Измерение анодного тока генераторной лампы, Напряжение около 4 кВ, ток до 1,2 А Опции

[haker_fox]

Здравствуйте!
Есть генератор, частота 27 МГц. Используется в микроволновой установке для сваривания пластиков, для экспериментов и т.п. При плавном увеличении мощности (имеется подстроечный конденсатор) в какой-то момент наступает пробой между электродами рабочего конденсатора (между его обкладками находится образец). Точно перед пробоем ток в аноде лампы меняет свой характер с линейной зависимости на нелинейную. Этот момент необходимо отследить и предотвратить увеличение мощности. Т.е. требуется САУ. Воздействие на подстроечный конденсатор планируем устроить через сервомашинку.

Вопрос: чем можно безопасно для микропроцессорной схемы (именно на ней создается САУ) измерять такие токи в высоковольтной цепи. Я понимаю, что ток 1,2 А на неком шунте даст не более 1,2 В, а то и меньше. И пробоя не должно быть, ведь падение напряжения будет небольшим. Но нужна развязка. Поэтому шунт не подходит.
За неимением опыта в данной области (измерений) решили использовать датчик Холла (CSLW6B1), т.к. измеряемый ток постоянный. Правда уже позже, после заказа датчика выяснил, что у них проблемы с измерением малых токов. А нам нужны именно малые токи (до 1,2 А). Что можно использовать в данной ситуации?
Заранее благодарен за любые советы!!!

[Rst7]

Измеряйте ток не в аноде лампы, а в катоде. Схему выходного каскада в студию, посмотрим, реализуемо ли.

ток в аноде лампы меняет свой характер с линейной зависимости на нелинейную

Это что значит?

[haker_fox]

Ответил двумя вложениями: на одном фрагмент схемы. Интересующая цепь помечена оранжевым маркером. Там даже штатно амперметр смонтирован. Во втором вложении типовое изменение тока. Момент пробоя зависит как от мощности, так и от обрабатываемого материала. Поэтомы и хотим его контролировать. А САУ бы могла, основываясь на измерениях, выставлять наибольшую мощность для любого образца.

На всякий случай: в ВЧ технике, да и в лампах я практически ноль. Поэтому любой абсурд с моей стороны просьба воспринимать нормально

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Rst7]

Так у Вас и так амперметр в минусовом проводе (0 вольт). Ставьте вместо него шунт и вопрос закрыт.

[haker_fox]

Так у Вас и так амперметр в минусовом проводе (0 вольт). Ставьте вместо него шунт и вопрос закрыт.

Иии... ничего не пробьет? Там ведь 4 кВ? Ну это так, для успокоения)
Rst7, большое спасибо Вам!!!

[Rst7]

Иии... ничего не пробьет? Там ведь 4 кВ?

Где? Ну на аноде - 4кВ. Но амперметр-то стоит в общем проводе. Общий Вашей САУ надо соединить с экраном генератора. Ну только на шунте будут отрицательные напряжения относительно экрана, но это ж фигня.

[haker_fox]

Где? Ну на аноде - 4кВ. Но амперметр-то стоит в общем проводе. Общий Вашей САУ надо соединить с экраном генератора. Ну только на шунте будут отрицательные напряжения относительно экрана, но это ж фигня.

Да... я точки не увидел, которая показывает соединение с экраном. Вот, что значит невнимательность и старая потертая схема)))
Спасибо!!!!!!!!!

[khach]

R08- готовый шунт для токоизмерителя. Если боитесь пробоя лампы (только в этом случае на R08 могут быть существенные напряжения- зашунтитуйте шунт (тавтология) двумя встречно включенными диодами.

[haker_fox]

R08- готовый шунт для токоизмерителя. Если боитесь пробоя лампы (только в этом случае на R08 могут быть существенные напряжения- зашунтитуйте шунт (тавтология) двумя встречно включенными диодами.

Да, действительно! Спасибо!

[Genesys]

А как насчет критичесского или перенапряженного режима, когда в режиме согласования и мах P ток анода падает.
Хотя это автогенератор а там это не так уж и выраженно. Схема мутноватая какая то однако.
Там скорее мягкое-жесткое возбуждение.

