|
Помогите выбрать преобразователь ток-напряжение |
|
|
|
Oct 29 2006, 18:06
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 8-10-06
Пользователь №: 21 094

|
Требуется собрать преобразователь ток-напряжени для термопары с меняющимися физическими свойствами. Планируется следующая схема (см. прикреплённый рисунок). Требования: высокая точность (1-3%), линейность АЧХ +-1 дб до 500 кГц. Соответственно, сопротивление термопары близко к нулю. Посоветуйте, подойдёт ли эта схема и какие операционники лучше взять. Нужна ли частотная коррекция или до таких частот можно обойтись без неё?
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
|
|
|
|
|
Oct 30 2006, 05:13
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 8-10-06
Пользователь №: 21 094

|
Проблема в том, что: а) длина соединительных проводов не менее 3-х метров (меньше никак), и наводки получаются до 10 мВ (с экранированными проводами), в то время, как сам сигнал 0-5 мВ. При измерении тока миллиамперметром был получен ток до 3 мА, без всяких наводок. б) это естественная термопара, образованная исследуемым объектом и зондом.
Поэтому и предполагалось измерять ток.
Если есть какие-нибудь другие соображения - с удовольствием выслушаю.
--------------------
|
|
|
|
|
Oct 30 2006, 09:52
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 8-10-06
Пользователь №: 21 094

|
Цитата зайди на Лайнер Это что? Цитата или дифференциальное включение И так используется дифференциальный вход, без него вообще дрова.
--------------------
|
|
|
|
|
Oct 30 2006, 10:13
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 007
Регистрация: 24-01-06
Из: Киев
Пользователь №: 13 556

|
а как насчет фильтрации на 50 Гц...не забыл...скачай даташит на OP177 и AD820...там есть расчитанные...и в даташите на AD620 есть тоже фильт и значения для частот разных... http://www.linear.com/search/searchResults...teCriteria=an28 это по измериловке и AD629...этого достаточно для построения системы и в 629 есть пример построения на ней термодатчика...цепляй фильтр...который на предыдущей странице...и компенсацию холодного спая...и будет тебе щастя...
--------------------
Motobaza.kiev.ua
|
|
|
|
|
Oct 30 2006, 18:43
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 8-10-06
Пользователь №: 21 094

|
Цитата 1. А вы уверены, что такая схема дает линейную зависимость выходного напряжения от входного тока? 2. Для чего неободимо целых три каскада ОУ? 3. Каковы диапазоны входных токов? 1. Теоретически - да. 2. Для компенсации изменения внутреннего сопротивления термопары. 3. 0-20 mA Цитата а как насчет фильтрации на 50 Гц...не забыл...скачай даташит на OP177 и AD820...там есть расчитанные...и в даташите на AD620 есть тоже фильт и значения для частот разных... ОК, спасибо. Скорее всего питание зонда будет от батарей (для уменьшения сетевых наводок и повышения автономности). В связи с этим возникает вопрос: как эти операционники отреагируют на перекос питания (от неравномерной "просадки" батарей, если не использовать стабилизаторы)?
--------------------
|
|
|
|
|
Oct 30 2006, 19:42
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 163
Регистрация: 5-06-06
Пользователь №: 17 789

|
Цитата(immelstorm @ Oct 30 2006, 21:43)  Скорее всего питание зонда будет от батарей (для уменьшения сетевых наводок и повышения автономности). В связи с этим возникает вопрос: как эти операционники отреагируют на перекос питания (от неравномерной "просадки" батарей, если не использовать стабилизаторы)? IMHO Питание от батарей уменьшение сетевых наводок не даст, так как интегральные стабилизаторы дают ослабление помехи на 100Гц до 80дБ. В то время, как у Вас на 3м кабеле наводка будет значительно больше, чем то, что проходит по питанию. При "перекосе" питания показания уплывут. Не понятно, зачем полоса в 500кГц. В такой полосе можно много наводок словить. У термопары достаточно большая инертность (пока равномерно прогреется спай), и получить более нескольких десятков-сотен отсчетов реальной температуры (а не показаний термопары) за 1с сложно. Без фильтров на 50, 100Гц не обойтись. Если есть возможность, частоту ФНЧ лучше ограничить частотами до 50Гц. Инструментальные усилители INA018... не подходят?
|
|
|
|
|
Oct 30 2006, 20:21
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 8-10-06
Пользователь №: 21 094

