Problème Amplificateur AD620 pont de Wheatstone

[invite8d0b7120]

Bonjour à tous,

Pour un projet, j'aimerais réaliser une chaîne d'acquisition d'un capteur. Ce capteur est un fil résistif (10 cm pour 10KOhms grosso modo), introduit dans un pont de Wheatsone. Jusque là, aucun souci.

En amont j'ai un amplificateur d'instrumentaion AD620B. Je remarque plusieurs choses:
-Quelque soit la tension d'alimentation du pont ou la tension de déséquilibre observée (faible, voire nulle), la tension minimale observée en sortie de l'ampli est de 650 mV à peu près. Est-ce normal?
- Sur l'AD620 il existe une broche appelée REF. Ou dois-je la connecter? Je ne vois pas à quoi elle sert.
-Du coup je n'observe pas l'amplification souhaitée (de 650 mv à 2V maximum, malgré un gain assez élevé de l'ordre de 100)

Voici la datasheet de l'ampli en question:
http://www.analog.com/static/importe...eets/AD620.pdf

Voila, j'espère que j'ai été clair dans mes questions. Si ce n'est pas le cas, n'hésitez pas à me demander de plus amples informations.

Cordialement, Madjé.
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[invite8d0b7120]

Anyone ?

[remy01]

Salut,
Ref doit être mise à la masse, d'après le datasheet.

[invite8d0b7120]

Merci pour ta réponse rapide, je teste le montage cet aprem et je te tiens au courant.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8d0b7120]

J'ai connecté le REF à la masse. Je n'observe aucun changement sur mes valeurs, est-ce normal?

[invite74b5b8f7]

Salut,

Si tu nous montaris ton schéma, et nous donnait tes valeurs (tension d´alimentation de l´AD620, du pont), valeur de ta resistance de gain, etc... ça nous aiderai peut-être un peu plus...

Pour Vref, voir la datasheet page 16:

The reference terminal potential defines the zero output voltage and is especially useful when the load does not share a precise ground with the rest of the system.[...]

Qu´est ce que tu vois en sortie? toujours 650mV? ou ca bouge quand tu déséquilibre le pont?

[invite8d0b7120]

Bonjour. Merci pour l'info sur la datasheet. Voici mon schéma, il est tiré de celui de la datasheet. Les valeurs y sont toutes. En fait j'observe toujours 650 mv comme valeur minimale en sortie de l'ampli quelque soit la tension d'alimentation du pont.

Lorsque le fil est étiré, il y a une tension de déséquilibre, mais je n'ai plus les valeurs de celle-ci en tête, je vais de ce pas refaire les tests. A plus tard, merci.

[Tropique]

Madje55,

Merci de respecter les http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html, et de mettre les images en jpg ou gif (le pdf est réservé aux documents complexes)

[invite9ef4aa12]

bonjour,ben j'ai pas vu ton schéma mais dis moi comment tu as alimenté ton ad620???
0v et +5V ou -5V et +5V?????

[invite8d0b7120]

Compris, Tropique, désolé :s.

Mon AD620 est alimenté en 0V et +20V.

[invite9ef4aa12]

dans ce cas tu n'aura pas une bonne précision mais ce n'est pas ça qui te donne qq mv en sortie,vérifie le branchement des pins 1 et 8 (ne mets rien(gain=1) et regarde si tu as une bonne valeurs)

[invite74b5b8f7]

dans ce cas tu n'aura pas une bonne précision

Pourquoi? quel est le rapport?

mais ce n'est pas ça qui te donne qq mv en sortie

Ben je pense que si, si on lit la datasheet, p4 on lit:
output swing (RL = 10kΩ et Vs>±5V) = -Vs + 1,2V

Donc d´après la doc, tu ne pourras pas avoir moins de 1,2V en sortie de ton AD620 si tu l´alimente avec -Vs = 0V. C´est donc déjà bien d´avoir 650mV (surement une résistance de charge bien plus grande que 10kΩ)

[invite9ef4aa12]

eh bah ce n'est pas ça le problème mais souvient toi de tt ce que j'ai dis lors de la mesure de la grandeur analogique ((un capteur + ampli d'instrumentation implique la présence d'un µcontrolleur,le zéro logique doit correspondre à 0v et le 1023==>5v) avec 0 et +vcc le zéro logique correspondra à qq millivolt voila le raport avec la précision

[invite8d0b7120]

Merci lil vince, c'est tout de suite plus clair. Par contre j'ai toujours un souci sur l'amplification. D'après la formule donnant le gain par rapport à la résistance, normalement, plus la résistance diminue, plus le gain augmente. Comme résistance j'utilise un potentiomètre allant jusqu'a 20KOhms max.

