Dies kann Ihnen bei der Entscheidung helfen. Dies sind die drei Haupttypen: -

Bei extremen Anwendungen müssen Sie sich bewusst sein, dass Kondensatoren (wie alle Komponenten) unrein sind. Sie haben einen effektiven Serienwiderstand (ESR) und eine effektive Serieninduktivität. Sie haben auch einen internen Entladungsmechanismus, der die gespeicherte Ladung langsam ableitet, und einige sind besser als andere.

Bei Keramikkondensatoren ist C0G / NP0 der beste Typ für Filter, da sie sehr gut sind gute Temperaturstabilität. X7R sind in Ordnung, wenn die Filterung nicht dicht gehalten werden muss, aber X7R und X5R und andere Keramiken mit größeren Dielektrizitätskonstanten (mehr Farad pro Kubikzoll) haben die Tendenz, ihre Kapazität mit der angelegten Spannung zu ändern, und so kann dies bei Filtern eine sein Eine schlechte Situation, da eine sich ändernde Gleichspannung des zu filternden Signals zu einer erneuten Abstimmung des Filters führen kann. Das Schlimmste ist jedoch, dass diese Spannungsabhängigkeit für ein großes Signal die Form des Signals verzerren kann.

BEARBEITUNGSTEIL

Die der Frage hinzugefügte Option für einen metallisierten Polyesterkondensator ist nicht gut für Vergleiche mit, weil es für 100 Volt ausgelegt ist (daher großes 2220-Gehäuse) und diese Schaltung einfach keine Kappe dieser Nennspannung benötigt. Der Vergleich dieser Wahl mit der einer generischen Keramik 0805 ist überhaupt keine wirkliche Wahl - es wäre dumm, die 0805 in dieser Anwendung nicht zu wählen, da die Spannung, die sie sieht, gleichstromstabil ist und selbst wenn die Kapazität ein wenig mit der Temperatur abweicht, geht sie nicht

Ich möchte auch darauf hinweisen, dass die gezeigten Widerstände (R1 und R2) wahrscheinlich nicht benötigt werden, wenn sich die "Brücke" aufgrund der Brücke innerhalb weniger Zoll des ADC befindet selbst wird aufgrund der Brückenwiderstände einen effektiven Wert des Serienwiderstands haben. Jeder Niederfrequenzfilterpunkt wird durch den Brückenwiderstand und die zusätzlichen Vorwiderstände bestimmt. Warum also mit R1 und R2 arbeiten?

Alle Stromkreise erfordern ein Gleichgewicht zwischen den Komponenten. Eine Komponente beeinflusst eine andere. Die Antwort auf Ihre Frage zum passiven Filter basiert auf Informationen zu den aktiven Komponenten. Wir werden es hier durchgehen.

Das Datenblatt der DMS-Wägezelle enthält Informationen zur Empfindlichkeit und zum Frequenzgang Ihrer spezifischen Zelle .

Nehmen Sie zum Beispiel Folgendes: http://www.phidgets.com/documentation/Phidgets/3132_0_Datasheet.pdf

Der erste Schritt ist das Ausbalancieren die Zelle und der ADC. Dies ist eine Voraussetzung für die passive Auswahl.

Diese Zellenempfindlichkeit beträgt 8 mV / V. Dies bedeutet, dass bei maximaler Auslenkung (780 g Kraft) 8 mV / V * 5 V = 40 mV Ausgangsleistung an den Klemmen angezeigt werden sollten. Als erstes sollten Sie bestätigen, dass Ihr ADC mit 128-facher interner Verstärkung dieses Signal entsprechend skaliert. Diese Verstärkung sollte Ihr Signal im schlimmsten Fall auf etwa 5120 mV umwandeln. Wenn der ADC 5 V in Digital umwandelt, sind Sie ungefähr dort, wo Sie sein möchten (weil Sie wahrscheinlich nicht versuchen, die vollen Auslenkungen zu messen). Wenn der ADC nur einen Eingangsbereich von 3,3 V hat, möchten Sie eine Änderung vornehmen. Wenn Ihre Lasten so klein sind, dass Sie wissen, dass es eine kleinere Arbeitsspannung gibt, als der ADC selbst skalieren kann, sollten Sie sich einen Differenzial-Operationsverstärker ansehen, um die Spannung in den richtigen Bereich für den ADC zu bringen. Nehmen wir an, dass dies vorerst nicht benötigt wird.

