Вопрос про включение термопар, параллельное включение Опции

[Alexandr]

Стоит следующая задача: необходимо к некому регулятору подключить 3 термопары, причем вход у него один и управляющий выход один. Раньше подключалась одна термопара и было все хорошо. Теперь встала задача подключить три термопары к одному входу, причем так, чтобы управление осуществлялось по данным от термопары подключенной к наиболее нагретой точке. Какая из трех термопар будет наиболее "горячей" неизвестно. Руководство категорически против замены регулятора на другой, а также против каких-либо внешних доработок, устройств. Вместо этого мне было предложено подключить параллельно 3 термопары на один вход. И якобы там установится термоэдс, соответствующая наиболее "горячей" термопаре. Что-то мне в это не верится. Что скажете уважаемые коллеги, о том что же будет на входе при таком включении? А заодно может подскажете как "малой кровью" решить данную задачу.

[TsAN]

мне было предложено подключить параллельно 3 термопары на один вход. И якобы там установится термоэдс, соответствующая наиболее "горячей" термопаре. Что-то мне в это не верится.

Совершенно справедливо не верится. Разность термоЭДС между холодной и горячей термопарами поделится на внутренних сопротивлениях термопар, так что будет нечто неопределенное - хотя по законам Кирхгофа получающиеся при этом токи и напряжения посчитать можно.
IMHO, наиболее просто: каждая термопара подключена к своему усилителю, а усилители, в свою очередь, работают на пиковые детекторы с общей нагрузкой.
С пикового детектора, где сигнал наибольший, он проходит в нагрузку, остальные в это время оказываются в режиме хранения.

Удачи!

Добавлено
Собственно, идея - в применении пиковых детекторов; если удастся подобрать детекторы, нормально работающие с уровнями сигналов от термопар, то усилители и не нужны.

[vm1]

Стоит следующая задача: необходимо к некому регулятору подключить 3 термопары, причем вход у него один и управляющий выход один. Раньше подключалась одна термопара и было все хорошо. Теперь встала задача подключить три термопары к одному входу, причем так, чтобы управление осуществлялось по данным от термопары подключенной к наиболее нагретой точке. Какая из трех термопар будет наиболее "горячей" неизвестно. Руководство категорически против замены регулятора на другой, а также против каких-либо внешних доработок, устройств. Вместо этого мне было предложено подключить параллельно 3 термопары на один вход. И якобы там установится термоэдс, соответствующая наиболее "горячей" термопаре. Что-то мне в это не верится. Что скажете уважаемые коллеги, о том что же будет на входе при таком включении? А заодно может подскажете как "малой кровью" решить данную задачу.

Будет среднеарифметическое значение температур.

[Alexandr]

Собственно, идея - в применении пиковых детекторов; если удастся подобрать детекторы, нормально работающие с уровнями сигналов от термопар, то усилители и не нужны.

Пиковые детекторы мне к сожалению не подойдут. Видите ли в чем дело - мой регулятор контролирует нагрев и поддержание определенной температуры после нагрева. Если температура будет только расти, то пиковый детектор в самый раз. А вот в случае если она начнет падать, то они будут продолжать удерживать сигналы той температуры, которые запомнили. И снижение температуры я не смогу вовремя предотвратить.

[vvs157]

Будет среднеарифметическое значение температур.

Только при условии, что термопары имеют одинаковые омические сопротивления, а это не так если у термопар разная длина/сечение и/или сильно разная температура и материал с высоким ТКС (платина, например). А так будет нечто вроде "направления дрейфа айсбергов в Антарктиде". Так делать однизначно нельзя. Максимальной температуры не будет никогда.

[vm1]

[/quote]

Будет среднеарифметическое значение температур.

[/quote]

Виноват, поторопился ляпнуть,
еще полярность необходимо учесть.
Будет по температуре что то вроде:
T1-T2+T3-T4.
Вот если спаи T2 и T4 взять как холдные тогда
будет средне арифметическое для горячих T1 и T3.

Да, и паралельно включать вообще нельзя я имел ввиду
только последовательное включение.

[TsAN]

А вот в случае если она начнет падать, то они будут продолжать удерживать сигналы той температуры, которые запомнили.

А если попробовать поиграть постоянной времени разряда пиковых детекторов? чтобы к тому моменту времени, когда температура объекта потенциально сможет упасть до нижнего допустимого уровня, выходной сигнал пикового детектора в отсутствии сигнала термопары самостоятельно уменьшался бы до уровня, при котором уже надо включать нагреватель. IMHO, надо, чтобы постоянная времени разряда пикового детектора была бы меньше постоянной времени (инерционности?) нагреваемого объекта, хотя это и может быть нехорошо для устойчивости всей системы. В пределе в детекторах можно вообще убрать (теоретически - для пояснения идеи) емкости - и тогда получится схема, автоматически коммутирующаяся для пропускания на выход наибольшего из трех сигналов.
Или же после выключения нагревателя принудительно периодически сбрасывать пиковый детектор, фактически превратив его в стробируемое устройство выборки-хранения. При этом на время выборки включение нагревателя надо запретить.

