Ontwerp van laag doorlaat filter voor druksensor

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/druksensor%20filter.jpg

Project omschrijving.
De bedoeling is om een idee te krijgen van de drukvariaties in een waterleiding.
Hiervoor wordt een druksensor met de waterleiding verbonden en gekoppeld aan een datalogger.

De datasheet van de druksensor DRUCK PMP1000-1782 bevindt zich in bijlage.
Meetbereik : -1 tot 10 bar (gemeten tov de omgevingsdruk)
Uitgangssignaal : 0.392 tot 4 Vdc
Meetfout : 0.1 % van meetbereik
De uitgang van de druksensor is belast met een 13 kOhm weerstand naar massa.

De datasheet van de datalogger LASCAR EL-USB-3 bevindt zich in bijlage.
Meetbereik : 0 tot 30 Vdc
Resolutie : 0.05 Vdc
Meetfout : 1%
Ingangsimpedantie : 60.7 kOhm en 5 pF parallel (volgens email van de leverancier)
https://www.lascarelectronics.com/easylog-el-usb-3

De druk in de waterleiding varieert tussen 1 en 4 bar.
De kleinste drukwijziging die ik wil meten is 0.2 bar.
De wijziging in uitgangsspanning van de druksensor wordt dan 0.2 x (4-0.392) / (10+1) = 0.066 Volt.
Ik wil gedurende 20 dagen om de minuut een meting doen.

Vermits de druk voortdurend verandert komt er een laagdoorlaatfilter tussen de druksensor en de datalogger.
Het laagdoorlaatfilter zou een eerste orde RC filter zijn.
Omdat de ingangsimpedantie van de datalogger het RC filter gaat belasten zou ik hiertussen een Opamp (OP07?) als éénheidsversterker willen plaatsen.
Na 6 seconden zou de uitgang van de filter stabiel moeten zijn (> 90% van de ingangswaarde).
Als ik me nog goed herinner is dit na 3x de RC tijd. Hierdoor komt de RC tijd op 2 sec.
Als ik C gelijk kies aan 10 uF (tantaal) dan wordt R gelijk aan 220 kOhm

Het geheel zou gevoed worden vanuit een 78L10 spanningsstabilisator.
Om geen dubbelzijdige voeding nodig te hebben en om een (virtueel ?) nulpunt te maken is een zenerdiode voorzien.
Na afloop van de meetperiode worden de meetgegevens overgezet in een Excel file en verder bewerkt.

Graag uw opmerkingen / aanvullingen bij dit ontwerp
Een verwijzing naar een kant en klaar alternatief mag ook.

code:

Datsheet druksensor
manufacturer				: DRUCK
model 					: PMP 1000 — 1782
designation				: Pressure transducer,  Type A,   3 wire
range					: -1 to 10 bar GAUGE
overpressure				: 2 x F.S.
pressure containment			: 4 x F.S.
pressure media				: fluids compatible with stainless steel 316L
supply voltage				: 5 Vdc nominal,	 <5 mA typically
supply sensitivity			: <0.005%   F.S./volt
output voltage				: 0.392  to  4.000 V
combined non-linearity, hysteresis and repeatability error			: +0.1% F.S.   BSL
zero and span setting			: ±5% F.S.
stability				: typically better than 0.2%  F.S.  per year
operating temperature range		: -20°C to +70°C
temperature effects			: <0.5% TEB   0°C to +50°C (thermal trim to be used)
pressure connection			: G1/4 female
electrical interface			: 4 pins



electrical connections
Pin 1	: supply positive		V+
Pin 2	: supply negative		GND
Pin 3	: output positive
Pin 4	: signal ground

Pin 2 and pin 4 internally connected.
Tussen Pin 3 en Pin 2  zit een 13K weerstand
Tussen Pin 4 en Pin 2  zit een 2K weerstand

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/druksensor%20datasheet.jpg

Peter112

Special Member

Ik zou eerst eens 8 uur elke seconde meten op een dag om een beeld te krijgen.
Je 0,066 volt bij 0,2 bar ligt wel heel dicht bij je logger resolutie 0,05volt, buiten dat hij al een read error van ±1% bij 30V bezit. Nou gaat de read error waarschijnlijk wel constant zijn hoop ik.

Je moet eigenlijk een sensor hebben met 0-10V minimaal.

Even 2 seconden naar gekeken... de + en - ingangen van de opamps werken zoveel beter als je ze andersom aansluit.

Tussen pin 2 en pin 4 zit een weerstand van 2k in de transducer maar misschien wil je die pinnen wel doorverbinden met elkaar. Wordt niet helemaal duidelijk uit de datasheet.

R4 mag groter, een zener hoeft niet meer dan 1 mA bias te hebben.

Voor C1 kan je misschien beter een keramische c van 10 uF nemen, die lekken minder (--> minder fout over R1).

Eens met Peter, je hebt een resolutie probleem.
Uit de transducer komt max 1.32 V bij 4 bar.

De eerste trap heeft eigenlijk 3.5x gain nodig.
Maar de OP07 kan dat niet, zijn uitgang kan maar tot 7 of 8V waarschijnlijk. Hmmm..

Ander pad: je koopt van diezelfde toko niet de spannings- maar de 4..20mA datalogger en sluit die met een 72 ohm weerstand op de datalogger input aan.
Dan is 4 bar --> 1.32V --> ~20 mA --> volle schaal.