Als Nächstes müssen Sie Ihre ADC-Abtastfrequenz planen. Eine einfache Faustregel für die Abtastung besteht darin, mit der doppelten höchsten Frequenz abzutasten, die Sie möglicherweise messen möchten. Dies wird manchmal als Nyquist-Theorem bezeichnet.

Diese bestimmte Zelle hat keine aufgelistete maximale Frequenz, aber wir nehmen an, dass sie mit 100 Hz bewertet ist. Dies bedeutet, dass die mechanischen Komponenten klein genug sind, dass sie mit 100 Hz oder weniger schwingen können, ohne nicht linear zu werden. Ich vermute, dass die meisten Dehnungsmessstreifen größer sind und daher weniger ansprechen.

Wenn Sie also Informationen über 100-Hz-Signale aufzeichnen möchten, müssen Sie mit 200 Hz abtasten und sicherstellen, dass kein Signalgehalt über 100 Hz vorliegt. Signale über 100 Hz können auf andere Frequenzen aliasen. In diesem Fall würden 150 Hz nach dem Abtasten wie 50 Hz aussehen.

Es wäre also gut, ein Filter zu entwerfen, dessen Grenzfrequenz (dh die Hälfte der Energie, 3 dB, entfernt wird) bei 100 Hz liegt. Die Wikipedia-Seite zur RC-Zeitkonstante zeigt die Grenzfrequenzformel Fc = 1/2 * pi R C

. Dies besagt also, dass 100 = 1/2 * pi R. C so R * C = 1/2 * pi * 100 = 1,59e-3

In diesem Fall können Sie also 0,1 uF und 15,9 kOhm wählen. Sie sollten jedoch sicherstellen, dass Ihr Serienwiderstand weniger als 10 Prozent Ihrer Quellenimpedanz beträgt. In dieser Zelle beträgt die Quellenimpedanz nur 1000 Ohm. Sie sollten daher versuchen, die Serienimpedanz unter 100 Ohm zu halten. Wenn Sie R auf 15,9 Ohm senken und C auf 100 uF erhöhen, bleiben RC und Grenzfrequenz gleich.

Jetzt kennen Sie die idealen Eigenschaften der Teile und können einkaufen gehen :)

http://www.digikey.com/product-search/en?pv13=67&FV=fff40002%2Cfff8000b&mnonly=0&newproducts=0&ColumnSort=0&page=1&stock=1&pbfree=1&rohs=1&quantity=0&ptm=0&fid=0&pageSize=25

Dies sind alle Keramikkappen bei DigiKey mit einer Nennleistung von 100 uF. Ihre Auswahl richtet sich nach der Nennspannung. Je größer die Kappe, desto besser die Arbeitsspannung. Sie benötigen eine Arbeitsspannung von 5 V, da das Signal durchschnittlich etwa 2,5 V aus den Leitungen des Messgeräts austritt und ein 2-facher Spielraum keine schlechte Idee ist. Die Bewertung gilt für 6V, und wie Sie sehen können, befinden Sie sich in einem 1210-Paket. Das ist keine schlechte Größe.

Das Einkaufen von Widerständen ist einfacher.

Sie können Digikey nach allen Dünnschichtwiderständen bei 16 KB mit 1% Toleranz durchsuchen.

Diese sind so klein wie 0402. Hier überprüfen Sie die Verlustleistung. Diese haben eine Nennleistung von bis zu 1/16 W, bevor der Stromkreis verbrannt und geöffnet wird. Ihre hochohmige Quelle speist wahrscheinlich einen wirklich hochohmigen ADC, sodass Ihre Ströme im Bereich der Mikroampere liegen. P = I ^ 2 * R zeigt, dass Sie sich hier keine Sorgen machen müssen. Sie könnten bis 0201 gehen (mit denen man fast unmöglich arbeiten kann, daher empfehle ich es nicht.)

Es ist wahr, dass Passive nichtlineare Eigenschaften haben, die sich bei hohen Frequenzen manifestieren, aber wenn Ihre Belastung Messgerät und ADC arbeiten in den 100er bis 1000er Hz, auf die Sie nicht stoßen werden.

Es sieht für mich so aus, als könnten Sie Keramik und Dünnschichtwiderstände auf diesem Weg verwenden.

Ein Dehnungsmessstreifen ist normalerweise ein Niederfrequenzsignal in der Größenordnung von höchstens einigen hundert Hertz (es gibt wie immer Ausnahmen, dies gilt jedoch für die meisten Schnittstellen).

