[si_protsenko 0]

Сигнал с термопары лежит в интервале 0-15мВ.

Как бы его усилить, чтобы можно было поточнее измерить с помощью 16 бит АЦП на пределе +-100мВ, +-500 мВ?? Какие усилители используют в этом случае?? (Температура холодного спая контролируется отдельно и не является проблемой)

 

Второй подход - это использование нормализаторов термопар, например - AD597/AD595. Но они на выходе дают сигнал 0-4В. В этой ситуации его надо уменьшить. Чем лучше это сделать?

 

Если использовать прецензионный делитель напряжения (MAX5491), то как будет с точностью?

Нужна разрешающая способность 0,1 градуса и точность +-1-2 градуса.

 

Или возможно есть нормализаторы, которые на выходе давали 0,1-1 мВ/градус????

[nicom 0]

Предлогаю быть чуть реальнее... 0.1градус при шкале 16бит - это 6553.6 градусов. - вряд-ли нужна такая точность, по этому давайте уменьшать....

Далее: Термопара находится в измеряющем месте = провода , на них еще наведётся...шум, сеть, коммутационные помехи, эфир, ...

Скоростные измерения... вряд-ли, ну, максимум постоянная времени -100мсек...(хотя, на самом деле могу ошибаться), по этому АЦП ... совсем любой...(почти)

Давайте упростим... и измерения будем проводить через простенькую математическую обработку - усреднение...В зависимости от временных и прочих требований проводим усреднение по ...100измерениям... и получаем значительно более устойчивое и реальное значение температуры...чем некие прыгающие цифры...

Тогда - несколько возможных вариантов - нормализатор, далее усилитель - формирователь, (может быть с дополнительным), далее АЦП, обработчик (программа).

Можно проще - усилитель+фильтр, АЦП. Нормализацию можно сделать в обработчике, её бояться не надо.

 

Точностные характеристики - наверно, лучше использовать сравнительную калибровку с эталонным измерителем, тогда можно будет не только измерять температуру с высокой относительной точностью, но и добиться высокой абсолютной точности.

...при чем достаточно недорогим способом...

...что уже сделано на многих устройствах...

Николай.

[Aleks17 0]

А почему бы просто не взять АЦП с встроенным усилителем. Вход разумеется дифференциальный - для борьбы с шумами и наводками. Например AD7705/AD7706 от Analog Devices (там в даташите даже нарисован пример использования с термопарой).

Альтернативный вариант - АЦП с дифференциальным входом и внешний усилитель (по моему разностный зовётся) с диф. входом и диф.выходом - делается из двух ОУ без проблем.

[si_protsenko 0]

Спасибо за ответы.

Я свою проблему более детально описывал в теме Измерение нормализированного сигнала термопары в подфоруме "Метрология, датчики, измерительная техника". Но к сожелению, мне никто не ответил.

 

Добавлю к сути проблемы:

- АЦП уже есть. Это 16 бит, 10 Гц на 8 дифференциальных каналов (ADAM-4018). Все 8 каналов могут работать одновременно только в одном из режимов (+-15 мВ, 50, 100, 500,… термопары K, J, T …..).

- Но, нужно вести измерения сразу например в режиме +-100 мВ и измерять температуру термопарой К- типа, что невозможно (повторюсь, что все 8 каналов могут работать только в одинаковом режиме, а время переключения между режимами составляет 4-5 сек, что не приемлемо). А если измерять сигнал с термопары на пределе +-100мВ, получается большая погрешность… А надо разрешающую способность - 0,1-0,2 градуса С.

- Температуру надо мерять 1раз/сек, в диапазоне 0-400 С (0-16мВ сигнал с термопары К-типа).

 

Как решение проблемы вижу два подхода:

- Усиление сигнала 0-15мВ до уровня 100мВ(500мВ). Как, чем, лучше сделать?

- Использование нормализаторов темрмопар например AD597/AD595. Позволяют линеаризировать сигнал, учитывают температуру холодного спая. И на выходе дают линейную зависимость 10 мВ/градус. Выходной сигнал лежит в диапазоне 0-4В. Чем бы его уменьшить? До уровня 100мВ(500мВ)? Или может есть нормализаторы 0,1-1мВ/градус?

