Questo potrebbe aiutarti a decidere. Questi sono i tre tipi principali: -

Nelle applicazioni estreme è necessario essere consapevoli che i condensatori (come qualsiasi componente) sono impuri; hanno una resistenza in serie efficace (ESR) e un'induttanza in serie efficace. Hanno anche un meccanismo di scarica interno che dissipa lentamente la carica immagazzinata e alcuni sono migliori di altri.

Altre cose a cui prestare attenzione nei condensatori ceramici, C0G / NP0 è il tipo migliore per i filtri perché hanno molto buona stabilità della temperatura. X7R va bene se il filtraggio non deve essere mantenuto stretto, ma X7R e X5R e altre ceramiche con costanti dielettriche maggiori (più farad per pollice cubo) hanno la tendenza a cambiare la loro capacità con la tensione applicata e quindi nei filtri questo può essere un brutta situazione perché una variazione della tensione CC sul segnale da filtrare potrebbe comportare una risintonizzazione del filtro. La cosa peggiore è che per un segnale grande questa dipendenza dalla tensione può distorcere la forma del segnale.

MODIFICA SEZIONE

L'opzione del condensatore in poliestere metallizzato aggiunta alla domanda non è buona per fare confronti con perché è valutato a 100 volt (quindi un grande pacchetto 2220) e questo circuito non ha bisogno di un limite di quella tensione nominale. Confrontare questa scelta con quella di un generico 0805 in ceramica non è affatto una scelta reale - sarebbe sciocco non scegliere lo 0805 in questa applicazione perché la tensione che vede è stabile in cc e anche se la capacità si è spostata un po 'con la temperatura non sta andando per fare un grande affare.

Sottolineo anche che i resistori mostrati (R1 e R2) probabilmente non sono necessari se il "ponte" si trova a pochi centimetri dall'ADC perché il ponte stesso avrà un valore effettivo di resistenza in serie dovuto ai resistori del ponte. Qualsiasi punto di filtraggio a bassa frequenza è dettato dalla resistenza del ponte e dai resistori in serie extra, quindi perché preoccuparsi di R1 e R2?

Tutti i circuiti elettrici richiedono l'equilibrio tra i componenti. Un componente influisce su un altro. La risposta alla tua domanda sul filtro passivo si basa sulle informazioni sui componenti attivi. Lo esamineremo qui.

Il foglio dati della cella di carico estensimetrica conterrà informazioni sulla sensibilità e la risposta in frequenza della cella specifica .

Prendi questo ad esempio: http://www.phidgets.com/documentation/Phidgets/3132_0_Datasheet.pdf

Il primo passo è bilanciare la cella e l'ADC. Questo è un prerequisito per la selezione passiva.

La sensibilità di questa cella è 8mv / V. Ciò significa che alla massima deflessione (780 g di forza) dovresti vedere 8 mv / V * 5 V = 40 mv di uscita attraverso i terminali. La prima cosa che dovresti confermare è che il tuo ADC con guadagno interno 128x ridimensionerà questo segnale in modo appropriato. Quel guadagno dovrebbe convertire il segnale a circa 5120 mv nel peggiore dei casi. Se l'ADC converte 5 V in digitale a piena scala, allora sei dove vuoi essere (perché probabilmente non stai cercando di misurare le deflessioni complete) Se l'ADC avesse solo 3,3 V di intervallo di ingresso, potresti voler apportare una modifica. Se i tuoi carichi sono così piccoli da sapere che c'è una tensione di lavoro inferiore a quella che l'ADC può scalare da solo, dovresti guardare un amplificatore operazionale differenziale per ottenere la tensione nell'intervallo corretto per l'ADC. Supponiamo che non sia necessario per ora.

La prossima cosa da pianificare è la frequenza di campionamento dell'ADC. Una semplice regola pratica per il campionamento è campionare al doppio della frequenza più alta che potresti voler misurare. Questo a volte è chiamato il teorema di Nyquist.

Questa particolare cella non ha una frequenza massima elencata, ma supponiamo che sia valutata a 100 Hz. Ciò significa che i componenti meccanici sono abbastanza piccoli da poter oscillare a 100 Hz o meno senza diventare non lineari. Sospetto che la maggior parte degli estensimetri in commercio siano più grandi e quindi abbiano una risposta inferiore.

Quindi, se desideri registrare informazioni su segnali a 100 Hz, devi campionare a 200 Hz e devi assicurarti che non ci sia contenuto di segnale superiore a 100 Hz. Il segnale al di sopra di 100Hz può essere alias ad altre frequenze. In questo caso 150 Hz sembrerebbero 50 Hz dopo il campionamento.

