Misura di precisione di resistenze 0,050 - 0,200 Ohm

[andrea050]

Buongiorno.

Sto cercando un sensore per la misura di resistenze con uscita su PLC 0..10 V oppure 4..20 mA.

 

Il caso immediato prevede la misura di 3 resistenze:

R1	R2	R3	APPLICAZIONE
Ri = 0,059  Ω	Ri = 0,078  Ω	Ri = 0,117  Ω	Ri =  50  -  120 m Ω
Rf = 0,056 Ω	Rf = 0,074 Ω	Rf = 0,112 Ω
ΔR = 0,003 Ω	ΔR = 0,004 Ω	ΔR = 0,005 Ω	ΔR = 3 - 5 mΩ
ΔR % = approx 5 %
Precisione della misura <0,5 mΩ
Uscita: lineare 0..10 V oppure 4..20 mA

 

Prevedo altre applicazioni in cui mi servirebbe

- campo di misura: 0,050 - 1,000 Ω

- precisione: 0,5% - 1% della misura

- possibilità di usare diversi strumenti per coprire il campo di misura, se necessario.

 

Se qualcuno conosce apparecchi adatti, lo prego di indicarmi la strada!

Ringraziando per l'attenzione, invio i miei migliori saluti

Andrea Dogliotti

[rguaresc]

Un trasduttore per ingresso analogico di questi tipo è raro.

Puoi guardare questo per cominciare

Trasd_Ohm_20mA_4fili

Per la ricerca punta sulla "misura a 4 fili" o di tipo "Kelvin", con due soli fili non potresti misurare qyelle resistenze.

Non so quanto reggano le resistenze oggetto della misura, artigianalmente potresti mandare una corrente costante (abbastanza alta!) con due fili e leggere la tensione con un ingresso analogico con altri due fili interni agli altri due

[Livio Orsini]

Non si capisce bene cosa vuoi fare.

Misurare resistenze di quei valori è impensabile con un LOGO, ci vorrebbe almeno una scheda con AD da 16 bits e con riferimento super stabile, per poter almeno implementare la soluzione suggerita da rguaresc.

Hai necessità di un ohmetro di precisione per resistori di bassissimo valore.

Se stu spiegassi meglio lo scopo della misura e lo scopo dell'interfacciamento con PLC, forse qualcuno potrebbe aiutarti.

[andrea050]

Intanto grazie per queste risposte! L'aggeggio indicato da rguaresc corrisponde a quello che stavo cercando (solo leggermente più costoso...). Ma ha ragione Livio Orsini, se mi spiego è meglio.

Sto studiando la possibilità di realizzare un sistema di attuatori in filo di Nitinol.

Il Nitinol è un metallo che quando cambia fase - intorno agli 80°C - si accorcia del 4-5%; quindi può essere usato come attuatore, per esempio scaldandolo per effetto Joule.

Ha anche la caratteristica di avere resistenza diversa del 5% nelle due fasi; perciò la misura precisa della resistenza è un indicatore sicuro dell'avvenuto passaggio di fase, ossia dell'avvenuta attuazione anche se non la possiamo verificare con altri mezzi.

 

Venendo alla mia applicazione: gli attuatori, ossia le resistenze da misurare, sono 3; sono indipendenti tra loro, misurabili e alimentabili anche uno per volta. Io voglio:

1 - dare corrente ad un circuito,

2 - intercettare il momento in cui la resistenza e quindi il riscaldamento ha raggiunto il valore atteso e sospendere l'alimentazione,

3 - per riprendere ad alimentare quando torno sopra la soglia.

Mi aspetto tempi dell'ordine di 1" - 5".

Il filo di Nitinol è parte di un circuito elettrico di alimentazione la cui resistenza è molto minore e comunque molto più stabile.

Il PLC mi servirebbe per gestire i vari circuiti: verifica della necessità di attuare i circuiti 1, 2 o 3; alimentazione dei circuiti 1, 2 o 3; misura delle resistenze 1, 2 o 3.

Ho ipotizzato il LOGO! perché già lavoro con un Siemens 1214C per cui ho immaginato che ci siano delle similitudini nella programmazione, mentre immagino che per questa applicazione sia sufficiente il modello più piccolo della gamma, ma non so se sia realmente adatto.

 

Queste sono le mie idee. Se qualcuno mi suggerisce qualcosa di meglio, è tutta manna!

grazie Andrea

[Livio Orsini]

Visto che lo riscaldi per effetto Joule, il sistema più semplice è alimentarlo a corrente costante, misuraando poi la cdt ai capi del filo in questione.

Tieni presente che con una corrente di 10 A avrai una differenza di potenziale, dopo che il filo ha cambiato stato, di 50mV.

Sempre con 10 A di corrente circolante la tensione massima ai capi dei fili è compresa tra 500mV e 1170 mV.

I convertitori dei PLC hanno fondo scala di 10V, solitamente. se usi logo che ha risoluzione di 8 bits, avrai una quantizzazione di 39.21 mV che rende inaffidabile qualsiasi misura per rivelare una variazione di 50 mV.

Se ti senti in grado di affrontarne la realizzazione, potresti costruirti un amplificatore stabile e preciso. Con gudagno di 5, a esempio, avresti un delta di 250mV che rende la misura molto più affidabile.

Oppure, più semplicemnte potresti affidarti ad una scheda analogica con risoluzione a 12bits, quindo con risoluzione pari a 4.8 mV che permetterebbe di rivelare il cambio di stato in modo sicuro ed affidabile.