Bei einem Niederfrequenzfilter sind die Abschalteigenschaften wahrscheinlich nicht kritisch, sodass X7R -Keramik wahrscheinlich in Ordnung ist, vorausgesetzt, Ihre lokale Temperatur wird nicht sehr stark variieren. Wenn die lokale Temperatur erheblich variiert, ist es wahrscheinlich besser, einen C0G (NPO) -Typ zu verwenden, der effektiv einen Temperaturkoeffizienten von Null aufweist.

Wenn Sie X7R (mit einer Klasse) verwenden 2 Dielektrikum - siehe Link oben), sollten Sie sicherstellen, dass die Nennspannung des Geräts mindestens doppelt so hoch ist wie die Spannung, die Sie erwarten würden. Dies vermeidet Probleme aufgrund der Effekte der Gleichstromvorspannung, die die Kapazität (nach unten) mit zunehmender Gleichstromvorspannung ändern.

Beachten Sie, dass Keramik auch Mikrofoneffekte aufweisen kann, jedoch die Anregungsfrequenz bereitstellt niedrig ist, sollten sie das Signal nicht wesentlich stören. Ich habe kürzlich eine DMS-Schnittstelle für aktive Filter mit C0G-Keramik erstellt und hatte überhaupt keine Probleme.

Wenn sich der Ort Ihrer Schaltung in einer Umgebung mit hohen Vibrationen befindet, ist ein Gerät vom Polymertyp möglicherweise besser geeignet, da die Vibrationen dazu führen können, dass die Keramik ein Signal (Rauschen, effektiv) in die sehr kleine Spannung induziert produziert vom Dehnungsmessstreifen.

In diesem speziellen Fall mit geringer Welligkeit und niedrigen Frequenzen können Sie ein Tantal - oder Niob -Gerät in Betracht ziehen. Diese haben hohe kapazitive Dichten und obwohl sie ihre Macken haben, scheint diese Anwendung fast perfekt zu sein.

Ohne die Details Ihres ADC zu kennen, kann ich nicht kommentieren, ob dieser Filter ein Anti-Aliasing bereitstellen muss Funktion.

Der ADS1230 ist ein Delta-Sigma-Konverter mit umfassender Filterung. Ihr Filter entfernt also einfach unerwünschte Artefakte wie Störgeräusche und muss kein Anti-Aliasing bereitstellen. Im Datenblatt wird die Verwendung eines Kondensators über bestimmte Pins empfohlen, um ein Anti-Aliasing zu erzielen (siehe Seite 10, Abbildung 18 des Datenblatts).

Im Allgemeinen sollte Ihre Frage zum Filtern lauten, warum ich keine Keramikkappen verwenden sollte. (Da es sich um die billige, zuverlässige und kleine Lösung handelt.)

Verwenden Sie zu viel Strom oder benötigen Sie zu viel Kapazität?

Dann sollten Sie Aluminium-Elektrolytkondensatoren verwenden. (Es sieht nicht so aus, als ob es Ihnen gut geht.)

http://www.digikey.ca/Web%20Export/Supplier%20Content/CDE_338/PDF/CDE_AEappGuide. pdf? redirected = 1

Sind Sie besorgt über mechanische Beanspruchungen (Vibrationen), die dazu führen können, dass (im Allgemeinen sehr kleine) Spannungen über den Kondensator angelegt werden, oder benötigen Sie einen superlinearen Frequenzgang?

Dann betrachten Sie Filmkondensatoren. (Es sieht so aus, als ob Ihr Frequenzbereich niedrig genug ist, dass keines davon ein Problem darstellen sollte.)

Keramik- oder Filmkondensator: Welcher wird in Audiokreisen bevorzugt?

Ansonsten bleiben Sie bei Keramik, sie sind aus einem bestimmten Grund ein allgemeiner Zweck.

Dies scheint mir eher eine Gleichstromanwendung zu sein, z. B. das Messen einer sich langsam ändernden Dehnung in einem Strahl oder für eine Skala, als Schwingungen (aufgrund der von Ihnen vorgeschlagenen Kondensatoranordnung).

