Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Звуковые генераторы, фильтры и другие аналоговые устройства (кроме радиотехники и УНЧ)
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

anatol378 писал(а):Что отрегулировал?
А там много и не на регулируешь, смещение ноль выставил, да на зажигалке нагрел термопару и выставил коэф. усиления почти максимальный код АЦП.
anatol378 писал(а):В каких точках и как смотрел? Питание двухполярное? Какие пульсации по питанию?
Смотрел на выходе AD620 осцилографом , Питание двуполярное трансформаторное, +5.01в , -4.93в , пульсации 0.01в где-то.
anatol378 писал(а):Описывать восторги неудачи и прочий флуд не стоит.
Для меня это не флуд, а состояние души в тот момент, а это разные вещи,я так думаю.Я на 99.9 % ожидал успех в схеме, и на 100% не ожидал увидеть эту помеху.А вообще , конечно это я для красочности событий,не в галстуках же общаемся.Непоправимого ничего не произошло, так очередные грабли.
anatol378 писал(а):Не стоит называть вещи имеющие общепризнанные имена своими - "кондкры", "ченить". Достаточно описок типа "неужеле"=неужели.
Принимаю, согласен с этим.По мере возможности буду избегать сокращений и описок, мне самому ближе стандартныя язык, да вот суета не всегда дает возможность , напечатать больше букв и проверить с пристрастием ,что написано.По мимо орфографии у меня проблемы с пунктуацией,ну что теперь делать, неучь.Какой есть.
Последний раз редактировалось gray_mouse Пт янв 18, 2013 04:56:23, всего редактировалось 6 раз.
Реклама
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

El-Eng писал(а):Надеюсь, что провода термопары и измерительный спай у вас не имели непосредственного контакта с водой, а все металлические части корпуса термопары были соединены с землей схемы.
Не знаю, вчера вечером тоже пришла мысль проверить, изолированна ли термопара от корпуса, а то они есть и такие и такие.Просто увидел помеху на экране, плюнул и решил что на вчера все, хорошь пошел отдыхать, сегодня вечером продолжу изыскания.Сам корпус термопары не соеденен с землей, и возможно не изолирован от самого спая (вечером выясню).
El-Eng писал(а):То, что у вас происходит - ненормально. Ищите источник этой ненормальности:
1. Есть ли помеха на выходе при закорачивании входов перемычкой?
Да - разбираемся с питанием, землями и т.д.
Нет - далее:
2. Есть ли помеха на выходе при подключении просто термопары (без воды, кипятильника и т.д.)?
Да - разбираемся с термопарой, экранированием, заземлением, пробуем подключить вместо термопары два закороченных провода той же длины и сравниваем результаты и т.д.
Нет - разбираемся, почему в воде плохо: проникает ли вода к проводам, меняется ли наводка, если убрать кипятильник, заземляем корпус кипятильника, термопары и т.д., то есть ищем, откуда приходит помеха и как от нее избавиться.
Если термопару в руки не брать и в воду со включенным кипятильником не ложить, то все как говориться тип-топ, ругулировка адекватная в диапазоны влазию, пульсаций практически не видно.В общем как и в первом моем случае с OP07.
Скорее всего термопара с заземленным спаем,я так почему-то счас подумал и решил (вспоминал историю появления термопары). Как это влияет ? я думал не должно, хотя экрана на ней нет, кто-то отрезал ранее, провода в порядке , герметичны.
Спасибо,вечером проверю все это.
El-Eng писал(а):Со схемой у вас нормально, больших замечаний нет, единственное - странное включение защитных диодов, но вы пишете, что они не установлены. Кстати, для AD623A они и не нужны - они уже установлены в микросхеме (рис.44 на стр.17 даташита).
Ну хоть это радует, еще раз проверю печатку, попробую еще резисторы идущие от термопары на землю на порядок уменьшить.В одном из аналогичных устройств видел они 100 ом были.
А почему странное включение диодов, я таким образом хотел ограничить амплитуду на входах относительно массы ? Микросхема у меня 620 ,а не 623.В жаташите у нее стоят тока диод защищающий переход эмиттер-база от обратного напряжения, по крайней мере я так понял, даташит у меня на 620, на 620А конкретно не нашел.И еще осталась у меня не выясненная непонятность, почему в даташите (http://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=133716)при подключении термопары схема иная, с заземленным + входом, хотя конечно раньше надо было выяснять это, но все же.
Еще такая вот пара вопросиков:
1. как в протеусе сэмулировать синфазную помеху ?
Я делал так, взял источник AC с частотой 50 и напряжением 10, один выход его на массу, а второй разветвляется и через одинаковые резисторы (10 к), на выводы термопары, не получилось, то протеус ругается, то толку нет.
Работоспособность я проверял так : если подсоедены оба резистора от AC источника на выводы термопары то на выходе усилителя синуса быть не должно (так как помеха сама себя уничтожает), если отцепить любой из резисторов (от источника АС) то должен появится синус
так как компенсировать помеху в одном из плеч усилителя нечем.Я правильно понимаю процесс ?
2.если я заэкранирую провода термопары для опытов с кипятильником , то экран должен быть
соеденен с массой моей схемы ? В реальных условиях эксплуатации экран должен быть на массе оборудования, а на схему не подключаться ?
Реклама
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