Quindi sarebbe bene progettare un filtro che abbia una frequenza di taglio (ovvero metà dell'energia, 3 dB, viene rimossa) a 100 Hz. La pagina di Wikipedia sulla costante di tempo RC mostra la formula della frequenza di taglio Fc = 1/2 * pi R C

Quindi questo dice che 100 = 1/2 * pi R C so R * C = 1/2 * pi * 100 = 1.59e-3

Quindi in questo caso potresti scegliere 0,1 uF e 15,9 kOhm. Tuttavia, è necessario assicurarsi che la resistenza in serie sia inferiore al 10 percento dell'impedenza della sorgente. In questa cella l'impedenza della sorgente è di soli 1000 Ohm, quindi dovresti cercare di mantenere l'impedenza in serie sotto i 100 ohm. Abbassando R a 15,9 Ohm e aumentando C a 100 uF manterrai lo stesso RC e la stessa frequenza di taglio.

Quindi ora conosci le caratteristiche ideali delle parti e puoi fare shopping :)

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

Questi sono tutti i tappi in ceramica DigiKey che hanno una valutazione di 100 uF. La tua selezione sarà determinata dalla tensione nominale. Più grande è il limite, migliore è la tensione di lavoro. È necessaria una tensione di lavoro di 5 V, poiché il segnale uscirà in media di circa 2,5 V dai cavi del misuratore e un margine 2x non è una cattiva idea. La valutazione è per 6 V e, come puoi vedere, ti mette in un pacchetto 1210. Non è una cattiva dimensione.

L'acquisto di resistori è più facile.

Puoi cercare Digikey per tutti i resistori a film sottile a 16K con una tolleranza dell'1%.

Questi arrivano fino a 0402. Qui stai controllando la dissipazione di potenza. Questi sono valutati fino a 1/16 W prima di bruciare e aprire il circuito. La tua sorgente ad alta impedenza probabilmente sta alimentando un ADC ad alta impedenza, quindi le tue correnti saranno nella gamma dei microampere. P = I ^ 2 * R mostra che non hai nulla di cui preoccuparti qui. Potresti scendere a 0201 (con cui è quasi impossibile lavorare, quindi non lo consiglio.)

È vero che i passivi hanno proprietà non lineari che si manifestano alle alte frequenze, ma se il tuo ceppo gauge e ADC stanno lavorando da 100 a 1000 Hz che non li incontrerai.

Mi sembra che tu possa usare ceramica e resistori a film sottile fino in fondo su questo.

Un estensimetro è solitamente un segnale a bassa frequenza dell'ordine di forse qualche centinaio di hertz al massimo (ci sono, come sempre, eccezioni, ma questo è vero per la maggior parte delle interfacce).

Per un filtro a bassa frequenza, le caratteristiche di cut-off probabilmente non sono critiche, quindi X7R ceramiche probabilmente andrà bene supponendo che la tua temperatura locale non varierà molto. Se la temperatura locale cambierà in modo significativo, probabilmente sarebbe meglio usare un tipo C0G (NPO) che abbia effettivamente un coefficiente di temperatura zero.

Quando si utilizza X7R (che ha una classe 2 dielettrico - vedere il collegamento sopra), è necessario assicurarsi che la tensione nominale del dispositivo sia almeno il doppio della tensione che ci si aspetterebbe di vedere attraverso di esso. Ciò evita i problemi dovuti agli effetti della polarizzazione CC che modifica la capacità (verso il basso) con una maggiore polarizzazione CC.

Tieni presente che la ceramica può anche esibire effetti microfonici, ma a condizione che la frequenza di eccitazione è basso, non dovrebbero interferire in modo significativo con il segnale. Recentemente ho realizzato un'interfaccia estensimetrica in filtri attivi con ceramiche C0G e non ho avuto alcun problema.

Se la posizione del circuito è in un ambiente ad alta vibrazione, un dispositivo di tipo polimerico potrebbe essere più adatto in quanto la vibrazione può indurre la ceramica a indurre un segnale (rumore, efficacemente) nella tensione molto piccola prodotto dall'estensimetro.

In questo caso particolare, dove c'è poca ondulazione e basse frequenze, potresti prendere in considerazione un dispositivo in tantalio o niobio. Questi hanno densità capacitive elevate e sebbene abbiano le loro stranezze, questa applicazione sembra quasi perfetta.

Senza conoscere i dettagli del tuo ADC, non posso commentare se questo filtro debba fornire un anti-aliasing funzione.

L'ADS1230 è un convertitore Delta-Sigma con filtri estesi, quindi il tuo filtro è semplicemente la rimozione di artefatti indesiderati come il rumore spurio e non ha bisogno di fornire anti-aliasing. Il datasheet raccomanda l'uso di un condensatore su pin specifici per ottenere l'anti-aliasing (vedere pagina 10, figura 18 del datasheet).

In generale per filtrare la tua domanda dovrebbe essere perché non dovrei usare tappi in ceramica? (Dato che sono la soluzione economica, affidabile e piccola).

