého kladného napájecího vodiče tenzometru vřadit víceotáčkový trim 100R na vykompenzování „ 0mV“. Po této úpravě je pak každý tenzometr připojený přes trim na kladnou svorku napájení v kompenzační krabici a tam se připojí vývod ze svorky modulu E+. Po provedeném měření se pak vše vrátí zpět do původního stavu.. Připojení tenzometru k modulu je vodiče napájení (označení dle dokumentace např. –IN, +IN) tenzometru jsou připojeny na svorky označené „+IN na E+ a –IN na E- (AGND)„ vodiče výstupního napětí ( signální) „S+ a S-„ tenzometru jsou připojeny na svorky modulu „S+ „ je připojen na svorku modulu A+“, „S- „ je připojen na svorku modulu „A-„ .V tomto případě je tenzometr napájen napětím 4.15V DC (naměřeno na modulu co používám) a při (SN nominální citlivosti) výstupním napětí tenzometru 2mV/V při (LN nominální kapacitě) plném zatížení tenzometru (např. 100kg) je pak výsledné napětí 4.15 * 0.002 = 0.0083V (tj. 8.3mV). Schéma takto připojeného tenzometru k modulu je na Obr.č.02.

 

POPIS PROGRAMU

    Program má název ADHX711.EXE je napsaný ve VB6 a je uložený v adresáři PROGRAM jde o velice jednoduchý program který pouze zobrazuje hodnotu napětí z tenzometru v „mV“, může být použitý s modulem HX711 i pro jiné snímače které převádí fyzikální veličinu na napětí . Po spuštění programu se jako první automaticky navolí COM2 pokud je obsazený je navolen automaticky port COM1 volbu portu máme možnost navolit ručně. Po volbě portu zvolíme vstup do A/D převodníku kde je připojen tenzometr zvolíme vstup „A“ můžeme zvolit zesílení 128, 64 po volbě zesílení „volíme zaškrtnutím políčka“ se na monitoru počítače již zobrazuje naměřené napětí v „mV. Program ukončíme kliknutím myši na „X“ v horní liště nebo kliknutím myši na políčko „ukončení měření“.

 

      

 

    

            Hotový převodník k modulu HX711

 

     Propojení převodníku s modulem HX711

 

     Testování programu A/DHX711 tenzometr je nahrazen rezistory 1K (hodnoty rezistorů      997R,1000R, 1005R, 1000R)

 

         

               Kopie obrazovky hodnota napětí při použitých rezistorech nahrazujících

               Tenzometr

 

         

             Kopie obrazovky hodnoty napětí při přerušení jakéhokoliv vodiče

             z tenzometru nebo samotného vadného tenzometru

 

    Výpočet velikosti napětí snímače (tenzometru) na dílek (uV/dílek)

    Napětí který jeden nebo více tenzometrů vytváří pro rostoucí zátěž a vyhodnocovací jed    notka zobrazuje na displeji je:  uV = (C x 1000 x Unap x e) / (N x Emax)

 

    Význam písmen ve vzorci :

  uV je přírůstek napětí (uV/dílek) (uV mikrovolty)

 C  (nebo SN) je jmenovitá citlivost snímače (mV/V)

 Unap  je napájecí napětí snímačů

 e  je velikost ověřovacího dílku (kg) citlivost tenzometru

 N je počet tenzometrů

 Emax (nebo LN) je nominální kapacita (zatížení) snímače

 

  Typické hodnoty:

 uV = 0,8 až 5 uV/dílek, 

 C (nebo SN) = 1 až 3 mV/V

 Unap = 3 až 12 V,      

 e = 0,001 kg až 100 kg

 N = 1 až 10,              

 Emax (nebo LN) = 1 až 600.000 kg

 

    Příklady na výpočet přírůstku napětí tenzometru na dílek:

 1) Váha o rozsahu váživosti Max = 20 kg, ověřovací dílek e = 0,005 kg (5g)

 N = 1 snímač o Emax = 20 kg, C = 2 mV/V, Unap = 10 V

 uV = (2 x 1000 x 10 x 0,005) / (1 x 20) = 5 uV/dílek

 

 2) Stejný příklad jako př. 1) jen napájecí napětí snímače Unap = 5 Volt

 uV = (2 x 1000 x 5 x 0,005) / (1 x 20) = 2,5 uV/dílek

 

   

    Použité prameny :

    Datasheet k HX711

    Burkhard Kainka

    Elektronika s podporou PC Visual Basic v praxi

    Informace o tenzometrech : internet

    Bližší informace :

    vagnervlastimil@seznam.cz

 

 

 

 

 

„Muži nedovedou ocenit vlastní ženy. To přenechávají druhým.“ Oscar Wilde