Усилитель Термопары. Гальваническая Развязка

[GoGo]

Есть рабочая схема усилителя термопары. Усилитель работает нормально, если его не подключать через АЦП к компьютеру:). Есть необходимость все же использовать его свместно с компьютером. В связи с чем появилась необходимость в гальванической развязке выхода из усилителя и входа в АЦП. Все знакомство с электроникой заключается в сборке этого усилителя, поэтому нужна помощь в организации гальванической развязки(схема+названия компонентов).
Вход в АЦП 0...7 В.
Буду благодарен за любые рекомендации

[Пухич]

Есть рабочая схема усилителя термопары

Ну уж схему наворотили.... Можно было и одним ОУ обойтись.

Усилитель работает нормально, если его не подключать через АЦП к компьютеру

Быть не может.

В связи с чем появилась необходимость в гальванической развязке выхода из усилителя и входа в АЦП

Это совершенно не нужно.

Нужно вот эту проблему решить: "Усилитель работает нормально, если его не подключать через АЦП к компьютеру". В чем симптомы ненормальности?

UPD: Коэффициент усиления будет не 999, а более 1100.

[GoGo]

UPD: Коэффициент усиления будет не 999, а более 1100.

Как мне объяснили коэффициент усиления равен произведению сопротивлений на обратных связях ОУ, т.е. 33*33=999, да и измерения показали коэффициент усиления примерно 990...1000.
Производилась также настройка на коэффициент 500 (25кОм на ножках 12 и 20кОм на 67)

В чем симптомы ненормальности?

Проблемы я так понял в заземлении. В лаборатории одна шина заземления. К ней подсоединен испытательный стенд и компьютер. При подсоединении термопары к стенду и заземленном компьтере в измерительной цепи ( на входе в ОУ) возникает поразитное напряжение порядка 25 мВ, что убивает весь процесс измерения напрочь. Если подсоединять термопару к незаземленному источнику температуры(например паяльнику) таких проблем не возникает. Если термопару оставить в стенде и снять заземление с компьтера, то остается паразитное переменное напряжение 0...6мВ, что тоже плохо. Брал просто мерял напряжение между незаземленным корпусом и землей получал примерно теже 25мВ. Где-то в интернете вычитал, что обычно это связано с тем, что заземление копьютера и заземления стенда на общую шину сводятся в разных точках и лечится гальванической развязкой измерительной цепи, чтобы у усилителя и АЦП как бы не было общего провода
Вроде все описал.

[Пухич]

Как мне объяснили коэффициент усиления равен произведению сопротивлений на обратных связях ОУ, т.е. 33*33=999,

Во-первых 33*33 не равно 999.

Во-вторых надо умножать 33 на 34.

При подсоединении термопары к стенду и заземленном компьтере в измерительной цепи ( на входе в ОУ) возникает поразитное напряжение порядка 25 мВ, что убивает весь процесс измерения напрочь. Если подсоединять термопару к незаземленному источнику температуры(например паяльнику) таких проблем не возникает.

Т.е. у вас термопара прикасается к заземленному объекту? А плюсом сидит на земле заземленного компа, т.е. опять же на заземленном объекте? Это как-то неэротично. Предлагаю прокладку (слюда). Генерация термоЭДС ведь происходит не в узкой точке контакта. Б-г его знает, что там происходит из-за соединения одной ноги термопары с измеряемым объектом.

Если термопару оставить в стенде и снять заземление с компьтера, то остается паразитное переменное напряжение 0...6мВ,

Ессна. Ток заземления бежит через провода термопары.

Где-то в интернете вычитал, что обычно это связано с тем, что заземление копьютера и заземления стенда на общую шину сводятся в разных точках и лечится гальванической развязкой измерительной цепи, чтобы у усилителя и АЦП как бы не было общего провода
Вроде все описал.

Ну вы себе представляете объем работ по гальванике? Слишком уж.

Предлагаю вот что - термопару всадить в разностный усилок. И витой парой прогнать.

А еще надо обязательно проверить качество заземления.

[GoGo]

Во-первых 33*33 не равно 999.

Во-вторых надо умножать 33 на 34.

Это да

Ну вы себе представляете объем работ по гальванике? Слишком уж.

Видел варианты гальванической развязки с помощью оптронов, вроде несложно выглядит - обвязка оптрона+доп питание. Но это на на мой далекий от электроники взгляд несложно:)

Предлагаю вот что - термопару всадить в разностный усилок. И витой парой прогнать.