Сообщение отредактировал Genesys - Jun 16 2011, 20:15

[haker_fox]

А как насчет критичесского или перенапряженного режима, когда в режиме согласования и мах P ток анода падает.
Хотя это автогенератор а там это не так уж и выраженно. Схема мутноватая какая то однако.
Там скорее мягкое-жесткое возбуждение.

А можно это по-русски изложить? Как я уже выше писал, в ламповой технике я не очень.
Схема промышленная. И установка тоже.

[Genesys]

А можно это по-русски изложить? Как я уже выше писал, в ламповой технике я не очень.
Схема промышленная. И установка тоже.

Как тут в двух словах... сплошные бруталисты, мощнейшая лампа и адзын... бЭз онсамбля. По логике этой бы лампе да возбудитель
тогда на выходе можно было бы создать нагрузку критичесскую и получить приличную мощность в нагрузке причем классика
жанра это уменьшение анодного и появление существенного сеточного токов в режиме мах P и все такое. А так автогенератор там главное условие лишь бы генерировал а моща как есть так ест.

Сообщение отредактировал Genesys - Jun 17 2011, 18:58

[haker_fox]

Удалось померить ток, используя в качестве шунта резистор R08. Измеряли цифровым мультиметром. Резкий скачок ток при пробое виден на глаз. Думаю, что какой-нить "мыслитель" (процессор) в САУ его тоже отловит.

Большое спасибо, уважаемые коллеги за ответы!!!

[Herz]

Удалось померить ток, используя в качестве шунта резистор R08. Измеряли цифровым мультиметром. Резкий скачок ток при пробое виден на глаз. Думаю, что какой-нить "мыслитель" (процессор) в САУ его тоже отловит.

Большое спасибо, уважаемые коллеги за ответы!!!

Да только не факт, что поможет. Ведь скачок тока - это уже следствие пробоя. Конечно, ток ограничить - правильно, но желательно, наверное, предотвратить пробой. То есть, искать экстремум кривой роста тока.

[Genesys]

Ведь скачок тока - это уже следствие пробоя

Странно, это что тиратрон какой. ИМХО это от типа возбуждения жесткое, мягкое. Как и высказвался выше ИМХО не очень то и удачное решение в целом.

Сообщение отредактировал Genesys - Jun 24 2011, 14:46

[haker_fox]

Да только не факт, что поможет. Ведь скачок тока - это уже следствие пробоя. Конечно, ток ограничить - правильно, но желательно, наверное, предотвратить пробой. То есть, искать экстремум кривой роста тока.

Ну да. Но мы хотим при детектировании пробоя таким образом резко сбрасывать мощность подстроечным конденсатором (поставить сервомашинку). А затем плавно ее подгонять к докритической точки ("чуть чуть" перед пробоем).

По поводу экстремума. Пока немогу сообразить как это сделать. Можно оценивать dI/dT. И когда скорость нарастания тока приблизится к некторой величине, сбрасывать немного мощность генератора. Как-то так.

Основная проблема в том, что экстремум для каждого обрабатываемого материала будет своим.

[Genesys]

Основная проблема в том, что экстремум для каждого обрабатываемого материала будет своим.

Пардон, что то не из той оперы. Какие пробои. ИМХО похоже на режим возбуждения и нагрузки и все такое.

[haker_fox]

Пардон, что то не из той оперы. Какие пробои. ИМХО похоже на режим возбуждения и нагрузки и все такое.

Между обкладами пресса (они представляют собой конденсатор, он на скане есть - самый правый, возле него карандашом подписано "рабочий") размещается свариваемый или обрабатываемый материал: пластики, дерево и т.п. Иногда требуется выдать максимальную мощность излучения в образец, т.е. перед пробоем. Сам пробой представляет собой электрическую дугу между обкладками пресса-конденсатора, т.е. обычный высоковольтный разряд. При это срабатывает защитное токовое реле на 1,2 А. Но образец может быть испорчен, либо потеряно рабочее время. В общем, такой режим работы нежелателен. Вот мы и пробуем "присобачить" туда сервомашинку для управления подстроечным конденсатором (он большой, им мощность регулируют) и измеритель тока.

