| Российский химико-аналитический
портал |
химический анализ и аналитическая химия в фокусе внимания ::: портал химиков-аналитиков ::: выбор профессионалов |
 |
|
| ANCHEM.RU » Форумы » 1. Аналитический форум ... |
 |
Посоветуйте электронный (безбумажный) самописец или АЦП >>>
|
 |
|
Krogius Пользователь Ранг: 9 |
 10.04.2013 // 18:00:53
Редактировано 3 раз(а) В продаже ныне имеется много цифровых вольтметров (авометров), допускающих свое подключение к компьютеру. Они несколько дороже обычных, но даже не в этом дело. Вариантов подобного рода я в своем прошлом посте не стал касаться по двум важным причинам: чудовищно большой инерции и медлительности преобразования. Дело в том, что измерители этого рода предназначены для измерения постоянного напряжения. Постоянного не в том смысле, что не переменного, а в смысле, что его величина во времени неизменна или изменяется крайне медленно. Тогда как самописец должен уметь не только писать прямые и наклонные линии, но и реагировать на импульсы! Более того, хороший самописец даже короткие пики успевает отрисовывать, хотя инерция перьевой каретки этому сильно мешает. Собственно, АЦП и вторглись в область, ранее занятую самописцами, главным образом, из-за своей малой инерционности, позволяющей регистрировать быстрые изменения сигнала столь же эффективно, как и медленные. Тогда как цифровые вольтметры - черепахи в мире измерителей, обычно уступающие даже самописцам. Цифровые вольтметры подобны напольным весам - прежде чем считать показание, нужно дождаться, чтобы оно успокоилось. Вот они и дожидаются, секунду и то и более. Т.е. медлительность преобразования является отчасти следствием их высокой инерционности. Поэтому цифровые вольтметры вполне годятся, когда их используют для измерения величин, еще более инерционных, чем они сами - напряжения/тока в промышленной сети, температуры, в тензометрии, потенциалометрии, кондуктометрии и т.п., но совершено не годятся для регистрации быстрых изменений сигнала. А тем более, когда этот быстрый сигнал нужно количественно оценить с достаточной точностью. Например, в сейсмологии цифровой вольтметр даже не успел бы заметить землетрясение, т.к. не сумел бы прореагировать на столь быстрые импульсы. Если теперь с этих позиций оценить EClerk-USB, то выяснится, что по своим параметрам он - цифровой вольтметр, с типичными для него характеристиками: низкой точностью (0.1%) + медлительностью (>= 1 сек). И здесь примечательна даже сама фраза из его описания "Срок службы без смены элемента питания при периоде регистрации 1 мин. : 1 год", прозрачно намекающая, что 1-минутный интервал измерений для такого устройства самый походящий. Тем не менее, в аналитической химии задачи бывают самые разные, а потому при выборе измерителя следует в первую очередь руководствоваться требуемой скоростью изменения сигнала. Если вы занимаетесь титрованием, а сигналы выдает pH-метр, то и нечего гоняться за высокой точностью и скоростью преобразователя. Но если это хроматография, а тем паче электрофорез, где интерес представляет не постоянная составляющая напряжения, а пики на ее фоне, то нужны как раз те самые специализированные АЦП, про которые я рассказывал в прошлый раз. Интерес к столь далеким от аналитической химии областям, как кардиография и энцефалография, был мной проявлен из-за подобия требований к параметрам измеряемых сигналов. Там тоже оказывается важным не сам потенциал кожи пациента относительно земли, а то, какие загогулины он выписывает со временем. И в этих загогулинах и состоит вся диагностика! И если у кого-то из нас задача того же рода, что загогулины являются важнее постоянной составляющей, то интерес к медицинским АЦП совершенно правомерен. Тем более что медицинская техника ныне вышла из медкабинетов, а заполонила прилавки аптек, адресуя свои услуги очень широкому контингенту покупателей, не являющихся врачами. Благодаря этому такие устройства стали массовыми и по цене гораздо более доступными, чем аналитическое оборудования для химлабораторий. |
