Jump to content

    

Измеритель для аналоговой токовой петли 4-20 мА

Наверное я неудачно выразился. От одного источника питать датчик, буфер и АЦП.

 

Но здесь так и сделано.

Буфер и АЦП как раз в квадратике "Измер.", т. е. в измерителе. Датчик и измеритель запитаны от одного отдельного источника.

А измеритель по SPI связан с платой №2.

Без развязки, но с дополнительным источником.

 

Не то написал...

 

post-24061-1291040528_thumb.png

Edited by n_bogoyavlensky

Share this post


Link to post
Share on other sites
нам ведь главное, чтобы через измерительный резистор весь ток протекал
О! наконец-то наступило состояние просветления! :biggrin:

На последнем рисунке из сообщения 46 очень важно подключение общего провода к разным точкам схемы. Опять же должно выполняться условие: через цепь ИП-датчик 4-20мА-измерительный шунт-ИП не должны протекать другие токи. Посему провода питания, подключаемые к ИП должны представлять из себя "звезду" по типу той, что нарисована в предыдущем сообщении (где питания выделены красным и синим).

Share this post


Link to post
Share on other sites
На последнем рисунке из сообщения 46 очень важно подключение общего провода к разным точкам схемы. Опять же должно выполняться условие: через цепь ИП-датчик 4-20мА-измерительный шунт-ИП не должны протекать другие токи.

 

Анализируем рисунок из поста 46. Не совсем понимаю.

Не должны протекать другие токи во всей замкнутой петле (красным цветом нарисована)?

Как я понял, других токов не должно быть только в ветви датчик-шунт, чтобы весь ток, задаваемый датчиком (источником тока) проходил через шунт.

Или Вы имеет в виду, что общие участки проводов (от плюса и минуса источника), по которым протекают два тока (ток петли и ток питания измерителя) оказывают весьма негативное влияние на измерения из-за возможного падения напряжения на них?

Т. е., это аналогично использованию двухпроводного или четырехпроводного подключения, допустим, платинового терморезистора?

 

Посему провода питания, подключаемые к ИП должны представлять из себя "звезду" по типу той, что нарисована в предыдущем сообщении (где питания выделены красным и синим).

 

Рисунок ниже удовлетворяет этому требованию?

post-24061-1291108376_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кстати, имеет ли смысл городить активный фильтр или достаточно обычной RC-цепи?

Вообще, исходя из чего выбирать полосу фильтра в данном случае?

 

По точности моего датчика (10 бар) еще вопрос. В документации как-то расплывчато сказано...

Как я понял <= 2% от 10 бар?

Edited by n_bogoyavlensky

Share this post


Link to post
Share on other sites
Рисунок ниже удовлетворяет этому требованию?
Почти. Следует уточнить допустимые диапазоны синфазных напряжений вашего "буфера" и АЦП.

Кстати, имеет ли смысл городить активный фильтр
Нет. А вот защиту от перенапряжение (вследствие замыкания датчика при монтаже) и ЭМИ (микросекундные и наносекундные помехи) - стоит.

Вообще, исходя из чего выбирать полосу фильтра в данном случае?
Исходя из полосы полезного сигнала от датчика.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Почти.

 

Я опять что-то не учел? :)

 

Следует уточнить допустимые диапазоны синфазных напряжений вашего "буфера" и АЦП.

 

Насколько я знаю, синфазное напряжение усилителя - напряжение между общей цепью и входом усилителя (одним или двумя).

 

Как я понимаю, здесь Вы имеете в виду то, что допустимое синфазное напряжение для буфера должно быть больше напряжения питания петли (на случай, если датчик будет замкнут)?

Тогда, возможно, буфер лучше будет запитать от источника питания петли 15-24 В?

Или Вы имеете в виду что-то другое?

 

Для АЦП, как я понимаю, синфазное напряжение ограничивается напряжением питания, допустим 5 В.

Для защиты АЦП мы используем стабилитрон ZD1. При входном напряжении для АЦП до 5 В, наверное, надо использовать стабилитрон на 5.1 В.