Извините, но смысл этой фразы до меня вообще не дошел. Знакома лишь фраза - "витая пара"

Предлагаю прокладку (слюда)

нашел тут: "У слюды теплопроводность не на высоте. 0.44единицы. И толщину её контроллировать очень сложно. Расщепить на нужную сложно. Да и дифицит в наше время уже."
Но вообще насчет прокладки попробую узнать у местных знатоков

[Meteor]

Усилитель работает нормально, если его не подключать через АЦП к компьютеру....Вход в АЦП 0...7 В.
Буду благодарен за любые рекомендации

Подробнее про всю "баломуть" с АЦП и компом. Коим образом определил все это? Куда тыкаешь (в компе)? Где схема с АЦП? Все выкладывате, нечего нам сюрплизы припасать.

[Пухич]

Видел варианты гальванической развязки с помощью оптронов, вроде несложно выглядит - обвязка оптрона+доп питание. Но это на на мой далекий от электроники взгляд несложно

Передать линейный сигнал через оптрон без искажений во времени не вполне просто. Модулировать же его - схема вырастает. Цифровая же форма - еще большая баламуть.

нашел тут: "У слюды теплопроводность не на высоте. 0.44единицы. И толщину её контроллировать очень сложно. Расщепить на нужную сложно. Да и дифицит в наше время уже."
Но вообще насчет прокладки попробую узнать у местных знатоков

Вы поймите - требования по монтажу термоэлектрических систем требуют, чтобы электроды НЕ были электрически связаны с защитной арматурой термопары (читай - с корпусом прибора). Соответственно спай в изолированных термопарах вообще ни к чему не прикасается, а в открытых - висит в рабочей среде (обычно в газе). То же по термосопротивлениям, там, как я помню, стоит требование не менее 40 МОм с каждого провода на арматуру, и такое же - между элементами присоединения к многоточечным самописцам.

Извините, но смысл этой фразы до меня вообще не дошел. Знакома лишь фраза - "витая пара

Давайте для начала заизолируем спай, а там поглядим.

[GoGo]

Да уж говорили мне люди "лучше потрать время на выбивание денег на нормальный промышленный усилитель". С ними и проблем таких не возникло бы.... но нет, мы ж и сами с усами, все смогем .

Передать линейный сигнал через оптрон без искажений во времени не вполне просто

Смотрел вроде достаточно оптронов позволяют передавать постоянный/линейный сигнал. Правда проведенный эксперимент с оптроном 4N35 позволил на его выходе получить сигнал примерно в 100 раз меньше, чем на его входе(который был до 5В).
Да и тепловой динамики в нашем стенде особой нет, можно 10-30 сек потратить на замер температуры. Если я правильно понял "искажение во ВРЕМЕНИ".

В общем, спасибо за рекомендации. Будем отрабатывать в качестве рабочей версии способы электроизоляции термопары от объекта

[Meteor]

Смотрел вроде достаточно оптронов позволяют передавать постоянный/линейный сигнал.

Вот уж что совсем маловероятно. Чаще оптроны хорошо передают один из фронтов, так как стоит транзистор ток базы котрого формируется фотонами. Увы получить линейную зависимость выхода фотонов от тока "облучателя" нереально. Более того при прекращении выработки фотонов, рассасывание заряда базы продолжается дольше. Тут о линейности речи быть не может

[Пухич]

Вот уж что совсем маловероятно. Чаще оптроны хорошо передают один из фронтов, так как стоит транзистор ток базы котрого формируется фотонами. Увы получить линейную зависимость выхода фотонов от тока "облучателя" нереально. Более того при прекращении выработки фотонов, рассасывание заряда базы продолжается дольше. Тут о линейности речи быть не может

Заблуждение. Это у АОТ128 нелинейность достигает 10%. Есть оптопары с нелинейностью в четверть процента, а ежели ввести обратную связь по исходящему потоку, то вполне можно получить сотую долю процента нелинейности. Кстати, в последнем случае еще и нестабильность во времени неплохо вроде компенсируется. С температурой тоже можно побороться.

Все это, конечно, усложняет и удорожает схему.

Да уж говорили мне люди "лучше потрать время на выбивание денег на нормальный промышленный усилитель".

Большинство людей на земле уверены, что через обычную оптопару можно передать только логический сигнал, и иногда даже это не могут правильно сделать. Я сам когда-то так считал и не умел. И если уж вы дошли до осознания обратного и пытаетесь разобраться в схемотехнике сих устройств, то это, поверьте, куда дороже, чем затраченное время. Строго говоря вы сейчас сильно прокачиваете свой мозг (и наш заодно, хоть вспомним чего).