|||||
|
ANCHEM.RU Администрация Ранг: 246 |
||||||
|
varban VIP Member Ранг: 8699 |
10.04.2013 // 21:20:00
Одно время я использовал цифровые измерители. Мультиметр:  // И старый огромный измерительный мост Metra Blansko. Он вообще раз в 10 секунд обновлял показания. Зато меряет миллиомы  Сегодня вместе с Pt 100 используем только для воспроизведения Международной темпетатурной шкалы А потом я заинтересовался АЦП звуковых карт
|
|||||
|
varban VIP Member Ранг: 8699 |
10.04.2013 // 21:22:59
Редактировано 1 раз(а) Если бы не сидел на хьюлеттовской игле всерьез посмотрел бы на калькуляторы Семико. |
|||||
|
Krogius Пользователь Ранг: 9 |
11.04.2013 // 3:44:39
Редактировано 4 раз(а) Хьюлету надо отдать должное, замечательная фирма! По крайней мере была... До сих пор помню "HP Journal", который приходил в бумажном виде еще долгое время, с тех пор как купили какое-то их оборудование. К сожалению, нынче и тот замечательный журнал перестал выходить, да HP на ширпотреб переключилась. А ведь последовательно проводимая идея о том, что все лабораторные приборы должны иметь один и тот же интерфейс связи с компьютером - это их идея. И интерфейс HP-IB - тоже их детище. По нынешним временам таким интерфейсом де-факто стал RS232C, но далеко не у всех измерительных приборов он есть. А если и есть, то зачастую используется для удаленного управления кнопками, а отнюдь не в качестве передатчика измеряемых данных. А для данных каждый городит, во что горазд. Даже сети приборов на основе CAN на выставке видел. Протоколы, конечно, у каждого свои, причем от пользователя обычно засекреченные, чтобы программу связи у той же фирмы покупал, а не у конкурентов. И все этот зоопарк существует при том, что родной внешний интерфейс у компьютеров всего один - раньше был Serial (он же RC232С), а сейчас - USB. Разные SATA не в счет, т.к. использовать их помимо внешнего накопителя крайне проблематично. Отсюда и такое внимание к USB-интерфейсу. И, несмотря на то, что конверторы бывают в продаже всякие, обойдутся они по цене, близкой к цене самого внешнего АЦП. Исключением является лишь переходник USВ/COM-конвертор, который довольно дешев. А с другой стороны, массовая электроника стремительно дешевеет, а ее возможности растут (за прежнюю цену). Чего никак не скажешь в отношении научного оборудования, цена которого по нынешним временам несоизмеримо высока по сравнению с ширпотребом того же уровня сложности. И, видимо, именно это обстоятельно понуждает людей, чье дело заниматься наукой, обращать свой завистливый взгляд на бытовую электронику, в надежде использовать ее в научных целях. И вот люди во всю используют терморегуляторы от плит и стиральных машин, релейные системы от автомобилей, а измерители сигналов от электрокардиографов .И этот интерес тоже вполне закономерен, поскольку звуковая карта - ширпотреб. Вот только беда, что величину постоянного напряжения она измерять не может, а только амплитуду переменного. И если в старых аудиокартах еще можно было закоротить проходной конденсатор на входе, чтобы на АЦП проступала постоянная составляющая, то теперь этого сделать нельзя, т.к. тот конденсатор стали интегрировать вовнутрь микросхемы АЦП, предназначенного для оцифровки звука. С одной стороны эта мера защищает этот АЦП от электростатики, но с другой стороны не позволяет его использовать в лабораторных целях. Надо признать, что проходной конденсатор зачастую стоит и в электрокардиографах и энцефалографах, только емкость у него побольше. Поэтому далеко не любой электрокардиограф для наших целей годится. Но та демо-плата, на которую я набрел, в этом отношении просто подарок - на 1-й канал измерения входной сигнал идет через конденсатор, а на 2-ой - без конденсатора, хотя оба канала измеряют один и тот же входной сигнал. А впрочем, если это было не так, то ничто не помешало бы закоротить этот конденсатор прямо на плате. Тем не менее, не всё в отношении этой платы обстоит настолько радужно, как можно было бы предположить из моего рапорта. Например, программа для компьютера, поставляемая вместе с ней, оставляет желать много лучшего. В частности, данные она записывать на диск умеет, но считывать их обратно нет. Т.