Хотя... не будет ли тогда в этом случае стабилитрон шунтировать АЦП? Глядя в спецификацию на стабилитроны я не могу найти ответа на этот вопрос... При входном напряжении для АЦП до 2.5 В, наверное, можно использовать стабилитрон от 3.3 В.

И надо еще учесть как-то разброс напряжения стабилизации стабилитрона...

 

А вот защиту от перенапряжение (вследствие замыкания датчика при монтаже)

 

По защите - выше.

 

ЭМИ (микросекундные и наносекундные помехи) - стоит.

 

ЭМИ обсуждал тут. Правда, применительно к цифровым устройствам.

Но, к сожалению, получил ответы не на все свои вопросы.

 

Допустим, цепи питания можно защитить сапрессорами, а входные аналоговые цепи? Не решал еще такой задачи.

Резистор R1, как я понимаю, должен защищать от наносекундных помех.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А можно новичку поинтересоваться?

Что выступает в роли буфера, назначение этой приблуды и по каким параметрам подбирается?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А можно новичку поинтересоваться?

Что выступает в роли буфера,

 

Усилитель на ОУ. Или повторитель.

 

назначение этой приблуды

 

1. Усилить сигнал (при необходимости), чтобы "растянуть" его на весь диапазон входного напряжения АЦП, если этого не удается сделать с помощью измерительного шунта.

2. Уменьшить влияние измерительных цепей на токовую петлю.

 

и по каким параметрам подбирается?

 

Ну, как минимум, по максимально допустимому синфазному напряжению :)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте! Не могли б кто-нибудь подсказать тип измерительного резистора для случая, когда с него же и берется питание АЦП и др., как здесь: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=845260 ? Источник внешнего питания имеется на 24В.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте! Не могли б кто-нибудь подсказать тип и номинал измерительного резистора для случая, когда с него же и берется питание АЦП и др., как здесь: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=845260 ? Источник внешнего питания имеется на 24В.

Типа ап :laughing:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте! Не могли б кто-нибудь подсказать тип измерительного резистора для случая, когда с него же и берется питание АЦП и др., как здесь: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=845260 ?
Вы что-то неправильно поняли в той схеме, что по вашей ссылке. там питание для АЦП и ОУ берется от DC/DC, изображенного справа вверху схемы, а не от измерительного шунта.

Тип резистора определяется необходимой точностью измерения и наличием возможности/желания калибровки измерительного тракта. Величина резистора определяется величиной опорного напряжения АЦП, наличием/использованием PGA в нем, коэффициентом усиления буферного каскада и т.п. Считается по закону Ома. Величина измерительного шунта должна быть такой, что при протекании по нему тока петли 20мА + 10...20%=22...24мА напряжение транслируемое от него на вход АЦП было близко к величине опорного напряжения АЦП. Т.е., например, для АЦП с опорой 2,5В и единичным коэффициентом усиления измерительный резистор следует брать номиналом 2,5В/0,022А -> 100Ом или 110Ом. Соответственно мощность резистора выбирается, исходя из 1/4 от максимально допустимой. 0,024А^2*100Ом / 1/4 ≥ 0,25Вт. Выбор ТКС измерительного резистора зависит от диапазона рабочих температур и требуемой точности измерения. Обычные резисторы имеют ТКС 100-200ppm/°C, прецизионные - 25ppm/°C и меньше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы что-то неправильно поняли в той схеме, что по вашей ссылке. там питание для АЦП и ОУ берется от DC/DC, изображенного справа вверху схемы, а не от измерительного шунта.

Тип резистора определяется необходимой точностью измерения и наличием возможности/желания калибровки измерительного тракта. Величина резистора определяется величиной опорного напряжения АЦП, наличием/использованием PGA в нем, коэффициентом усиления буферного каскада и т.п. Считается по закону Ома. Величина измерительного шунта должна быть такой, что при протекании по нему тока петли 20мА + 10...20%=22...24мА напряжение транслируемое от него на вход АЦП было близко к величине опорного напряжения АЦП. Т.е., например, для АЦП с опорой 2,5В и единичным коэффициентом усиления измерительный резистор следует брать номиналом 2,5В/0,022А -> 100Ом или 110Ом. Соответственно мощность резистора выбирается, исходя из 1/4 от максимально допустимой. 0,024А^2*100Ом / 1/4 ≥ 0,25Вт. Выбор ТКС измерительного резистора зависит от диапазона рабочих температур и требуемой точности измерения. Обычные резисторы имеют ТКС 100-200ppm/°C, прецизионные - 25ppm/°C и меньше.