[invite74b5b8f7]

avec 0 et +vcc le zéro logique correspondra à qq millivolt voila le raport avec la précision

C´est pas très claire, soit tu dis la même chose que moi (excursion de la tension de sortie limité) soit je ne comprend pas ce que tu racontes...

Par contre j'ai toujours un souci sur l'amplification. D'après la formule donnant le gain par rapport à la résistance, normalement, plus la résistance diminue, plus le gain augmente. Comme résistance j'utilise un potentiomètre allant jusqu'a 20KOhms max.

Et tu veux quoi comme gain? t´as quoi derriere ton ampli?

[invite9ef4aa12]

moi je parle pas de la tension de sortie qu'il a trouver.j'ai dis que si il alimente son AI avec 0 et +15V la sortie ne peut jamais atteindre zéro.donc il va avoir des problèmes pour calculer le grandeur analogique(problèmes de précision).je crois que c claire mnt.

[invite8d0b7120]

Heu en fait, je recommence, je me suis gouré.

Je regardais la tension de déséquilibre du pont alors qu'il n'était pas déséquilibré et non la plage de variation de cette tension. Lorsque j'augmente la résistance (donc quand je baisse le gain), cette tension augmente, mais sa plage de variation est bien réduite.
Ce n'est donc pas un problème en soi :s désolé pour le dérangement.

Alors, en entrée de mon ampli, j'ai une tension qui varie de -100 mV à 400 mV à peu près, en pression maximale.

Vu que j'ai une dérive temporelle du capteur assez importante, je voulais étendre significativement la plage de variation. J'ai donc utilisé un gain de 50 (résistance de 1Kohm d'après la formule). J'ai quelque chose qui varie de 650 mV à la tension de saturation de l'ampli (20 V).

Mais maintenant, mon principal problème reste la dérive temporelle du capteur (la tension peut baisser de 4 V en quelques minutes :/). Y a t-il un moyen de palier à ça? Via un régulateur ou autre?

[invite74b5b8f7]

moi je parle pas de la tension de sortie qu'il a trouver.j'ai dis que si il alimente son AI avec 0 et +15V la sortie ne peut jamais atteindre zéro.donc il va avoir des problèmes pour calculer le grandeur analogique(problèmes de précision).je crois que c claire mnt.

OK, donc on parlait bien de la même chose...

Alors, en entrée de mon ampli, j'ai une tension qui varie de -100 mV à 400 mV à peu près, en pression maximale.

Si tu peux avoir une tension négative en sortie de ton pont, il faut donc alimenter ton ampli avec une tension négative pour qu´il puisse atteindre la valeur minimale de sortie (soit 50*-100mV = -5V) donc il faudrait mettre au moins -7V sur -Vs.
Et si tu as 400mV max en sortie de pont, il faudrait avoir plus de 20V sur +Vs pour que ton AOP puisse sortir 20V en sortie... (tension de saturation = +Vs-1,4V)
Sinon, tu peux mettre une tension différente de 0V sur Vref et diminuer le gain, il faut que ta tension de sortie soit comprise entre 1,2V et 18,6V si tu l´alimentes en 0/20V.

Sinon, pour ta dérive temporelle du capteur, je pense que t´as un problème quelque part, la tension de sortie de pont de ton capteur ne devrait pas bouger si ta pression ne change pas (si j´ai bien compris, tu mesures une pression).
Ca serait bien que tu renvoi ton schéma parce qu´on ne l´a toujours pas vu (en JPEG ou GIF)

Il faut nous donner des éléments si tu veux une réponse, on ne sait pas ce que tu as fait!