Con 10 A avresti dissipazioni comprese tra 5.9 W e 11.7W; dovrai verificare che i tuoi "attuatori" possano dissipare questa potenza. Se devi diminuire il valore di corrente dovrai poi riverificare che i delta di cdt siano apprezzabili per una misura sicura.

[andrea050]

Grazie Livio! Mi sembra un miglioramento della mia configurazione.

Il mio problema però è che non sono in grado di costruire circuiti (ma so fare tante altre cose!...). In realtà non capisco neanche cosa significhi "affidarmi a una scheda analogica con risoluzione a 12 bits": per misurare o per gestire la misura?

Per restare in un ambito che saprei gestire: sapresti indicarmi un voltmetro che possa darmi un segnale gestibile col plc? E se non va bene Logo!, quale plc potrebbe andare?

Grazie Andrea

[Livio Orsini]

Quote

quale plc potrebbe andare?

 

Un s7-1200 con scheda analogica a 12 bits.

Se leggi le specifiche delle schede per ingressi analogici viene indicata la risoluzione in nubero di bits

[andrea050]

Livio, grazie, vedo sempre un po' più di luce ma il buio continua ad inseguirmi...

Allora: cosa è questa scheda analogica? Dovrebbe essere quella che legge la tensione, ma come e dove?

A ) Se è quella del plc: ottimo, non immaginavo che lo potesse fare. Allora non mi dovrebbe servire un misuratore di tensione esterno, ma dovrei capire come e cosa collegare per avere la misura e per non rischiare di bruciare il plc. Mi serve un plc a 12 o più bit.

B ) Se è quella del sensore, sta al sensore stesso avere la risoluzione giusta, poi trasmetterà 4..20 mA al plc e dovrò controllare che gli 8 bit mi diano una risoluzione sufficiente tra i fondo scala sup e inf che avrò impostato. Però mi serrve il voltmetro.

C ) Se invece non ho capito niente...

Ciao Andrea

 

 

[Livio Orsini]

Quote

Allora: cosa è questa scheda analogica?

 

Tu hai scritto:

 

Quote

Ho ipotizzato il LOGO! perché già lavoro con un Siemens 1214C

 

Se lavori con questo PLC dovresti conoscere che ha delle schede di I/O digitali ed analogiche.

Nelle sechede analogiche trovi dei moduli che acquisiscono tensioni comprese tra 0 e 10V (-10V / +10V), convertendole in un valore compreso tra 0 2047 livelli o più.

Devi usare una di queste schede.

Come si usa?

Devi leggere il manuale relativo alla scheda ed il manuale generale del PLC.

Non ne son o sicuro, perchè conosco questo PLC solo vagamente, però forse ha addirittura un modell di CPU che dispone di ingressi analogici.

[attiliovolpe]

Buongiorno, scusate la domanda, giusto per evitare eventuale confusione di idee: perchè queste resistenze sono definite attuatori?

[Livio Orsini]

Leggi cosa ha scritto l'autore nel suo secondo messaggio

[andrea050]

Livio, grazie, finalmente ho capito che la "scheda analogica" è per me lo stesso PLC. Ed effettivamente ho 2 ingressi analogici 0..10 V sull'unità centrale (oltre al modulo aggiuntivo...). Sul Simatic S7-1214C credo siano 16 bit (+/- 32768).

Ho dimenticato di dire che il sistema va usato in mobilità, quindi alimentato in cc 24V.

Io uso 2 batterie da auto 12 V in serie. Con queste non sono capace di erogare una corrente costante, per cui potrei usare il sensore suggerito da rguaresc, anche se costa un po'.

Se invece mi puoi indicare un modo economico per stabilizzare la corrente, allora potrei usare il metodo che mi hai indicato tu.

Vorrei solo un conforto sul fatto che, se prendo due fili in parallelo al circuito principale e li collego alla scheda del PLC il risultato è che leggo la tensione e non che brucio tutto.

Ancora grazie. Andrea

 

 

[rguaresc]

Il trasduttore per la misura di resistenze funziona solo se la resistenza non è alimentata da altro circuito durante la misura.

[Livio Orsini]

Se tu fossi in gradi autocostruirtelo un circuito per erogare una corrente costante non è difficile da costruire.

Però si potrebbe ovviare facilmente con l'acqusto di un alimentatore step down con limite di corrente.

Il fatto che tu debba alimentare il tutto ad 24V complica un poco la faccenda perchè la corrente richiesta è importante.

Poi molto dipende se i 3 "attuatori" li usi contemporaneamente o in tempi separati.

 

Comunque ti basterebbe acquistare, anche nel caso pessimo, 3 moduli cc step down, ad esempio con ingresso >24Vcc e uscita 10V, con limite di corrente tarabile.

Imposti il limite di corrente al valore più consono per la tua misura, valore che potrebbe anche essere inferiore ai 10A ipotizzati in precedenza, visto che hai ingressi a 16 bits, quindi con risoluzione molto maggiore.

 

L'ingresso analogico del PLC va proprio in parallelo al resistore soto misura, se lo alimenti con un alimentatore con limite di tensione 10V sicuramente non bruci nulla.

[andrea050]

Grazie a Livio, che mi ha dato di che meditare...!

Grazie anche a rguaresc per l'avvertimento; lo sospettavo e prevedevo di poter gestire la questione con il PLC: scaldo, poi misuro, poi se è il caso scaldo ancora, poi rimisuro... ho visto che il sensore fa 50 misure/secondo, quindi potrei scaldare quasi in continuo anche interrompendomi ogni decimo di secondo per misurare.

Ora torno a pensare....! A presto Andrea.