|
Цитата Инструментальные усилители INA018... не подходят? Можно ссылку на характеристики, а то гугл ничего не находит? Такая большая полоса пропускания, из-за того, что меняется и температура и физические характеристики точки контакта. В связи с этим так же невозможно использование схем, линеаризующих х-ку термопары.
--------------------
|
|
|
|
|
Oct 31 2006, 06:21
|

Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287

|
Цитата(immelstorm @ Oct 30 2006, 22:21)  Цитата Инструментальные усилители INA018... не подходят?
Можно ссылку на характеристики, а то гугл ничего не находит? Такая большая полоса пропускания, из-за того, что меняется и температура и физические характеристики точки контакта. В связи с этим так же невозможно использование схем, линеаризующих х-ку термопары. Вероятно, INA118 имелся в виду: http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ina118.htmlА с полосой Вы явно "перебарщиваете", ИМХО. Несмотря на приведенные аргументы. Пересмотрите этот критерий ещё раз, вполне может оказаться, что проблемы, по большей части, надуманные.
|
|
|
|
|
Oct 31 2006, 07:00
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Цитата(immelstorm @ Oct 30 2006, 08:13)  Проблема в том, что: а) длина соединительных проводов не менее 3-х метров (меньше никак), и наводки получаются до 10 мВ (с экранированными проводами), в то время, как сам сигнал 0-5 мВ. При измерении тока миллиамперметром был получен ток до 3 мА, без всяких наводок. б) это естественная термопара, образованная исследуемым объектом и зондом.
Поэтому и предполагалось измерять ток.
Если есть какие-нибудь другие соображения - с удовольствием выслушаю. Пропуская (давая ему возможность...) ток через термопару, Вы вмешиваетесь в интимный процесс теплопередачи, существенно усиливая ее, чем нарушаете распределение температуры, которое хотите измерять. Так намеренно делают, например, в калориметрах для измерения выделяющейся мощности, но при этом поддерживают нулевую ЭДС(разность температур).
|
|
|
|
|
Oct 31 2006, 08:25
|

Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287

|
Цитата(Tanya @ Oct 31 2006, 09:00)  Пропуская (давая ему возможность...) ток через термопару, Вы вмешиваетесь в интимный процесс теплопередачи, существенно усиливая ее... Как очаровательно... Цитата Проблема в том, что: а) длина соединительных проводов не менее 3-х метров (меньше никак), и наводки получаются до 10 мВ (с экранированными проводами), в то время, как сам сигнал 0-5 мВ. При измерении тока миллиамперметром был получен ток до 3 мА, без всяких наводок. б) это естественная термопара, образованная исследуемым объектом и зондом. У меня есть подозрение, что это измерялся ток, вызванный той же термоЭДС на нагрузке (которой являлся сам миллиамперметр). Несколько некорректно сравнивать наводки при измерениях на высокоомной нагрузке (напряжения) и этим случаем, где термопара практически закорочена. Ну, а насколько изменит температуру спая и внесёт погрешность ток, текущий через термопару нетрудно подсчитать.
|
|
|
|
|
Oct 31 2006, 12:38
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 163
Регистрация: 5-06-06
Пользователь №: 17 789