е. для обработки данных все равно придется пользоваться какой-то другой программой. Это неудобно, хотя программ, строящих графики и делающих расчеты по данным из файлов довольно много. К тому же для этой цели годится Excel, тем паче, что прилагаемая программа записывает ЭКГ на диск как раз в его формате (*.xls). Еще один негатив - блок данных ограничен 65535 замерами (т.е. максимальным числом, помещающимся в два байта). Это плохо т.к. хотелось бы непрерывного режима. Из позитивных моментов - обнаружил с нижней стороны платы микросхему флеш-памяти (той же, что внутри флешек стоит, которые на шее носят вместо дискет). У нее емкость 8 ГигаБайт! После этого я посмотрел на это устройство с большим уважением, т.к. понял, что при такой емкости памяти выломанная SD-карта ему без надобности. Если писать в ту память сразу по двум каналам на частоте 50 Гц, то получится 300 байт/сек, или 18 Кбайт/мин, или 1.1 Мбайт/час, или 26 Мбайт/сутки, или 778 Мбайт/месяц, или 9.3 Гбайт/год. Т.е. наличествующие 8 ГБ лишь немного недотягивают до года (!) непрерывной записи! Таким образом, свою цену в $99 эта плата безусловно оправдывает. Тем более что она не черный ящик, как EClerk-USB, а имеет все свои характеристики на виду. В том числе электрическую схему и текст прошитой во внутрь микроконтроллера программы. Протокол обмена с компьютером устанавливается без труда, т.к. он описан в комментариях к этой программе. Собственно и во внешней программе и драйверах эта плата особо не нуждается, т.к. при присоединении к компьютеру распознается им, как виртуальный COM-порт. Теперь достаточно послать ей в терминальном режиме волшебное слово из 7 букв , чтобы она начала в ответ долбить посылками по 54 байта, содержащими по 8 последовательных измерений с каждого из каналов. Волшебными словами той же длины можно прекратить передачу, а также изменять ее параметры (частоту, режим фильтрации и многое другое) и даже выдавать наружу 8 логических уровней на контакты, которые я сперва не заметил.Как что будь у этой платы приличный корпус (пусть даже пластиковый), то ни UniChrom, ни Ampersand/MultiChrom не отказались бы ее программно поддержать. А без оного это вещица лишь для любителей, к коим отношу и себя . |
|||||
|
Pilot45 Пользователь Ранг: 87 |
11.04.2013 // 9:47:44
Редактировано 2 раз(а) Ваши предположения могут оказаться далеко не беспочвенными. Я лишь обратил внимание на существование таких устройств. Может быть кому-то они будут полезны. Вот один из графиков процесса кристаллизации чистого нафталина полученных на аналогичным сдохшему АЦП:  Здесь более плавная и темная кривая - результат усреднения текущего ежесекундного измерения (розовая кривая) с предыдущими 9-ю измерениями. Сам процесс кристаллизации оказывается таким, что когда я поместил в старую установку малоинерционный датчик температуры, наши химики сказали, что прибор нерабочий. Пришлось увеличить его инерционность. После некоторого осмысления последнего Вашего сообщения я бы хотел задать уточняющие вопросы по рекомендуемой Вами плате. Так что не теряйтесь
|
|||||
|
Каталог ANCHEM.RU Администрация Ранг: 246 |
|
|||||
|
varban VIP Member Ранг: 8699 |
11.04.2013 // 11:58:26