Stai usando una potenza eccessivamente alta o hai bisogno di una capacità eccessivamente alta?

Quindi considera l'utilizzo di condensatori elettrolitici in alluminio. (Non sembra che tu sia così dovresti stare bene).

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

Sei preoccupato per lo stress meccanico (vibrazioni) che può causare l'introduzione di una tensione (generalmente molto piccola) attraverso il condensatore o hai bisogno di una risposta in frequenza super lineare?

Quindi considera i condensatori a film. (Sembra che la tua gamma di frequenza sia sufficientemente bassa da non costituire un problema per nessuno di questi).

Condensatore ceramico e a film: quale è il preferito nei circuiti audio?

Altrimenti, attenersi alla ceramica, perché hanno uno scopo generale per un motivo.

Questo mi sembra più un'applicazione CC, come misurare la deformazione che cambia lentamente in un raggio o per una scala, piuttosto che oscillazioni (a causa della disposizione del condensatore che stai proponendo).

Se è così e stai cercando di ridurre il rumore o il potenziale EMI nel circuito, non aggiungerei R1, R2 perché i valori potrebbero essere diversi e potrebbero cambiare in modo diverso con la temperatura e l'umidità, e inoltre non aggiungerei C1 e C2 in quanto potrebbero introdurre rumore dalle tracce del terreno e semplicemente andare con C3. C3 dovrebbe essere un condensatore con dispersione molto bassa perché la dispersione appare come una resistenza attraverso il ponte e, se cambia, potrebbe influire sulla misurazione. Un condensatore come PTFE, film di poliestere metallizzato, ma questo potrebbe essere eccessivo per la tua applicazione.

Murata fornisce resistenze di dispersione per ceramiche intorno a 500 M ohm, che potrebbero essere molto buone per la tua applicazione. (Consideralo come un resistore e vedi se i valori estremi, es. 1Mohm che oscilla fino a 1000Mohm, della resistenza contribuiscono affatto alla misurazione). Se un'oscillazione estrema della resistenza alle perdite non influisce sulla tua produzione, la ceramica è una buona scelta, a condizione che l'intera cosa non vibri.

Film metallizzato - resistenze alle perdite intorno a 15000 M ohm http://www.kemet.com/Lists/ProductCatalog/Attachments/109/F3301_R82.pdf

Scelte sbagliate per C3 sarebbero condensatori polarizzati come elettrolitici o tantalio, perché la polarità vista di C3 potrebbe cambiare.

Le sfere di ferrite sono un buon modo per ridurre le EMI in arrivo su fili e simili, e la schermatura con nastri o gabbie di metallo / lized è buona per la protezione PCB. L'alimentazione a 5 V è probabilmente la tua principale fonte di rumore, quindi caratterizzare e ridurre tale rumore è importante.

Se hai il lusso di misurare il valore molte volte, puoi eliminare l'effetto del rumore attraverso la media o tecniche di filtraggio digitale più sofisticate che ti permetteranno di scegliere la frequenza d'angolo tramite il software e, naturalmente, la frequenza è limitato alla frequenza di Nyquist dell'ADC, quindi metà della frequenza di campionamento. Se campionate un 1kHz, potete risolvere solo oscillazioni di 500Hz nel segnale, quantità di interferenza RF non eccessive potrebbero non essere significative.

Infine, dovreste considerare la risoluzione che state andando uscire dall'ADC, perché questo potrebbe essere il più grande fattore limitante per l'accuratezza della misurazione. Devi avere un riferimento di tensione per l'ADC e se questo varia nel tempo (rispetto all'alimentazione per il ponte), non sarai in grado di confrontare le misurazioni effettuate in momenti diversi.

Il tuo guadagno sull'ADC è 128, quindi 5 V / 128 = 39 mV oscillano in ingresso prima di sbattere contro il binario superiore. Supponendo che tu abbia un ADC a 10 bit, puoi risolvere 5V / 1024 = 4,88mV per passo, il che si tradurrà in una precisione in termini di sforzo o forza. Se il tuo estensimetro emette uno swing maggiore per la gamma di forze che stai cercando di misurare, potresti dover ridurre il guadagno e di conseguenza la precisione.

Potresti anche considerare di utilizzare un amplificatore operazionale per strumentazione con un integratore come stadio di input principale e lascia che faccia il sollevamento e l'ADC misuri semplicemente l'output dall'integratore.

Saluti

Usa tappi in ceramica. Sono poco costosi, non si consumano né invecchiano (se utilizzati entro le specifiche) e non hanno evidenti proprietà negative.

Tuttavia non esistono in taglie grandi, che è il loro limite filtrando i segnali del sensore a bassa corrente, questo spesso non è un problema (presumo che anche i segnali a bassa tensione siano a bassa corrente).

È probabilmente saggio scegliere cappucci con un valore nominale superiore alla tensione nominale con un certo margine.