Jump to content

    

Вопрос по подключению термопары J к PLC

Точности хочу 0,1 градусов. И стабильности хочу, чтобы не плавали показания при изменении температуры окружающего прибор пространства. Основным фактором, влияющим на стабильность параметров измерения, на мой взгляд, является минимизация паразитных термопар. Вы не ответили мне по поводу способа борьбы с ними коммутацией входа. Так даст это положительный эффект или нет?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Точности хочу 0,1 градусов. И стабильности хочу, чтобы не плавали показания при изменении температуры окружающего прибор пространства. Основным фактором, влияющим на стабильность параметров измерения, на мой взгляд, является минимизация паразитных термопар. Вы не ответили мне по поводу способа борьбы с ними коммутацией входа. Так даст это положительный эффект или нет?

Тут так просто не ответить... 0.1 С соответствует напряжение порядка 5 микровольт. Если Вы правильно спроектируете плату (и кожух), то паразитнная термоЭДС будет меньше 5... Коммутация может дать положительный эффект, а может и нет... Это будет зависеть от того, где будет локализован Ваш паразитизм... относительно коммутатора...

Кроме всего прочего потребуется сложная калибровка Вашего экземпляра термопары. Можно учитывать температуру (не знаю, как тут сказать - холодных или горячих, лучше -"приборных") спаев медным, никелевым или платиновым термометром, расположенным вблизи (в тепловом контакте) "приборных" спаев. Сей датчик должен давать точность/воспроизводимость уж точно точнее, чем десятая градуса...

Есть еще специальные припои с малой термоэдс... для меди... Состав на память не скажу... Но если есть хороший теплловыравнивающий (а еще лучше - термостатированный) кожух, то все равно, чем паять...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Коммутация может дать положительный эффект, а может и нет... Это будет зависеть от того, где будет локализован Ваш паразитизм... относительно коммутатора...
Не понял на счет "локализации паразитизма".

Если коммутатор поставить сразу после разъема (до входа ИУ) , то на мой взгляд таким способом можно удалить паразитные термопары, которые локализованы между коммутатором и входом АЦП. Поправьте меня, если ошибаюсь.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Не понял на счет "локализации паразитизма".

Если коммутатор поставить сразу после разъема (до входа ИУ) , то на мой взгляд таким способом можно удалить паразитные термопары, которые локализованы между коммутатором и входом АЦП. Поправьте меня, если ошибаюсь.

Вы не ошибаетесь... Только откуда возьмутся паразитные ЭДС внутри корпуса (при привильной конструкции)? Для этого необходимо иметь на трассе различные по составу проводники в совокупности с температурным градиентом. Обычно этот градиент и живет на входных клеммах (разъеме). Поэтому Вам лучше всего монтировать клеммы (разъем) на массивном металлическом основании и закрыть всю эту конструкцию металлическим тепловой экраном с внутренней и/или наружной теплоизоляцией. Провода входящие должны иметь хороший тепловой контакт с кожухом-экраном и основанием - массивной пластиной. Там же должен жить датчик температуры. В простейшем случае - обмотка реле - неплохой выбор.

Для особо мнительных можно посоветовать предусмотреть блок модуляции, который можно сначала не ставить, а попробовать без него.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только откуда возьмутся паразитные ЭДС внутри корпуса (при привильной конструкции)?

В реальных схемах, как бы они правильно не были спроектированы, всегда будут иметь место паразитные термопары, образованные соединениями медь/припой, ковар/медь, алюминий/ковар (соединения внутри м/с). Даже переход медь/медь сформированный из медных проводников от двух разных поставщиков может обладать термоэлектрическим напряжением 0,2 мкВ/С. Использование обычного металлопленочного резистора с разностью температуры на концах 1 градус вызовет термоэдс 20мкВ. Об этом можно прочитать в рекомендации Analog Device (документ прилагаю. Советую прочитать всем). Там же сказано, что данные термопарные эффекты не важны на переменном токе или если элементы находятся при одинаковой температуре. Т.е.я понял так, что если коммутировать вышеописанным способом, то таким образом можно исключить влияние данных термопар на измеряемый сигнал.