Редактировано 1 раз(а) Pilot45> Вот один из графиков процесса кристаллизации чистого нафталина полученных на аналогичным сдохшему АЦП: Pilot45> Здесь более плавная и темная кривая - результат усреднения текущего ежесекундного измерения (розовая кривая) с предыдущими 9-ю измерениями. В Вашем случае скользящее среднее по 9 точкам - сильно много до хрена. Заметно меняется наклон и координаты минимума из-за частотных искажений. Тут лучше всего смотрелся бы адаптивный фильтр. Однако он - самый сложный в реализации и в настройке. У нас - подобные проблемы. Пока до адаптивного фильтра не доросли - никак не можем формализировать его применение. И используем полиномиальное сглаживание: На картинке - запись давления в ракетном двигателе. |
|||||
|
Krogius Пользователь Ранг: 9 |
11.04.2013 // 17:49:45
Редактировано 6 раз(а) Ваш случай таков, что инерционность преобразователя ему не мешает, поскольку здесь нас интересует горизонтальный уровень температуры фазового перехода. А вот если бы нас интересовали параметры большого отрицательного пика в начале графика, то тут инерционный преобразователь был бы недопустим. И приведенный вами график лучше всего это различие демонтирует. Видите, как инерционность измерителя уела высоту того пика? И это несмотря на то, что он довольно широк. А будь он в два раза уже, то его уело бы аж на половину высоты, а то и более! Именно поэтому для правильного измерения узких импульсов необходим малоинерционный и более быстрый АЦП. При этом приходится мириться с тем, что малоинерционный АЦП сильнее шумит. Впрочем, обычно шумит не он сам, а это проявляются реальные помехи или свойства датчика, которые инерционный измеритель не регистрирует. Тем не менее, здесь следовало бы руководствоваться правилом - "котлеты отдельно, а мухи отдельно", а именно развести процесс прецизионного измерения и процесс аппроксимации данных требуемой моделью на разные стадии. Т.е. освободить измеритель от сглаживания данных, позволив ему измерять реальный сигнал, а сглаживание/аппроксимацию данных делать уже над цифровыми данными на компьютере. А кстати, в вашем случае даже инерционный измеритель не решает задачи полностью. Присмотритесь к графику и заметьте, что уровень температуры в процессе кристаллизации не строго горизонтальный, а имеет небольшую тенденцию к понижению. Тогда как увеличение инерционности измерителя приводит к одновременному эффекту аппроксимации данных к горизонтальному уровню. Именно из-за этого эффекта инерционные измерители с успехом используются во всех случаях, когда нужно привести зашумленный сигнал к одному уровню (участок 1:58:20 - 2:01:10). И если нам нужна средняя величина температуры кристаллизации (скажем для калибровки электронного термометра), то все равно придется найти на всем этом участке среднее значение чисто математическим способом. А раз так, но и промежуточное сглаживание инерционным АЦП нам пользы не принесет, поскольку для получения среднего значения на участке нет необходимости в промежуточном посекундном сглаживании. Таким образом, к математике на конечном этапе почти всегда приходится прибегать, а если так, то она же и с шумами (неровностями кривой) справится шутя. Вот и вы тоже усредняли по 10 точкам чисто математически, а, следовательно, в инерционности измерителя ничуть не нуждаетесь. Увеличение же инерционности измерителя, как метод борьбы с шумами, - это прошлый век, когда оцифровка данных была редкостью. Именно тогда приворачивали параллельно входу самописца большие конденсаторы, чтобы те уменьшали шум за счет увеличения инерционности. А иначе самописец дрожащим пером дырявил в бумаге сквозную дыру . И даже ныне в цифровых вольтметрах такие конденсаторы стоят, пусть даже не снаружи, а в каком-то из последующих входных каскадов.