Да-да, конечно, ссылка не та, спасибо :rolleyes: . Питание АЦП и ОУ у нас именно с измерительного резистора. Только я не понял, как Вы посчитали мощность. Вернее, не совсем понял :05: . По Вашей фомуле получается, что мощность резистора должна в 4 раза перекрывать максимально возможную, а почему - подразумевается ток 100 мА при возможных КЗ - я прав? А теперь о велечине сопротивления: в эти 100 Ом ведь входит и сопротивление датчика, так? А датчик у нас тоже имеет свою схемку... Т.е. просто посчитать не получится?

В общем, чтобы меня попонятнее было: имеется измеритель со сгоревшими входными цепями. На ремонт отправить нет возможности. На измерительном резисторе (а может это что-то другое?) маркировки нету: такой маненький черненький параллелепипедик с металлизированными торцами. Кроме петли к измерителю ничего не подводится. Условия эксплуатации широкие: -40...+45. Но внутри есть датчик температуры.

Так сколько же и чего туда нужно впаять? :laughing:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вы опять ошибаетесь. Непосредственно от измерительного резистора схема измерителя питаться не может. Измерительный резистор может стоять последовательно в цепи измерителя так, как это показано в статье, вложенной в это сообщение. Но при таком включении требуется смещение измерительного входа ОУ или непосредственно самого входа АЦП. Если у вас именно такая схема, то однозначно сказать о номинале резистора затруднительно. Укажите хотя бы, на чем (на каких компонентах) сделан ваш измеритель и/или какова величина опорного напряжения, если оно где-то в схеме присутствует в явном виде?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы опять ошибаетесь. Непосредственно от измерительного резистора схема измерителя питаться не может. Измерительный резистор может стоять последовательно в цепи измерителя так, как это показано в статье, вложенной в это сообщение. Но при таком включении требуется смещение измерительного входа ОУ или непосредственно самого входа АЦП. Если у вас именно такая схема, то однозначно сказать о номинале резистора затруднительно. Укажите хотя бы, на чем (на каких компонентах) сделан ваш измеритель и/или какова величина опорного напряжения, если оно где-то в схеме присутствует в явном виде?

Еще раз спасибо за внимание к моему вопросу. Тип АЦП и ОУ смогу посмотреть в понедельник. Могу сказать только, что индикатор светодиодный. Знать бы еще, где замерить опорное напряжение, благо один работоспособный прибор имеется. Да, попытка без выпайки из схемы замерить измерительный резистор тестером (на рабочем приборе) успеха не имела: цепь не прозванивалась. Поэтому еще раз возникло предположение, что применяется не резистор. Схема входных цепей на показанную на последнем рисунке похожа, но только до середины. С измерительного резистора (опять же, если это резистор) цепочка проходит, похоже, через гальваническую (или еще какую) развязку и только потом через RC-фильтр далее в схему. Может, если я смогу в прямоугольничках нарисовать, будет понятнее? :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Еще раз спасибо за внимание к моему вопросу. Тип АЦП и ОУ смогу посмотреть в понедельник. Могу сказать только, что индикатор светодиодный. Знать бы еще, где замерить опорное напряжение, благо один работоспособный прибор имеется. Да, попытка без выпайки из схемы замерить измерительный резистор тестером (на рабочем приборе) успеха не имела: цепь не прозванивалась. Поэтому еще раз возникло предположение, что применяется не резистор. Схема входных цепей на показанную на последнем рисунке похожа, но только до середины. С измерительного резистора (опять же, если это резистор) цепочка проходит, похоже, через гальваническую (или еще какую) развязку и только потом через RC-фильтр далее в схему. Может, если я смогу в прямоугольничках нарисовать, будет понятнее? :biggrin:

Пока вот что там есть: PIC16LF876A-I/SO - побольше размером, и HEF4069UBT L7HOD205 UoG07423 - поменьше

 

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