Пьезоэлектрический датчик давления

датчик может выдавать сотни вольт

Почему нет? Пьезозажигалку видел?

Эта схема требует двухполярного питания. У тебя оно есть?

Обязательно? Датчик типа однополярный (имеет плюс и минус, да и отрицательного давления не бывает). Если да, то я ведь могу сделать среднюю точку на базе второй половинки того же ОУ и резистивного делителя?

Обязательно. Если однополярное питание, то нужно задать смещение, например с помощью делителя на неинвертирующем входе.

Хм... А ведь можно обойтись без усилителя для средней точки, а подать сигнал напрямую на вход ОУ, у него же очень большое сопротивление. Так и сделаю. Все остальное верно?

Все остальное верно?

Похоже на то.

Отлично. И ОУ LM358 подходит?

Туда можно воткнуть дешёвый LM358 или всё же есть какие-то требования кроме полосы пропускания?

Это единственный вопрос топика, я так понимаю? :)

Смотри. У тебя сопротивление R определяет нижнюю частоту пропускания, то есть 1/2*pi*R*C. Чем больше R, тем более медленно меняющиеся сигналы с датчика можно измерять без завала. Поэтому если хочешь увеличивать R (вплоть до 1 Гом), то надо брать операционник с JFET на входе или CMOS. У тебя значение тока смещения операционника (Input Bias Current) на большом сопротивлении создаст очень большое напряжение на выходе.

Измерять медленно меняющееся давление с помощю пьезодатчика давления тяжело.

И ОУ LM358 подходит?

Должен работать. Но его ток смещения многоват для такого большого сопротивления в цепи обратной связи.

Отлично. И ОУ LM358 подходит?

Все зависит. Какая частота нужна снизу, какая сверху, какая slew rate, какой шум и пр. параметры. Это от требований задачи зависит . Все же считается. И, кстати, увеличение R увеличит шумы, а они от личности операционника сильно зависят.

UPD. Вот документик тебе хороший нашел. http://www.ti.com/lit/an/slyt369/slyt369.pdf . См. стр. 25, раздел Bandwidth. Ну и noise тоже. А дальше симуляции всякие.

Туда можно воткнуть дешёвый LM358

Можно любой ОУ, если к нему добавить входной истоковый повторитель на КП307, специально разработанный для зарядочувствительных усилителей.

P.S. Есть готовые усилители заряда, например.

Дополнительный вопрос (купил все детали в субботу, чтобы на этих выходных таки собрать схему). А сигнальную землю мне тоже с делителя брать (один контакт датчика «+», второй "-" помечен в даташите)?

Кстати, есть симуляторы, которые учитывают таки параметры как входной ток и шумы усилителя? Протеусу по-моему пофиг.

Готовый усилитель заряда стоит дорого, к тому же нет времени его ждать, если заказывать.

А куда повторитель ставить? Обратная связь тоже должна на вход истокового повторителя идти или же напрямую на ОУ, а повторитель должен лишь буферизовать сигнал?

Не понял вопроса. Если ты имеешь в виду второй контакт датчика, то его подключать к общей земле, с делителя брать только смещение операционника.

Да. Я имею ввиду второй контакт датчика (точнее, этим контактом является корпус). На схеме датчика он помечен как "-". Хорошо, подключу его к общему проводу схемы. Питание однополярное 5В, если что.

А куда повторитель ставить?

Есть разные варианты, в зависимости от внешних условий и диапазона работы. Посмотри схемы электрометрических усилителей (глава 8) © или схема чуть поновее ©.

Обратная связь тоже должна на вход истокового повторителя идти или же напрямую на ОУ, а повторитель должен лишь буферизовать сигнал?

Допустимы оба варианта. В первом случае диапазон будет побольше, но входное сопротивление меньше и шуметь будет больше за счёт резистора обратной связи. Во втором случае ОУ можно включить по схеме преобразователя ток-напряжение на инвертирующий вход, менее подверженный наводкам.