Я не то чтобы ее рекомендовал, а скорее пытаюсь выжать из нее все возможное, раз уж она попала ко мне в руки живьём. Я ничуть не оскорблюсь, если где найдется более подходящий экземпляр за ту же цену или дешевле. Впрочем, я и сам готов предложить альтернативу. Скажем, демонстрационная плата ADS1232REF:  Она тоже производства той же компании Texas Instrument. И пусть вас не удивляет мой выбор - в компании TI я не служу и рекламой ее не занимаюсь, а просто пользуюсь тем обстоятельством, что данная фирма продает демо-платы практически по себестоимости, не подозревая, что им может быть найдено иное применение. Так эта плате еще дешевле - $49 по каталогу фирмы и где-то 2200-2500 руб у нас. Здесь измерительный канал только один, скорость измерения на выбор 10 или 80 Гц. Вот этот ролик на Ютубе посмотрите, он совсем коротенький: Родная программа тоже какая-то к нему прилагается. Картинку не нашел, но на 15-ой странице руководства ее внешний вид нарисован. И, если бы я плавил нафталин , но, вероятно, выбрал бы именно эту плату, хотя она и размером побольше, но устроена проще. И проводки под винтики удобно присоединять, и дисплейчик напряжение показывает даже при автономной от компьютера работе (на одном питании от батарейки типа "Крона"). Кстати, амперсендовский комплекс "Мультихром" работу с этой платой поддерживает.На мой взгляд, адаптивный фильтр тут не нужен, а полиномиальное сглаживание – как раз самое подходящее решение. Адаптивная фильтрация нужна в компромиссных случаях, когда требуется сгладить шумы, но нельзя повредить форму и высоту пиков, которым многоточечное усреднение вредит так же, как и полиномиальное. В задаче плавления нафталина такой проблемы нет, а потому и полиномиальное сглаживание подходит здесь лучше, чем что-либо иное. |
|||||
|
UniChrom Пользователь Ранг: 312 |
11.04.2013 // 23:24:44
Есть ещё вот такие деятели |
|||||
|
Krogius Пользователь Ранг: 9 |
12.04.2013 // 3:44:25
Редактировано 2 раз(а) Чувствуется рука отечественного производителя! А чувствуется она вот в чём. Китайцы, когда дерьмо делают, то и продают его дешево, а наш производитель свое дерьмо продает дорого. И не потому, что он бракодел, а потому что у нас смысла не имеет заниматься производством, если навар (отношение цены изделия к себестоимости) окажется меньше, чем 500%, а чаще все 1000%. Иностранный производитель будет бесконечно счастлив, если вложенная им в производство сумма вырастет в два раза, а российскому требуется чтобы она выросла в 5-10 раз! И не от жадности, а оттого, что деньги у него сквозь руки утекают в песок - то тут, то там "подмазать" надо - вот денежка и закончилась. Поэтому и браться за производство, которое не сулит многократной прибыли, отечественный производитель не может себе позволить. Он даже при прибыли в 300% еле-еле сводит концы с концами, тогда как прибыль та рассасывается со скоростью света.Именно поэтому отечественный производитель вынужден выпускать низкокачественную продукцию. Причем, низкокачественную не потому, что он плохо ее сделал, а потому, что был вынужден использовать для ее создания самые дешевые материалы и применять самые простые конструкторские решения, чтобы свести себестоимость к предельному минимуму. Ну, а дешево, как известно, хорошо не бывает. Теперь смотрим, что нам предлагают. ADCS5K-12-x - 12-битный преобразователь в корпусе копеечной вилки. Очевидно, что нормальным АЦП там даже не пахнет, а стоит простенький микроконтроллер, ценой в 2 бакса, в лучшем случае в паре с кварцем. Тогда как цена в $60-$85 довольно солидная. Здесь очевидно, навар достигает 1000%, т.к. цена в 10 раз больше себестоимости. Самое приличное, что нашел в этом списке - 24-разрядный ADCS24-2T. К сожалению, USB для него пожалели, несмотря на высокую цену в $125. Смотрим схемку про то, что внутри:  Видим 4 детальки. Самый дорогой, понятное дело, АЦП (ADS1240). Он хоть за границей ценой в 5 баксов, но у нас стоит 300 руб. Еще половина от этой суммы на источник опорного напряжения (REF192), этот расход тоже оправдан, т.к. от его качества сильно зависит точность измерений (АЦП лишь сравнивает измеряемое напряжение с опорным, используя последнее как эталон для сравнения), Микроконтроллер (ATmega8) потянет еще на 70 руб, остальное - копейки. Итого мы набрали в сумме 520 руб. Округлим вперед до 600 на изготовление платы. Получается сумма порядка $20. Ну, пусть еще $5 за коробок. Итого $25. А за изделие просят $125, т.