[invite8d0b7120]

Ha ok lil Vince, le souci vient donc de l'alimentation.

Je vais tenter de modifier les résistances du pont (j'ai actuellement 3 résistances de 27 KOhms et mon capteur au repos qui fait à peu près 24kOhms) d'après la formule de la tension de déséquilibre.

A savoir choisir des résistances plus petites que 24KOhms ça devrait régler le problème au niveau de la tension négative.

Après effectivement, je vais augmenter le +Vs histoire que l'AOP ne sature pas.

Le capteur est un fil constitué d'un caoutchouc de silicone rempli de carbone noir. Lorsqu'il est étiré sa résistance augmente, puis diminue. Si au début elle diminue de façon importante, elle a tendance à se stabiliser dans le temps.. Au dela elle continue de descendre mais beaucoup moins vite.

J'ai fait ce test en mesurant la résistance pour plusieurs longueurs de fil sur 15 minutes, je n'ai pas les courbes sur l'ordinateur que j'utilise actuellement, je te les enverrai ce soir.

Par rapport au montage, sur l'ordi que j'utilise on ne peut pas enregistrer en jpeg directement via paint (windows 98), et en .gif ça me met "Paint ne peut pas enregistrer ce document" :/. C'est pour ça que je te l'ai envoyé en PDF.

Mais pour avoir une idée, c'est le même que le schéma 35 sur la datasheet de l'AD620B page 12, sauf qu'il s'arrête au pont et à l'AOP.

[invite74b5b8f7]

Le capteur est un fil constitué d'un caoutchouc de silicone rempli de carbone noir. Lorsqu'il est étiré sa résistance augmente, puis diminue. Si au début elle diminue de façon importante, elle a tendance à se stabiliser dans le temps.. Au dela elle continue de descendre mais beaucoup moins vite.

T´aurais pas une datasheet de ce capteur?c´est bizarre comme caractéristique, je ne vois pas trop comment faire des mesures correctes avec ca...
Tu mesures quoi?

Mais pour avoir une idée, c'est le même que le schéma 35 sur la datasheet de l'AD620B page 12, sauf qu'il s'arrête au pont et à l'AOP.

Page 15 non?
Et tu n´as pas de convertisseur A/D derriere? tu en fais quoi de ton signal amplifié?

[invite8d0b7120]

Non je ne trouve pas de datasheet pour ça. L'entreprise l'a commandé il y a longtemps chez TITV (http://www.titv-greiz.de/index.php?id=ueberuns&L=1), mais ils ne disposent pas de datasheet sur leur site. J'ai l'impression que c'est un produit fait sur mesure.

Il fonctionne certainement avec la formule R=(Rho*L/S) avec R = résistance, Rho = résistivité, L= longueur et S = Surface. Lorsqu'un poids est appliqué dessus, la surface diminue et la longueur augmente très légèrement, d'où mon besoin d'amplification.

Pour l'instant je teste plusieurs capteurs, et je détermine leurs avantages et leurs inconvénients. J'essaie donc de procéder par étape, et de d'abord vérifier si le capteur correspond au projet. Mais après il y aura certainement des converstisseurs, un multiplexage etc...

[invite74b5b8f7]

Il fonctionne certainement avec la formule R=(Rho*L/S) avec R = résistance, Rho = résistivité, L= longueur et S = Surface. Lorsqu'un poids est appliqué dessus, la surface diminue et la longueur augmente très légèrement, d'où mon besoin d'amplification.

C´est une jauge de contrainte quoi... Mais normalement le paramètre du temps n´entre pas en compte, es-tu sûr que ça vient du capteur et non pas de ton montage ou de ta mesure?
Sinon, pour moi c´est inexploitable (comment savoir si la diminution de la tension est dûe à une dérive temporelle du capteur ou à une diminution de la pression exercée sur celui-ci... )

[invite8d0b7120]

Ben je te montre les tests que j'ai effectué en pièce jointe. J'ai pris 10 cm de fil dont j'ai bloqué les extrémités avec des poids de 5kg pour plusieurs élongations. Chaque test a duré 15 minutes.