по протеусу вопрос снят, все работет в эмуляции, т.е. если помеха приходит на оба провода термопары то на выходе все ровненько, если на один то видим куски синуса.
Значит я чето не допонял в типах помех, получается что берясь рукой за термопару (т.е. за сам спай) я вношу не синфазную помеху ?
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение El-Eng »

...попробую еще резисторы идущие от термопары на землю на порядок уменьшить.В одном из аналогичных устройств видел они 100 ом были.
Обязательно попробуйте, должно помочь. :)
А почему странное включение диодов, я таким образом хотел ограничить амплитуду на входах относительно массы...
У AD620 максимально допустимое дифференциальное напряжение - 25В, а синфазное - ±Vпитания. Единственное, что можно сделать - поставить диоды на каждый вход от - до + питания, так вы защититесь полностью.
...почему в даташите при подключении термопары схема иная, с заземленным + входом, хотя конечно раньше надо было выяснять это, но все же.
На этом рисунке (Fig. 47) показано так называемое трехпроводное подключение. Обратите внимание, от термопары идут три длинных провода: два ко входам ДУ, а третий соединяет подключенный к + входу ДУ выход термопары с землей схемы. Наводки на этом проводе являются синфазной помехой (т.е. эффективно подавляются), а его применение позволяет сделать входное сопротивление для синфазной помехи очень малым и не ставить подтягивающие резисторы, избегая связанных с ними проблем. Это наилучшее подключение, но оно требует третьего провода (экран использовать крайне не рекомендуется).
...если я заэкранирую провода термопары для опытов с кипятильником , то экран должен быть
соеденен с массой моей схемы ? В реальных условиях эксплуатации экран должен быть на массе оборудования, а на схему не подключаться ?
В любом случае, экран должен быть соединен с землей в одной точке, чтобы не было возможности протекания тока из-за разных потенциалов земель. Лучше всего подсоединить экран к земле вашей схемы.
...Значит я чето не допонял в типах помех, получается что берясь рукой за термопару (т.е. за сам спай) я вношу не синфазную помеху ?
Вы вносите и синфазную и дифференциальную помехи. :)
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

Ну в общем, поменял я резисторы подтягивающие термопару к массе, на 130 ом, и офигел как все нормально заработало.Замеры сделаю завтра, но по предварительным настройкам точность меня более чем устроит, осталось разобраться с правильным алгоритмом програмной компенсации хол спая.Завтра сделаю замеры помех, выложу.Предварительный замер помех на выходе усилителя показал что он практически равен шумам по питанию т.е. 0.005-0.01в, показания кипящей поды и льда держит стабильно как вкопанный даже без методов усреднения.Всем огромное спасибо за терпение, особенно El-Eng.
Реклама
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение El-Eng »

