[Alex-lab 5]

Доброго дня.

Есть задача измерять температуру металлических объектов, потенциал которых меняется +600/-300В относительно общей земли и не связаных друг с другом. Частота 5кГц, Кзап 40%.

То есть на одном может быть +600, а на другом -300В в то же время. Скорость измерения температур 1 раз в секунду.

Сделал два усилителя термопары и развязал их с помощью DC/DC и AduM4190.

Выходы Адумов на АЦП.

При этом земля АЦП связана с общим проводом силовой схемы (там где +600/-300В).

Без силовой схемы, все работает, температура измеряется.

Формально оно работает и в рабочем режимы силового блока, однако закрадываются сомнения в достоверности данных.

С одной стороны, все усилители работают в режимах низкой синфазной помехи, с другой какая-то емкостная связь все же присутствует и в DC/DC и в AdUM.

Нужны ли здесь какие-то специальные меры, или достаточно ФНЧ перед АЦП? Как можно оценить устойчивость схемы к таким проблемам? Вносимую ошибку?

Спасибо.

[Plain 168]

6 часов назад, Alex-lab сказал:

5кГц, Кзап 40%

На синус не похоже, следовательно, прямоугольник, т.е. спектр бесконечен, и в паспорте, в отличие от цифровых изоляторов той же конторы, предел для перепадов тоже не указан.

Обычно для таких задач ставят микроконтроллер, а для компенсатора полупроводниковый датчик, и развязывают цифровой сигнал.

[Alex-lab 5]

12 hours ago, Plain said:

и развязывают цифровой сигнал.

А что это изменит, ведь его тоже нужно запитывать через DCDC?

[cybersonner 1]

20 часов назад, Alex-lab сказал:

закрадываются сомнения в достоверности данных

Датчик в стакан с водой, на боевое место и смотреть, если есть сомнения.

Если сомнения подтвердятся (а основные сомнения я так понял в работе AduM4190 в условиях помех) - добавить слева ацп и уже его развязать цифровым ADUMом. Тут уже лишние токи потекут через емкость цифрового ADUMа между землями- то есть мимо измерительных цепей. Но мне кажется, что этого не понадобится.

[НЕХ 4]

"Снимите это немедленно !"

Это не схема, это позор какой-то...

На входе поставьте два последовательных RC фильтра ( в каждом 2 резистора и 3 конденсатора).

Потом сигма-дельта АЦП. Развязку и дсдс вам обеспечит tda51s-41hc.

[alexunder 4]

Поддержу насчёт того, чтобы цифровать на стороне термопары (т.е. до развязки). Адумы - прошлый век.

[Alex-lab 5]

1 hour ago, cybersonner said:

Датчик в стакан с водой, на боевое место и смотреть, если есть сомнения.

Не совсем понял, в чем состоит роль воды? Датчик устанавливается в тонкий канал внутри подложки.

1 hour ago, НЕХ said:

На входе поставьте два последовательных RC фильтра

В каждый из проводов термопары?

 

[НЕХ 4]

В каждый. Повторите фильтр, нарисованный в даташите на АЦП, дважды. Хороший АЦП был ads1220, теперь надо искать альтернативу. 

Не нахожу у азиатских поставщиков нормальных источников опорного напряжения...

Ещё на самый вход , прямо к термопарам поставить высоковольтный варисторы, вторым выводом присоединённые к корпусу неизолированной части с процессором. Чтобы в промышленных условиях не пробить изоляцию tda51s.

Изменено 18 июня, 2023 пользователем НЕХ

[Alex-lab 5]

39 minutes ago, НЕХ said:

нарисованный в даташите на АЦП

Спасибо, буду копать в эту сторону. Не зря всё-таки беспокоился.

[Plain 168]

9 часов назад, Alex-lab сказал:

что это изменит, ведь его тоже нужно запитывать через DCDC

Речь не про питание — перепады синфазного сбивают сигма-дельта ЧИМ, которую создаёт и передаёт ADuM.

[НЕХ 4]

Для справки - ёмкость между изолированными частями tda51s (приёмопередатчик и DCDC) = 3.5 пФ

[khach 33]

Индкутивный (LC) фильтр последовательно с термопарой обязательно перед защитными диодами. При ВЧ наводке диоды начинают приоткрываться и схема измеряет непойми что. Столкнулись с этой проблемой при индуктивном нагреве. Большинство термопарных преобразователей, кроме древних стрелочных, сходило с ума. Временно использовали стрелочник с камерой usb и OCR программный, а потом радикально решили проблему оптическим пирометром.

[Точка Опоры 30]

On 6/18/2023 at 2:00 AM, Alex-lab said:

Формально оно работает и в рабочем режимы силового блока, однако закрадываются сомнения в достоверности данных.

Нафига тут LM358 -  я тоже не понял. Но однажды - наткнулся на шум с выхода неиспользуемой секции. Разделите выводы 6 и 7 и соедините 6 и 8.

[vov4ick 35]

Возможно, при включении силового блока греется нутро блока термометра и LM358 это измеряет 🙂 нужен точный ОУ.

Детектирование переменки, думаю, происходит в первую очередь на диоде, измеряющем температуру холодного спая. Диод стоит рядом с ним?

Схемы эти на одном ОУ хорошо работают только на бумаге. Нужно делать подстройку каскада с диодом, т.к. диоды все разные, по-хорошему буферизовать его чтобы не влиял ток через термопару и питать диод источником тока.

Вы не написали, какая необходима точность. Может и так сойдёт?

[Alex-lab 5]

2 hours ago, vov4ick said:

ри включении силового блока греется нутро блока термометра

Блок измерения никак не связан с силовым, кроме как через термопары.

2 hours ago, vov4ick said:

какая необходима точность. Может и так сойдёт?

+/-1К будет идеально. В целом сама схема усилителя раньше мной использовалась в другом приборе, но там не было помех, и все работало как нужно. Оттуда она сюда и перекочевала, с добавлением развязки.

On 6/19/2023 at 12:18 PM, khach said:

Индкутивный (LC) фильтр последовательно с термопарой обязательно перед защитными диодами.

Да, уже понял, надо посерьезней фильтрацию входа сделать.

Что касается цифровых подходов, их преимущества очевидны, но что меня в них не до конца устраивает, так это то, что сейчас у меня АЦП и таймеры сами молотят, без программы, а если делать цифровой, то придется какую-то логику добавлять в сам код. Не то что бы это слишком сложно, но как-то теряется самодостаточность. Пока думаю, как это лучше сделать.

И все же, можно ли как-то оценить вносимую помеху аналитически? Правильно понимаю, что этот ФНЧ на выходе Адума, интегрирует ток помехи через его паразитную емкость?