Sinon je suis d'accord avec toi, on ne peut pas connaitre la cause exacte de la dérive. :s

[invite8d0b7120]

Re bonjour,

Bon j'effectue en parallèle des tests sur un autre capteur résistif:
http://www.tekscan.com/flexiforce/flexiforce.html.

J'ai le même problème de dérive temporelle et dans la datasheet j'ai:

"Exercising, or Conditioning a sensor before calibration and testing is essential in achieving accurate results. It helps to lessen the effects of drift and hysteresis. Conditioning is required for new sensors, and for sensors that have not been used for a length of time.
To condition a sensor, place 110% of the test weight on the sensor, allow the sensor to stabilize, and then remove the weight. Repeat this process four or five times."

Drift = dérive. Je vais tenter de faire les mêmes tests sur le fil.

[invite74b5b8f7]

Et ben fait ce qu´ils préconisent et refait des essais...
Sinon, j´ai lu ça:

It is important to take drift into account when calibrating the
sensor, so that its effects can be minimized. The simplest way to accomplish this is to perform
the sensor calibration in a time frame similar to that which will be used in the application.

Je n´ai pas le temps de lire les docs de ton capteur, mais en tout cas, il ne faut pas chercher de la précision avec ça!

Tu peux nous en dire plus sur ton application? pourquoi utiliser un truc comme ça?

[invite8d0b7120]

Alors, je bosse pour une boite qui fait des matelas thérapeutiques anti escarres. Ces matelas sont constitués d'une série de coussins, dont le gonflage/dégonflage est piloté indépendamment les uns des autres.

Je dois trouver des capteurs qui puissent s'intégrer à l'intérieur de chaque coussin et venant au contact du patient, afin de pouvoir effectuer une régulation de pression sur les tissus en temps réel (alternance gonflage/dégonflage).

En fait le capteur fil serait bien adapté au projet car on pourrait l'étendre sur chaque coussin, et donc couvrir une majeure partie du matelas.

[invite74b5b8f7]

Effectivement, c´est une application qui nécéssiterai ce type de capteurs... Mais ces capteurs ne sont vraiments pas précis, tout dépend de la précision que vous voullez obtenir...

En tout cas, je ne comprend pas leur:

Drift : <5% per logarithmic time scale

Pour moi ça ne veut rien dire!

Et je me pose des questions sur leur montage à AOP, il est alimenté en 0/5V et ils rentrent du -5V sur V-; bien sûr en fonctionnement V- est forcé à 0V par l´AOP mais je ne pense pas que ce soit conseillé...

[invite8d0b7120]

En fait dans un premier temps, je pourrais me contenter d'un fonctionnement "tout ou rien" (poids ou absence de poids), mais malgré le conditionnement, la dérive du fil est tellement importante que sa résistance en charge finit par être la même que la résistance en absence de poids :s. Du coup c'est vraiment inexploitable

D'après mes nombreuses recherches sur les différents capteurs du marché, il ne reste plus que le Flexiforce, qui puisse être utilisé mais je devrai en mettre plusieurs par coussin, du coup, le coût du projet va être considérablement augmenté :s.

Après conditionnement, la dérive est fortement limitée sur les Flexiforce tout de même. L'amplification permet de bien séparer la plage de dérive, de la tension quand le capteur n'est pas chargé.

PS: idem pour la phrase que tu as citée (drift) je pige pas trop.

[invite74b5b8f7]

Au fait si t´as vraiment du mal à exploiter un produit d´un fabricant, il ne faut pas hésiter à le contacter pour lui poser tes questions...

A mon avis lá, c´es la meilleure chose à faire...

[invite8d0b7120]

D'accord je vais faire ça. Merci beaucoup pour votre aide, je serai de retour bientôt je pense, pour la chaîne d'acquisition.

Dernière question: le pont de Wheatstone a-t-il une sensibilité plus élevée que le montage inverseur (ou non inverseur), concernant un capteur de cet ordre de grandeur (plusieurs MOhms)? C'est assez délicat à déterminer à vue de nez.