Рад, что у вас все получилось. :))
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Реклама
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

сегодня, замерил шумы при включенном кипятильнике, где-то в пределах 10мв на выходе усилителя, который я откалибровал по льду и кипятку.На входе все также есть провал при подключении термопары, обусловленный разными металлами в клемнике, его надеюсь победить калибровкой по температуре клемников, чем выше температура тем больше провал вниз, либо замерить провал при большой температуре , например 60-70 гр и его сразу компенсировать (выставить ноль при данной температуре, а потом с учетом разницы температуры клемников и температуры при которой проведена калибровка вычислять поправку.
В среднем у меня получилось мерит с точностью 9 разрядов АЦП, т.е в принципе 1 гр, что меня устраивает, лишь бы на рабочей плате услилителей , где их будет 8 шт, не потерять точность.
По защитным диодам, мне осталось не ясно, в том включенни что я сделал (ограничил каждый вход услилителя на 0.6 в) есть смысл или нет ?
Еще есть подозрения что подключив термопары компенсационными проводами длиной около 10 м я получу помеху еще большую.Компенсационные провода не экранированные сечением около 1.5 кв.мм
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение El-Eng »

На входе все также есть провал при подключении термопары, обусловленный разными металлами в клемнике, его надеюсь победить калибровкой по температуре клемников, чем выше температура тем больше провал вниз...
Такое поведение подозрительно, я бы попытался найти причину: нет ли на клеммниках грязи, действительно ли клеммы имеют одну температуру и т.д.
По защитным диодам, мне осталось не ясно, в том включенни что я сделал (ограничил каждый вход услилителя на 0.6 в) есть смысл или нет ?
Лучше, все же, сделать защиту, подключив диоды на каждом входе к + и - питания.
Еще есть подозрения что подключив термопары компенсационными проводами длиной около 10 м я получу помеху еще большую.Компенсационные провода не экранированные сечением около 1.5 кв.мм
Получите. :) Как бороться: обязательно свить провода; если есть возможность экранировать - экранировать, если нет - использовать трехпроводное подключение хотя бы на незаэкранированном участке (свить все три провода, подтягивающие резисторы тогда не понадобятся); если трехпроводное подключение невозможно - поставить последовательно (или параллельно) с подтягивающими резисторами подстроечник (крайние выводы к резисторам (или к выходам термопары), ползунок - заземлить) и попытаться настроить им помеху на минимум.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

El-Eng писал(а):
На входе все также есть провал при подключении термопары, обусловленный разными металлами в клемнике, его надеюсь победить калибровкой по температуре клемников, чем выше температура тем больше провал вниз...
Такое поведение подозрительно, я бы попытался найти причину: нет ли на клеммниках грязи, действительно ли клеммы имеют одну температуру и т.д.
А мне вот , как я думаю ясна природа этого провала, на рисунке я изобразил схему включения термопары из которой , видно, что провал обусловлен разностью термоЭДС 1 и 2 на клемниках т.к. спаи на клемнике сделаны из разных металлов вехний спай капель/медь с термоЭДС Е1, нижний спай хромель/медь с термоЭДС Е2, значение вольт/градус у вехнего спая больше, потому при повышении температуры клемника Е1 обеспечивает провал вниз т.к. направлена против основной ЭДС термопары Е.
как то так думаю.Теперь вот думаю как это компенсировать без потери точности, взять подставку заведомо превышающую провал, и учитывать ее в расчетах можно конечно, но както не эстетично и уменьшает точность ввиду сужения полезного диапазона АЦП.
Ведь как то это реализовано в приборах типа РТМ и ОВЕН (хотя в нем помоему аппратно компенсируется через резистов в 1М на положительный контакт термопары.).
Вложения
thermo.JPG
Эквивалентная схема подключения термопары к клемнику
(21.37 КБ) 1160 скачиваний
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение El-Eng »