 

В простейшем случае - обмотка реле - неплохой выбор.

Для особо мнительных можно посоветовать предусмотреть блок модуляции, который можно сначала не ставить, а попробовать без него.

Вот здесь моя нить понимания оборвалась. Не понял на счет "реле" и "блока модуляции".

sensor.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites
В реальных схемах, как бы они правильно не были спроектированы, всегда будут иметь место паразитные термопары, образованные соединениями медь/припой, ковар/медь, алюминий/ковар (соединения внутри м/с). Даже переход медь/медь сформированный из медных проводников от двух разных поставщиков может обладать термоэлектрическим напряжением 0,2 мкВ/С. Использование обычного металлопленочного резистора с разностью температуры на концах 1 градус вызовет термоэдс 20мкВ. Об этом можно прочитать в рекомендации Analog Device (документ прилагаю. Советую прочитать всем). Там же сказано, что данные термопарные эффекты не важны на переменном токе или если элементы находятся при одинаковой температуре. Т.е.я понял так, что если коммутировать вышеописанным способом, то таким образом можно исключить влияние данных термопар на измеряемый сигнал.

 

Вот здесь моя нить понимания оборвалась. Не понял на счет "реле" и "блока модуляции".

Сомневаюсь, что на печатной плате может быть фольга... от разных поставщиков... Кроме того, зачем создавать градиенты температуры внутри, там, где их не должно быть.. И трудно мне представить перепад температуры в один градус на длине резистора... даже 1206... Земляной слой должен выравнивать и температуру... Предусилитель - непосредственно у входного разъема. Наружный экран-кожух поможет. Критические места должны быть покрыты теплоизоляцией... Уже писала про правильный дизайн... Это и имелось в виду...

Про реле... тривиально - обмотка - медный термометр сопротивления... для бедных.

Честно говоря, еще не приходилось видеть в реальных устройствах модулятора для устранения описываемых Вами ужасов. Если предусилитель сидит на входных клеммах, то куда (и зачем) совать модулятор?

Если Вы так термоЭДС боитесь, то может Вам проще заменить термопару термометром сопротивления?

И (или) перестать бояться...

Возможно, старение термопары еще страшнее....

Share this post


Link to post
Share on other sites
Честно говоря, еще не приходилось видеть в реальных устройствах модулятора для устранения описываемых Вами ужасов. Если предусилитель сидит на входных клеммах, то куда (и зачем) совать модулятор?

Кстати, если усилитель гальванически не изолирован от земли, а провода термопары достаточно длинные, то врядли он подавит наведенные синфазные по причине их вероятного превышения рабочего диапазона усилителя. Если изолирован, а корпус заземлен, возможны проблемы от переменной разности потенциала между корпусом и устройством- в виде наводок ч/з емкостную связь. Модулятор- вернее, вибропреобразователь или его аналог, может здесь оказаться полезен. В старых КСП эти вещи прекрасно работали на длинных проводах. Или сложное двойное экранирование в противном случае..

Share this post


Link to post
Share on other sites
Кстати, если усилитель гальванически не изолирован от земли, а провода термопары достаточно длинные, то врядли он подавит наведенные синфазные по причине их вероятного превышения рабочего диапазона усилителя. Если изолирован, а корпус заземлен, возможны проблемы от переменной разности потенциала между корпусом и устройством- в виде наводок ч/з емкостную связь. Модулятор- вернее, вибропреобразователь или его аналог, может здесь оказаться полезен. В старых КСП эти вещи прекрасно работали на длинных проводах. Или сложное двойное экранирование в противном случае..

Вы бы еще ЭПП вспомнили... Они получше... До сих пор работают кое-где... На лампах... Прелесть... Серьезно... Только с чернилами морока...

Думается, что у автора и термопара в металле и компенсационные провода экранированные... Еще бы ферритик от синфазных дополнительно снаружи окромя фильтра...

Share this post


Link to post
Share on other sites

А что такое модулятор или вибропреобразователь? Я думал Вы имели в виду коммутатор.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А что такое модулятор или вибропреобразователь? Я думал Вы имели в виду коммутатор.