е. $100 - это приварок. Отношение цены к себестоимости 500%. Картина для нас типичная. На этом фоне компания Texas Instrument выглядит богачом, бросающимся деньгами. Даже если просуммировать цену деталей в демо-плате ADS1231REF, то даже в отсутствии самой текстолитовой платы и сборки, выходит дороже, чем цена, за которую она продается целиком! Отсюда у меня и неподдельный интерес к этим платам, поскольку производитель выпускает их исключительно с рекламными целями, старясь переманить разработчиков на свою элементную базу. Здесь же оказывает свое влияние и нешуточная война между Texas Instrument и Anаlog Devices, в ходе которой они борются за клиентов, раздавая образцы даже бесплатно (к сожалению готовых плат эта практика не касается). Скажем, AD7794, который сгорел у Pilot45, это изделие Anаlog Devices, а ADS1240 в устройстве ADCS5K-12-x - изделие Texas Instrument. В принципе продукция обеих фирм одинаково хороша, но Texas Instrument выпускает дешевые демо-платы, которые Anаlog Devices выпускает редко. Впрочем, демо-платы выпускаются очень многими электронными фирмами, но на производстве АЦП в основном специализируются эти две. Таким образом, демонстрационные платы микросхем аналого-цифровых преобразователей являются ныне той нишей, где отношение цены к себестоимости предельно низко. И это не может не вызывать интереса среди отечественного потребителя. Где еще это отношение может сильно упасть, предсказать трудно. Предположу, что скоро войдут в обиход "мозговые мышки", т.е. устройства для управления компьютером посредством нейроимпульсов, биотоков мозга или потенциалов мышц лица. Типичному устройству этого рода NIA (Neural Impulse Actuator) посвящена даже отдельная страница в Википедии - . Нужно только дождаться времени, когда их производство станет массовым. Впрочем, NIA уже была в продаже года 2 назад по цене около 3000 руб, но потом внезапно исчезла с прилавков. Надо полагать, что это дело не заглохло, и подобные устройства перестанут быть редкостью. А про саму NIA известно, что в ней стоит 24-битный АЦП. Об этом свидетельствует трехбайтный протокол в программе BrainBay, с помощью которой можно "силой мысли" играть не то в крестики-нолики, не то в минное поле. Ведь подешевели же до предела лазерные USB-мышки, хотя когда-то в прошлом их цена доходила до 100 долларов. А ведь, если подумать, то лазерная мышка по своему устройству посложнее будет, чем цифровой преобразователь, которого все мы очень жаждем. |
|||||
|
Степанищев М VIP Member Ранг: 3440 |
12.04.2013 // 9:48:21
Редактировано 2 раз(а) Довольно типичная ошибка - изделие не является набором комплектации. Проводя "расследование" Вы очень многое не учли. Не придираясь уж к таким мелочам, как цифровой термометр DS18S20 из левого нижнего угла схемы по цене порядка 100 руб. Да и резисторы с конденсаторами на входе, в отдельных случаях, могут стоить до сотни рублей каждый.
С одной стороны - многое верно, к сожалению. С другой, наборы для разработчиков поставляются сюда по откровенно демпинговым ценам только потому, что в стране существуют остатки недоразворованной промышленности. Несмотря на все потуги модернизаторов по её "эффективному развитию". Когда же разборчивый "отечественный потребитель" при мощной государственной поддержке окончательно разорит "дерьмового отечественного производителя" - будете кушать то, что дадут. Вероятнее всего - отбросы, зато втридорога. Ибо товары метрополии для колоний, как правило, весьма недёшевы. |
| |
||
|
Ответов в этой теме: 57
|
||
| ЖУРНАЛ | ЛАБОРАТОРИИ | ЛИТЕРАТУРА | ОБОРУДОВАНИЕ | РАБОТА | КАЛЕНДАРЬ | ФОРУМ |
| Copyright © 2002-2022 «Аналитика-Мир профессионалов» |
|
Размещение рекламы / Контакты |
[]