А мне вот , как я думаю ясна природа этого провала, на рисунке я изобразил схему включения термопары из которой , видно, что провал обусловлен разностью термоЭДС 1 и 2 на клемниках т.к. спаи на клемнике сделаны из разных металлов вехний спай капель/медь с термоЭДС Е1, нижний спай хромель/медь с термоЭДС Е2, значение вольт/градус у вехнего спая больше, потому при повышении температуры клемника Е1 обеспечивает провал вниз т.к. направлена против основной ЭДС термопары Е.
Все верно, только одно но.:) Если все три спая находятся при одной температуре, то разность E1-E2 должна быть равна E и компенсировать ее. В противном случае, при замыкании медных проводов, по контуру потечет ток, и на сопротивлениях проводов начнет выделяться тепло, т.е. мы получим вечный двигатель первого рода (напомню: температура спаев одинакова и нет никаких химических реакций). Другими словами, напряжение между медными проводами при одинаковой температуре всех спаев должно быть равно нулю, и наличие в этом случае ненулевого напряжения означает либо разность температур, либо наличие гальванических потенциалов, вызванных химическим взаимодействием с материалом проводников (влажность, загрязнения и т.д.), либо присутствие какого-то другого фактора. Очень желательно выяснить какого.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

Согласен.
Да уж задачка, термопара уже стандартная заводская.На что грешить даже не знаю.Клемники обычные, а самое главное одинаковые и по хим составу и по температуре, может разводка платы ? Блин на ровном месте стою буксую.
Но еще интересный момент, если сделать термопару с двумя спаями и воткнуть в клемники одинаковым металлом например копель , то провала нет.Попробовать поменять клемники (я уже даже не знаю на что грешить, может покрытие в них какое-то ненормальное ) ? Провал зависит от температуры клемников , чем выше температура тем ниже провал в отрицательную зону.
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение El-Eng »

Провал зависит от температуры клемников , чем выше температура тем ниже провал в отрицательную зону.
Если температура измерительного спая при нагреве клеммников не меняется, то так и должно быть. В случае одного спая считайте, что другой спай - на клеммниках. Обратите внимание: ЭДС не дожно быть тогда, когда и измерительный спай и клеммники находятся при одной температуре.

Попробуйте подсоединить тестовую термопару (ту, которую вы ставили вместо перемычки) как можно ближе ко входам ДУ, отрезав дорожки к клеммникам, фильтрам и т.д. (один из входов можно заземлить; если ДУ у вас в корпусе ДИП в панельке, то можно сделать и так: аккуратно слегка отогнуть ножку одного из входов, чтобы она не шла в панельку, и припаять вывод термопары прямо к ней, тогда ничего резать не надо) и посмотреть, не меняется ли величина "провала" по сравнению с имеющейся, это может натолкнуть на решение.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

Подключил термопару ко входам усилителя, увидел тот же провал и шум, оставил поработать пару часов, пришел все в норме сигнал на ноле +-0.0025 гуляет полезный сигнал, подключил все по схеме обратно и дал еще сколькото поработать накрыв заводскую термопару с усилителем пласт.стаканом, пришел все в норме сигнал на ноле, шума практически нет.Так что , извиняйте что суету поднял, терпения не хватило подождать просто ни с первым усилком ни со вторым,но счас хоть синф.помехи надеюсь хорошо ослаблены.
Спасибо за науку,буду должен.
Последний раз редактировалось gray_mouse Ср янв 23, 2013 03:18:30, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение El-Eng »

Значит, все-таки разница температур... :)
gray_mouse писал(а):Спасибо за науку...
Не стоит благодарности, мне самому было интересно. :)
Like the eyes of a cat in the black and blue...
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