Итоговая схема получилась такая (2 канала): http://i.imgur.com/VYrY9p3.png

Кстати, есть симуляторы, которые учитывают таки параметры как входной ток и шумы усилителя? Протеусу по-моему пофиг.

SPICE и все, что на его базе построено. Я ничего не могу сказать про Proteus, так как никогда его даже в глаза не видел. ngspice должен поддерживать. Насчет qucs не знаю. Про gnucap тоже не уверен. Из бесплатных, но закрытых - LTSpice.

Осталось проверить.

Печатная плата уже отправилась в банку с персульфатом аммония :-)

Но сам датчик мне не дают домой, поэтому проверить получится только завтра или даже во вторник.

Не работает. При отсутствии датчика выдаёт примерно половину напряжения питания (средняя точка с резистивного делителя). При подключении датчика выдаёт почти полное напряжение питания (11В при питании от 12В, 4В при питании от 5В). Пробовал уменьшать резистор в цепи обратной связи с 1 МОм до 100 кОм. Также пробовал менять ОУ на OPA2134, у которого точно очень хорошие характеристики. На надавливание на датчик не реагирует.

Заводской усилитель нормально работает с датчиком, так что датчик и методика тестирования (надавить пальцами на датчик) точно нормальные. Только вот заводской усилитель дорогой и один, а датчиков несколько. При этом разбирать заводской нельзя (он неразборный). Так что проблема всё ещё актуальна.

В чём может быть проблема?

В чём может быть проблема?

Попробуй убрать делитель, и + ОУ положить на землю.

Ты не измерял сопротивление датчика? Похоже, там сотни кОм.

Там 3 МОм примерно мультиметр мерит. Если убрать делитель, то выходной сигнал опускается до 0 (логично). При этом никак не меняется от подключения датчика (не зашкаливает). На надавливание не реагирует всё так же.

На надавливание не реагирует всё так же.

Вот удивительный ты человек. Тут в треде шел разговор об измерении медленно меняющихся сигналов при помощи твоей схемы. Более того, ты сам всучил всем ссылку, в которой русским по белому написано.

В тоже время подключение резистора R уменьшает коэффициент усиления усилителя на низких частотах и ограничивает нижнюю частотную границу полосы пропускания f_н =1/2πRC.

Вот ты жалуешься, что при надавливании ничего не происходит. Конечно ничего происходить не будет. Вот ведь Пьезоэлектрический датчик давления (комментарий) написано, что у тебя срез начинается. Считаем частоту: 1/(2*pi*2 МОм*2200 пФ)=36 Гц. Это частота на уровне -3дБ. Все, что ниже, завалено еще больше. Ну и что ты хочешь при надавливании увидеть? У тебя по сути сигнал DC (медленно меняющийся). На выходе все по нулям будет практически.

Вот и в статье Texas Instruments написано английским по белому:

Note that, due to the difficulty of keeping the high-pass filter’s pole low, it becomes increasingly difficult to use a piezoelectric sensor in near-DC applications (even if the leakage currents in the sensor itself are very small)

Наоборот, увеличивай глобально сопротивление. Сотни мегаом ставь лучше. Или можно Т-образную схему в обратной связи. И бери операционник с малым током смещения. Может, увидишь что-нибудь.

Заводской усилитель нормально работает с датчиком,

А там может быть и не зарядовый усилитель совсем.

И я бы на твоем месте подумал бы о реализации дифференциального усилителя.

Не работает. При отсутствии датчика выдаёт примерно половину напряжения питания (средняя точка с резистивного делителя). При подключении датчика выдаёт почти полное напряжение питания (11В при питании от 12В, 4В при питании от 5В).

И еще. Вот я сейчас глянул на твою схему. Вот ты на «+» подаешь половину питания (это понятно - у тебя однополярный источник), а датчик сажаешь при этом на землю, а не на половину питания (GND_ANALOG которая у тебя).

UPD. Пример? Да вот

http://www.analog.com/ru/design-center/reference-designs/hardware-reference-d...

Получилось чо?