|
Цитата(immelstorm @ Oct 30 2006, 23:21)  Цитата Инструментальные усилители INA018... не подходят?
Можно ссылку на характеристики, а то гугл ничего не находит? Такая большая полоса пропускания, из-за того, что меняется и температура и физические характеристики точки контакта. В связи с этим так же невозможно использование схем, линеаризующих х-ку термопары. Да, ошибочка, имелось в ввиду INA118 или из той же серии INA1xx. 2 Herz respect.
|
|
|
|
|
Nov 1 2006, 11:32
|
Группа: Новичок
Сообщений: 7
Регистрация: 17-07-06
Пользователь №: 18 861

|
1.Рекомендую операционник AD8572. 2.Для хорошего экранирования источник сигнала или приемник должны быть изолированы от корпуса, чтобы исключить по экрану ток наводки. Экран соединяется с общим проводом только с одного конца. Витая пара в экране с заземлением только с одной стороны обеспечивает экранирование до -90дБ! 3.Для вас важна скорость нарастания напряжения, а не АЧХ. Т.е. подсчитайте скорость изменения напряжения на термопаре и выберите опимальные значения для усилителя. 4.Измерять надо все-таки не ток, а напряжение.
|
|
|
|
|
Nov 14 2006, 11:45
|
Группа: Новичок
Сообщений: 14
Регистрация: 20-01-06
Пользователь №: 13 401

|
Стандартный преобразователь ток-напряжение - это ОУ, включенный в инвертирующем варианте с нулевым сопротивлением на входе. Сопротивление в цепи обратной связи дает коэффициент передачи. Годится практически любой ОУ, устраивающий по точности. Мерять тэрмоЭДС по току можно, ток при этом равен ЭДС, деленной на сопротивление компенсационных проводов, спая, термопарных проводов, сопротивления измерительной схемы и сопротивления контактов (закон Ома), но головной боли много. Изменилась длина проводов, температура помещения, сопротивление контактов - и привет. Но если иного выхода нет - меряй.
|
|
|
|
|
Nov 15 2006, 17:10
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 36
Регистрация: 13-11-06
Пользователь №: 22 255

|
Предлагаю разделить канал измерений на 2 штуки: 1. Низкочастотный канал измерения температуры. 2. Высокочастотный канал Вашего хитрого датчика с полосой 500 кГц. Температура, как интегральный по своей сути параметр быстро меняться не может. Подозреваю, что 500 кГц - это у Вас не температура, а какой - то другой сигнал, примешаный к ТЭДС. Разделите каналы прямо на входе схемы. По низкочастоному задавите помехи с помощью ФНЧ. Какая Вам нужна полоса пропускания по температуре 1Гц или 3Гц? Вряд ли больше. И меряйте счастливо свои милливольты. А уж по высокочастотному каналу природу не обманешь. Есть только два способа борьбы с помехами: экранирование и сужение полосы пропускания. Что бы давать более подробные рекомендации, надо иметь более подробное описание Вашей задачки. Удачи!
|
|
|
|
|
Feb 18 2007, 19:07
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 8-10-06
Пользователь №: 21 094

|
В принципе, всё получилось со стандартным преобразователем (ОУ + 1 резистор в ООС). Только одна проблема: датчик имеет выходное сопротивление в сотые доли ома. При подключении датчика или замыкании входа накоротко, напряжение на выходе подскакивает до 12В. Если включить между датчиком и входом резистор хотя бы на 10-20 Ом - всё более-менее нормально. Скорее всего, это из-за того, что потенциал виртуальной земли не совпадает с реальной. Для стабилизации питания использую 79L15 и 78L15 + конденсаторы до и после стабилизаторов на 1000 мкФ. Так же стоят керамические конденсаторы до и после.
ОУ К140УД17А
В чём может быть прикол?
--------------------
|
|
|
|
|
Feb 21 2007, 10:49
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(immelstorm @ Feb 18 2007, 19:07)  В принципе, всё получилось со стандартным преобразователем (ОУ + 1 резистор в ООС). Только одна проблема: датчик имеет выходное сопротивление в сотые доли ома. При подключении датчика или замыкании входа накоротко, напряжение на выходе подскакивает до 12В. Если включить между датчиком и входом резистор хотя бы на 10-20 Ом - всё более-менее нормально. Скорее всего, это из-за того, что потенциал виртуальной земли не совпадает с реальной. Для стабилизации питания использую 79L15 и 78L15 + конденсаторы до и после стабилизаторов на 1000 мкФ. Так же стоят керамические конденсаторы до и после.
ОУ К140УД17А
В чём может быть прикол? Прикол может быть в том , что ОУ усиливает своё напряжение смещения  И хорошо усиливает , ибо ООС практически не работает , при сопротивлении источника в сотые доли ома ..........
Сообщение отредактировал deemon - Feb 21 2007, 10:52
|
|
|
|
|
Feb 21 2007, 20:58
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 24
Регистрация: 8-10-06
Пользователь №: 21 094