Удачи!

[vm1]

Добавлено
Собственно, идея - в применении пиковых детекторов; если удастся подобрать детекторы, нормально работающие с уровнями сигналов от термопар, то усилители и не нужны.

[/quote]


Какраз без усилителей нельзя,
на выходе детекторов будет высота помех и наводок.
Усилители должны усилить сигнал, удалить помехи,
отинтегрировать 50Гц и холодный спай компенсировать.
Потом на чистом сигнале можно ставить детекторы.

[Old1]

ИМХО Задачу без использования дополнительного устройства не решить. Решение с детекторами ИМХО не рациональное. Сигнал на выходе термопары в худшем случае будет составлять от десятых долей миливольта, до десятков миливольт, поэтому для "детектирования", как уже выше упоминалось, сигнал необходимо усиливать, а дальше что? чтоб регулятор нормально работал, назад ослаблять? И что при этом будет с точностью?
В свое время решал отдаленно похожую задачу: к одноканальному потенциометру подключал четыре термопары ХК. Переключение термопар осуществлялось через коммутатор на герконовых реле. Переключение каналов, правда, было ручное. В вашем случае тоже предлагаю сделать коммутатор на ГР+ устройство котрое бы отслеживало наиболее нагретую ТП и включало нужное реле (вот здесь, пожалуй, подойдут усилители и детекторы, и не надо о точности заботиться, главное чтобы три канала имели одинаковое усиление). Но все равно получается громоздко, может дешевле трехканальный регулятор найти?...

[Alexandr]

To Old1: если б зависело от меня, то точно заменил бы регулятор.

А что если так:
Обозначим термопары A,B,C и посадим все 3 холодных спая на землю

Эскизы прикрепленных изображений

 

[TsAN]

Логически все должно работать.
Верхний "И" отрабатывает (A>B)&(C<A)
Средний "И" отрабатывает (B>C)&(A<B)
Нижний "И" отрабатывает (C>A)&(B<C)
IMHO, существенный плюс этой идеи - использование компараторов: ушли от усилителей, требущих одинакового усиления по каждому каналу.
Добавить к идее нечего - разве что логику выполнить на ПЛИС, но это уже дело техники...

Удачи!

[Alexandr]

Тогда получается, что каждая термопара подключена через реле ко входу регулятора и к ДВУМ входам компараторов. Получился такой своеобразный разветвитель. И возникло у меня сомнение - а не вызывет ли это больших погрешностей измерения? А какие особенности могут возникнуть при разводке печатной платы - ведь к разъему регулятора будет подключен уже не провод термопары, а дорожка печатной платы?

[TsAN]

Тогда получается, что каждая термопара подключена через реле ко входу регулятора и к ДВУМ входам компараторов. Получился такой своеобразный разветвитель. И возникло у меня сомнение - а не вызывет ли это больших погрешностей измерения?

IMHO, в общем случае низкочастотные компараторы можно подобрать так, чтобы их входное сопротивление в диапазоне рабочих напряжений термопар на несколько порядков превышало выходное сопротивление последних, что позволит получить погрешность за счет этого эффекта не более долей процента (оценка сверху). Кроме того, по сути своей это, в первом приближении, можно считать систематической составляющей погрешности, которая может быть учтена и в дальнейшем - скомпенсирована. Возможно, что для незначительно отличающихся температур скомпенсировать удастся регулировкой напряжений сдвига нулей компараторов - ориентировочно это позволит сократить данную составляющую погрешности в ((выходное напряжение термопар)/(разброс этого напряжения)) раз.

А какие особенности могут возникнуть при разводке печатной платы - ведь к разъему регулятора будет подключен уже не провод термопары, а дорожка печатной платы?

IMHO, при одинаковых температурах в местах контакта дорожки (меди) с другим металлами, термоЭДС, обусловленная их наличием, будет нулевой. Но это только в теории, а на практике чем меньше таких вот контактных пар - тем лучше. Некоторые рекомендуют подключать провода от термопар к плате не через общий разъеи, а через отдельные клеммы, выполненные из меди, т.е. из того же металла, что и печатные проводники на плате.

Удачи!

Добавлено
А вот что касается подключения к регулятору - так это еще смотреть надо: сам - то регулятор вполне может иметь сравнительно низкое входное сопротивление, шунтирующее сигнал. Так что просятся реле переключающего типа, чтобы термопары, не подключенные в данный момент к регулятору, нагружались на эквивалент его входного сопротивления.

[Old1]

Если не секрет, какие используются термопары, какой регулятор и какой диапазон измеряемых температур?

[Молодой]

Тема стара как мир. Ничего из этого не получится. Так вот если задача стоящая и необходимая, то необходимо замена оборудования. И если её надо решить как полагается а не как ни будь это потребует финансовых вливаний порядка 2000-3000USD(Просмотри технику OMRON,YOKOGAWA и.т.д)
Так что приходится выбирать либо заплатить и работать, либо не платить и заниматься ерундой.