 

 

Альтернативный вариант - АЦП с дифференциальным входом и внешний усилитель (по моему разностный зовётся) с диф. входом и диф.выходом - делается из двух ОУ без проблем.

Какой например усилитель подойдет для моей задачи?

 

Тогда - несколько возможных вариантов - нормализатор, далее усилитель - формирователь, (может быть с дополнительным), далее АЦП, обработчик (программа).

Можно проще - усилитель+фильтр, АЦП. Нормализацию можно сделать в обработчике, её бояться не надо.

Пожалуйста объясните подробней, если можно...

 

Точностные характеристики - наверно, лучше использовать сравнительную калибровку с эталонным измерителем, тогда можно будет не только измерять температуру с высокой относительной точностью, но и добиться высокой абсолютной точности.

Какой эталонный измеритель лучше использовать?

[si_protsenko 0]

Еще добавлю…

Что склоняюсь к нормализаторам термопар.

- так как их можно разместить в непосредственной близости к термопаре (внутри вакуумной камеры). А АЦП (ADAM-4018) внутрь камеры запихивать нельзя.

- измеряя температуру холодного спая средствами АЦП (ADAM-4018) мы меряем температуру воздуха лаборатории (температуру самого АЦП), а не внутри камеры.

[nicom 0]

...Пойдем от конца...

 

Эталонный "градусник" - поверенный прибор, чья измерительная часть находится в непосредственной близости от поверяемой термопары.

 

Программа должна, например, складывать N раз входные измеренные значения и затем делить на N...(это вполне годится для достаточно точных измерений) или если надо подробнее... (тогда пишите - [email protected])

Нормализатор - программный - простая таблица перекодировки + алгоритм кусочно - линейной интерполяции. Измеренные и усредненные значения пререводятся через эту таблицу (грубо) и точно интерполируются в интервале между двух ближайших значений. Интерполяцию удобно выполнять кусочно-линейную, хотя это не идеально точно..., но при желании можно алгоритм усложнить...

Таблица берется от производителя термопар, или ГОСТа, или "импортного производителя"... и соответствует типу и материалам термопары. В этой таблице напряжения и градусы. Можно использовать готовые микросхемы, но, т.к. код будет обрабатывать далее процессор - зачем удорожание...

 

Теперь усилитель... сделайте простой инструментальный усилитель с необходимым коэффициентом усиления для Вашего АЦП. Расположить его рядом с вашей термокамерой, но не в ней.

В Вакуумную камеру, на мой взгляд, лучше не "совать" никакую электронику, будет мас-с-с-с-с-с-с-с-с-са

проблем!

Удачи...

[=AK= 12]

- Усиление сигнала 0-15мВ до уровня 100мВ(500мВ). Как, чем, лучше сделать?

Медленные сигналы лучше усиливать чопперными усилителями ("с автообнулением"), у них дрейф самокомпенсируется, остается всего пару микровольт ошибки. Если хочется лепить на основе обычного ОУ и внешних точных резисторов, то можно глянуть в сторону http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/3407 и ему подобных от LT, AD, TI.

[vvs157 0]

Сигнал с термопары лежит в интервале 0-15мВ.

Как бы его усилить, чтобы можно было поточнее измерить с помощью 16 бит АЦП на пределе +-100мВ, +-500 мВ?? Какие усилители используют в этом случае?? (Температура холодного спая контролируется отдельно и не является проблемой)

 

В качестве усилителя можно использовать Intersil ICL7650 (ОУ с внутренней стабилизацией, Vos<5 мкВ, 0.02 мкВ/C).

Но надо иметь ввиду, что если Вы собрались "воевать" с реальными 0.1 К то не только ОУ здесь важен. Это и вопрос градуировки, и правильная конструкция всего усилителя (не должно быть тепловых градиентов на плате) и временнАя стабильность самой термопары, много другое.