|
Напряжение смещения по паспорту - 2 мкВ (специально выбирал прецизионный).
И как это дело забороть? Вся проблема в том, что требуется усилитель с коэффициентом усиления около 10000 и крайне малым входным сопротивлением.
--------------------
|
|
|
|
|
Feb 21 2007, 21:02
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
Сделать усилитель на двух ОУ, наверное. На первом - преобразователь ток - напряжения, но так, чтобы коэффициент усиления по напряжению у него был в районе нескольких сотен, а потом усилить вторым каскадом. Без сопротивления, ограничивающего усиление по напряжению, в измерительной цепи видимо не обойтись.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
Feb 21 2007, 23:26
|

Уставать стал
   
Группа: Свой
Сообщений: 603
Регистрация: 11-07-05
Из: Севастополь
Пользователь №: 6 692

|
MAX471\472 специализирован для таких целей, один с встроенным 35 милиомным current-sense resistor, другой без оного, почти все при нем, Supply Voltage, RS+, RS-, VCC to GND....................-0.3V, +40V RMS Current, RS+ to RS- (MAX471 only)..........................±3.3A Peak Current, (RS+ to RS-) ......................................see Figure 5 Differential Input Voltage, RG1 to RG2 (MAX472 only) .....±0.3V Voltage at Any Pin Except SIGN MAX471 only ...........................................-0.3V to (RS+ - 0.3V) MAX472 only ..........................................-0.3V to (VCC + 0.3V) Voltage at SIGN......................................................-0.3V to +40V Current into SHDN, GND, OUT, RG1, RG2, VCC................±50mA Current into SIGN.................................................+10mA, -50mA OUT Rise, Fall Time ILOAD = 50mA to 3.0A, ROUT = 2k,COUT = 50pF, 0% to 90% 4 µs малюсенький совсем. Проверен в деле.
--------------------
Коллектив-Большая Сила! 
|
|
|
|
|
Feb 22 2007, 11:03
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Уважаемый 'immelstorm' ! Вроде уже писала про ЭТО. То, что Вы хотите сделать, кажется мне странным, извините. Термопара Ваша по сути не является источником напряжения с последовательным резистором, а является термопреобразователем. Ее лучше всего представить как конденсатор и резистор последовательный. Емкостью конденсатора в данном случае является теплоемкость того, к чему она приделана. К конденсатору через несколько RC цепочек присоединены генераторы (2 или больше). Другая неплохая модель - двигатель (он же генератор) постоянного тока с маховиком - тоже не простым. В Вашей схемотехнике, если пренебречь или убрать собственное сопротивление, Вы будете измерять тепловой поток между спаями. Если Вы именно этого хотите, то тогда делайте генератор тока, компенсирующий в нуль (можно и не в нуль, а какую нибудь другую величину, тогда будет поддерживаться некоторая разность температур...) ее эдс. То, что Вы таким образом будете иметь, будет разность тепловых потоков к спаям. Если, теплопроводность постоянна и процесс стационарен, то это будет пропорционально с некоторыми оговорками разности температур объектов, к которым приделаны спаи. В нестационарном случае - бог весть что. В одном из постов Вы писали про 500 килогерц. Это было серьезно?
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|