Вибропреобразователь - это такое древнее устройство... Почти реле... с постоянным магнитом. Может его можно обозвать даже коммутатором. Там - в упомянутых самописцах с помощью этого реле сигнал подавался на трансформатор... со средней точкой. На выходе был сигнал уже переменный и развязанный, хотя в этих самописцах, на самом деле автобалансирующихся потенциометрах (или мостах) имелся еще реохорд, механически связанный с пером, с которого (реохорда), обратная связь (компенсация) и происходила...(поэтому развязка была не нужна?, или нужна - не помню). Модулятор... получался.

Сигнал разбаланса подавался после усиления на обмотку двигателя, который и двигал все это дело...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Все же, я хочу расставить все точки над "і".

Допустим, схема неидеальна (имеются паразитные термопары, образованные на промежутке от выхода разъема до входа АЦП, имеется градиент температуры на этом участке). Если поставить коммутатор DG303 (прошу заметить, - не вибропреобразователь и не модулятор), и делать два измерения: одно в прямом включении, второе - в обратном. Затем второй результат вычитать из первого. Устранится ли таким образом значение паразитных термопар?

 

Прошу дать конкретный ответ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Все же, я хочу расставить все точки над "і".

...

Прошу дать конкретный ответ.

 

"рядом с клеммамми установлен полупроводниковый термодатчик с точностью +/- 0,5 град. Он и является компенсационным."

 

Если хочется точности 0,1град, надо проектировать так, чтобы отдельные составляющие погрешности в сумме давали как минимум меньше 0,1. Поэтому мерять температуру холодного спая термодатчиком с точностью +/- 0,5 град нельзя (если только не получится откалибровать термодатчик до менее чем 0,1). По поводу паразитных пар на плате - нужно правильно развести и обеспечить перепад температуры на измерительной части платы соответственный. Дальше - есть специальные клеммники с местом для термодатчика, там много меди, хорошая тепловая связь. Ну и конструкция должна быть такая, чтобы в районе перехода ТП-клеммник температура мерялась достоверно, а то бывает, что измеритель имеет одну температуру, а провода термопары приходят грубо говоря "с мороза"

Share this post


Link to post
Share on other sites
kipmaster, вы не ответили на мой вопрос (см. предыдущий тост)...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы бы еще ЭПП вспомнили... Они получше... До сих пор работают кое-где... На лампах... Прелесть... Серьезно... Только с чернилами морока...

Думается, что у автора и термопара в металле и компенсационные провода экранированные... Еще бы ферритик от синфазных дополнительно снаружи окромя фильтра...

Думаете, автору экран поможет от наводок, если провода метров 50? При питании усилителя от +-5 +-15 В? Особенно в случае грозы? Можно, конечно, провода упрятать в трубу, и её заземлять регулярно по всей длине...

 

Вибропреобразователь - это такое древнее устройство... Почти реле... с постоянным магнитом. Может его можно обозвать даже коммутатором.

Вибропреобразователь- это было такое полезное устройство, которое, во первых, обеспечивало гальваноразвязку входа, во- вторых, выполняло ф-и модулятора- преобразователя слабого пост. сигнала в переменный, т.е. превращало всё устройство, по сути, в усилитель МДМ, в третьих- обеспечивало искробезопасность входной цепи. В четвертых, в силу своей конструктивной симметрии, обеспечивало большой КОСС.

 

хотя в этих самописцах, на самом деле автобалансирующихся потенциометрах (или мостах) имелся еще реохорд, механически связанный с пером, с которого (реохорда), обратная связь (компенсация) и происходила...(поэтому развязка была не нужна?, или нужна - не помню). Модулятор... получался.

Сигнал разбаланса подавался после усиления на обмотку двигателя, который и двигал все это дело...

Собственно, система представляла собой автобалансирующийся мост. В принципе, ничем не отличающийся от аналогичных, построенных чисто на электронных компонентах. Например, от измерительных мостов RCL.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А, кстати, зачем вообще +- 0,1 гр. с контактными методами измерения температуры?

Edited by Alexandr

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this