Если я правильно понял "искажение во ВРЕМЕНИ".

Суть в том, что со временем параметры линейности у обычных неспециальных оптопар при отсутствии ОС немножко плывут.

Будем отрабатывать в качестве рабочей версии способы электроизоляции термопары от объекта

Это обязательно и в первую голову. Это просто необходимо.

[YAA]

Если изолировать термопару по каким-либо причинам нельзя, то можно "посмотреть" в сторону так называемых "изолирующих усилителей". Например ISO103, ISO..., HCPL7800, AD102,104,202,204,210 или аналогичные.

[akl]

Здравствуйте. Схема из начального поста порочна тем, что не придуман еще усилитель, позволяющий усиливать напряжение ниже 0 питания.
Поэтому, ИМХО, лучше сразу подать сигнал термоспая на АЦП типа AD7798(99). Он имеет встроенный усилитель с программируемым коэффициентом и позволяет преобразовывать сигналы относительно опоры, равной 100 мВ.
http://www.analog.com/static/imported-f ... 8_7799.pdf

[GoGo]

Подробнее про всю "баломуть" с АЦП и компом. Коим образом определил все это? Куда тыкаешь (в компе)? Где схема с АЦП? Все выкладывате, нечего нам сюрплизы припасать.

Просто назвать ЭТО АЦП это конечно было преуменьшением. Сигнал от усилителя подается на вход АЦП DAQ системы LabMaster DMA от Scientific Solutions, которая в свою очередь подключается через ISA к компьютеру. Системка старая (примерно 82-го-85-го года выпуска), но работает вроде неплохо.
Данные затем с LabMaster получаю программно


Пока писал сообщение вспомнил что у LabMaster есть цифровые входы через чип 8255А, может забросить используемый мной усилитель и сделат что-нидь дешевое и сердитое с преобразованием сигнала от термопар в цифровой сигнал, вдруг это позволит проще решить проблему.

[Meteor]

может забросить используемый мной усилитель и сделат что-нидь дешевое и сердитое с преобразованием сигнала от термопар в цифровой сигнал, вдруг это позволит проще решить проблему.

Думаю Вам надо перестать метаться. Я бы доверил старенькой серийной и серьезной плате и "бил" бы усилок. По поводу подключения почитайте выложенные файлы в ветке http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=19195 там столько интересного приведено...

[Пухич]

Здравствуйте. Схема из начального поста порочна тем, что не придуман еще усилитель, позволяющий усиливать напряжение ниже 0 питания.
Поэтому, ИМХО, лучше сразу подать сигнал термоспая на АЦП типа AD7798(99). Он имеет встроенный усилитель с программируемым коэффициентом и позволяет преобразовывать сигналы относительно опоры, равной 100 мВ.
http://www.analog.com/static/imported-f ... 8_7799.pdf

А почему вы думаете, что схема не будет работать?

Проследите полярность подключения термопары.

Пока писал сообщение вспомнил что у LabMaster есть цифровые входы через чип 8255А, может забросить используемый мной усилитель и сделат что-нидь дешевое и сердитое с преобразованием сигнала от термопар в цифровой сигнал, вдруг это позволит проще решить проблему.

Конечно можно в цифровую форму перегнать. Можно сразу и цифровой датчик взять. Суть в чем - мы о вашей задаче почти ничего не знаем и возможностей ваших не знаем. Между тем изолировать спай от арматуры - не только просто и решительно, но более того - это ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ требование правил монтажа термоэлектрических систем.

[YAA]

Вот картинка из pdf.

[GoGo]

Вот картинка из pdf.

А есть в пдф описание схемы и как она работает, а то по схеме мне многое кажется странным, например, зачем и "+" и "-" термопары подсоединять на общую землю (через R3 и R4) или это что-то вроде токовой петли создают?

[GoGo]

Нашел эту схемку в описании AD857х линейки ОУ, но там мало чего написано:(

[Meteor]

А есть в пдф описание схемы и как она работает,

А пройти и скачать архив с рекомендациями спецов из Analog Devices и прочитать слабо? Тем более что специально выложил его на сайте (на русском языке).

[GoGo]

А есть в пдф описание схемы и как она работает,

А пройти и скачать архив с рекомендациями спецов из Analog Devices и прочитать слабо? Тем более что специально выложил его на сайте (на русском языке).

Если вы о том что был разбит на восемнадцать кусков, то я его скачал и вот уже который день изучаю. Очень интересный матерал. Спасибо за него.