Собрал новую плату с восьмью усилителями ad620, пока жду прихода усилителей возник вопрос, правильно ли я сделал соеденив выводы ref всех услилителей с выходом операционника задающим напряжение Ref ? То что это исключает возможность индивидуальной настройки мне понятно, но думаю она не понадобится, но
как то в уме вроде напрашивается что к каждому ad620 нужно свой источник Ref.
Может на что-либо отрицательно повлиять то, что все выводы ref всех услилителей собраны в кучу и на общий источник подключены ?
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3761
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение El-Eng »

gray_mouse писал(а):правильно ли я сделал соеденив выводы ref всех усилителей с выходом операционника задающим напряжение Ref ?
Правильно. Индивидуальная подстройка не нужна - вы все сделаете программно. Источник Ref нужен только для того, чтобы выход ДУ, из-за разных дрейфов, смещений и т.д., не уходил в минус за пределы рабочего диапазона входного сигнала АЦП. Напряжение этого источника нужно взять с запасом, с учетом наихудшего случая. С другой стороны, оно не должно быть слишком большим, чтобы не потерять разрешение АЦП. Я бы начал с величины 100-200мВ. Еще один нюанс: может показаться, что OP-07 избыточен для этого источника. На самом деле - нет: для того, чтобы не потерять точность, нужен ОУ с малым температурным дрейфом Uсм.
Может на что-либо отрицательно повлиять то, что все выводы ref всех усилителей собраны в кучу и на общий источник подключены ?
Я не могу представить себе реальную ситуацию, когда из-за этого возникнут какие-либо проблемы (речь, понятно, не идет о случае, когда необходима индивидуальная подстройка смещения в каждом канале). Может быть, в ситуации, когда смещения в разных каналах отличаются на вольты. Но и тогда, сначала следует найти причину такого различия.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

спасибо, значит все должно быть тип-топ.
Аватара пользователя
Serbis
Прорезались зубы
Сообщения: 211
Зарегистрирован: Чт авг 02, 2012 19:59:40

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение Serbis »

Вообще эта тема очень актуальна. У меня вот другая проблема, на термпопаре имеется провал в 35 градусов. При этом линейый, компенсация термодатчиком имеется, приходится программно компенсировать это 35 градусов. Но мне вот интересно куда они деваются!?. :shock: Касательно холодного спая, так у меня была такая же проблема, плавала температура и все тут. Пока не догадался термодтчик с клеммами скотчем смотать. Так у меня тут же все стабилизировалось! Я и не подозревал, что такие разности температур, могут быть просто от того, что датчик с клеммами не контактирует. Теперь вот вообще в голову идея пришла, что когда плату буду делать, надо бы вообще, теплопроводящим компаундом их залить, как такое решение, приемлимо?
gray_mouse
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 31
Зарегистрирован: Ср янв 09, 2013 05:34:04

Re: Помогите с доработать усилитель термопары, пожалуйста.

Сообщение gray_mouse »

не знаю как правильно, но я пренебрег этим (термосвязь клемм и датчика), просто расположил их рядом, исходя из соображения , что в процессе работы температура клемм и датчика будет одинаковой, а вот в период настройки очень влияет, даже то что клемма(ук меня разъемные) побыла в руках буквально 1-2 секунды.
я решил прежде чем производить настройку на месте, я выжду полдня пусть все примет свою температуру, потом настраивать.
думаю таким образом мне термосвязь может и не понадобиться.
естественно холодный спай НЕ должен находиться в зоне активного конвективного потока, т.е надо как то отгородить.
Да еще предполагаю что расположения высота клемм и датчика совпадают.
По поводу провала , наверно нужно посмотреть что на него влияет , может температура клемм ? 35 грапдусов провала подозрительно как то, хотя смотря на какую максимальную температуру термометр. А компенсация впринципе работает ? если ее подогреть охладить ? может расстроеная ?Это если провал от температуры зависит.
Ответить

Вернуться в «Аналоговая техника»