Wenn dies der Fall ist und Sie versuchen, Rauschen oder EMI-Potential in der Schaltung zu reduzieren, würde ich R1, R2 nicht hinzufügen, da die Werte unterschiedlich sein und sich je nach Temperatur und Luftfeuchtigkeit ändern könnten, und ich würde auch nicht hinzufügen C1 und C2, da sie Geräusche von den Bodenspuren einbringen könnten, und einfach mit C3 gehen. C3 sollte ein Kondensator mit sehr geringer Leckage sein, da die Leckage als Widerstand über der Brücke auftritt. Wenn sich dies ändert, kann dies die Messung beeinflussen. Ein Kondensator wie PTFE, eine metallisierte Polyesterfolie, kann jedoch für Ihre Anwendung zu viel sein.

Murata bietet Leckwiderstände für Keramiken um 500 M Ohm, was für Ihre Anwendung ausreichend sein kann. (Betrachten Sie es als Widerstand und prüfen Sie, ob die Extremwerte, z. B. 1 MOhm, die bis zu 1000 MOhm schwingen, des Widerstands überhaupt zur Messung beitragen.) Wenn ein extremer Anstieg des Leckwiderstands Ihre Leistung nicht beeinträchtigt, ist Keramik eine gute Wahl, vorausgesetzt, das Ganze vibriert nicht.

Metallisierte Folie - Leckwiderstände um 15000 M Ohm http://www.kemet.com/Lists/ProductCatalog/Attachments/109/F3301_R82.pdf

Eine schlechte Wahl für C3 wären polarisierte Kondensatoren wie Elektrolyt oder Tantal, da die Polarität gesehen wird durch C3 könnte wechseln.

Ferritperlen sind ein guter Weg, um die EMI zu reduzieren, die auf Drähte und dergleichen eintritt, und die Abschirmung mit Metallbändern oder Käfigen ist gut für den Leiterplattenschutz. Die 5-V-Versorgung ist wahrscheinlich Ihre größte Geräuschquelle. Daher ist es wichtig, dieses Geräusch zu charakterisieren und zu reduzieren.

Wenn Sie den Luxus haben, den Wert viele Male zu messen, können Sie den Effekt von Rauschen durch Mittelwertbildung oder ausgefeiltere digitale Filtertechniken eliminieren, mit denen Sie die Eckfrequenz über Software und natürlich die Frequenz auswählen können ist auf die Nyquist-Frequenz des ADC begrenzt, also die Hälfte der Abtastrate. Wenn Sie 1 kHz abtasten, können Sie nur 500-Hz-Schwingungen im Signal auflösen. Weniger als übermäßige HF-Interferenzen sind möglicherweise nicht signifikant.

Zuletzt sollten Sie die Auflösung berücksichtigen, die Sie verwenden um aus Ihrem ADC herauszukommen, da dies der größte einschränkende Faktor für die Genauigkeit der Messung sein kann. Sie müssen eine Spannungsreferenz für den ADC haben. Wenn sich diese im Laufe der Zeit ändert (relativ zur Versorgung der Brücke), können Sie keine Messungen vergleichen, die zu unterschiedlichen Zeiten durchgeführt wurden.

Ihre Verstärkung am ADC ist 128, also 5V / 128 = 39mV Eingangsschwingung, bevor Sie in die obere Schiene schlagen. Angenommen, Sie haben einen 10-Bit-ADC, dann können Sie 5 V / 1024 = 4,88 mV pro Schritt auflösen, was sich in einer Genauigkeit in Bezug auf Dehnung oder Kraft niederschlägt. Wenn Ihr Dehnungsmessstreifen einen größeren Schwung für den Bereich der Kräfte ausgibt, die Sie messen möchten, müssen Sie möglicherweise die Verstärkung und folglich die Präzision verringern.

Sie können auch die Verwendung eines Instrumenten-Operationsverstärkers in Betracht ziehen mit einem Integrator als primärer Eingangsstufe, und lassen Sie ihn das Heben durchführen, und der ADC misst einfach die Ausgabe vom Integrator.

Prost

Verwenden Sie Keramikkappen. Sie sind spottbillig, nutzen sich nicht ab oder altern nicht (wenn sie innerhalb der Spezifikation verwendet werden) und haben keine offensichtlichen schlechten Eigenschaften.

Sie existieren jedoch nicht in großen Größen, was ihre Hauptbeschränkung ist Das Filtern von Niedrigstrom-Sensorsignalen ist oft kein Problem (ich gehe davon aus, dass Ihre Niederspannungssignale auch Niedrigstrom sind).

Es ist wahrscheinlich ratsam, Kappen zu wählen, die höher als Ihre Nennspannung mit einem gewissen Spielraum sind.