[khach]

Боюсь, что это бесполезно, т.к- пробой- пороговый эффект. Вот его нет, а вот он есть. Никаких предпосылок к пробою обнаружить обычно нельзя (типа роста потребляемого тока). Изменение тока анода лампы вообще очень сложная величина для прогноза, по уму надо бы импеданс контура на горячую измерять (баланс активной и реактивной мощности). Притом эти измерения все равно будут плыть из-за нагрева пластика (размягчения, поляризации, итд). Так что вряд ли по ним прогнозировать пробой получится. Разве что опытным путем- такой то пластик при нагреве такой то мощностью пробился через столько секунд- уменьшаем режим на 20 % и принимаем его за рабочий.

[haker_fox]

Разве что опытным путем- такой то пластик при нагреве такой то мощностью пробился через столько секунд- уменьшаем режим на 20 % и принимаем его за рабочий.

Похоже так и придется сделать. Но все равно поручим это автоматике.

[Rst7]

Послушайте, а Вы думаете, что сервомашинка спасет? Хватит скорости? Я бы на Вашем месте убрал бы перемычку, которая закорачивает сеточную цепь утечки (это видимо для подключения амперметра и измерения тока сетки) и подавал бы туда, скажем, 0 вольт для нормальной работы или -50В для запирания лампы (или резкого снижения мощности, вообще можно подобрать нужное напряжение, а то и регулировать выходную мощность, не очень широко, конечно). Мгновенно можно остановить генерацию (ну с учетом добротности в контуре).

Кстати, а что за лампа-то в девайсе?

[haker_fox]

Я бы на Вашем месте убрал бы перемычку, которая закорачивает сеточную цепь утечки (это видимо для подключения амперметра и измерения тока сетки) и подавал бы туда, скажем, 0 вольт для нормальной работы или -50В для запирания лампы (или резкого снижения мощности, вообще можно подобрать нужное напряжение, а то и регулировать выходную мощность, не очень широко, конечно). Мгновенно можно остановить генерацию (ну с учетом добротности в контуре).

Мы можем попробовать и этот вариант. Спасибо за него большое!!!
На счет сервомашинки. Думаю, что быстродействия конечно не очень, но для сброса мощности должно хватить.

Кстати, а что за лампа-то в девайсе?

Постараюсь узнать. Как-то не обращал на этот фактор внимания

Сейчас пытаемся прикрутить датчик Холла для измерения тока - чтобы была гальваническая развязка. Наслышан, что такие датчики не очень хорошо измеряют низкие токи, но все-таки хочется проверить. Тем более нужно регистрировать dI/dT. На всякий случай, датчики такие.

[Rst7]

Мы можем попробовать и этот вариант. Спасибо за него большое!!!

Имейте в виду, что ток сетки может быть весьма приличным. Вообще-то вставьте туда амперметр да посмотрите.

[haker_fox]

Имейте в виду, что ток сетки может быть весьма приличным. Вообще-то вставьте туда амперметр да посмотрите.

Это обязательно! Еще и вольтметр не помешает. А то мы с этими 4 кВ маленько волнуемся Спасибо!

[_Pasha]

На всякий случай, датчики такие.

расстояние между пинами 10мм не смущает?

[haker_fox]

расстояние между пинами 10мм не смущает?

Размер датчика вообще смущает. Но ведь падение напряжения на датчике небольшое, не должно пробить.

[haker_fox]

Кстати, а что за лампа-то в девайсе?

Сегодня выяснил, что это лампа ГУ58Б.

[Rst7]

лампа ГУ58Б

Хм, боюсь, не хватит полста вольт ее запереть.



Надо целиться вольт в 150-200

[haker_fox]

Надо целиться вольт в 150-200

Да, похоже на то. Мне сообщили, что сеточный ток измерялся в свое время и составлял около 2 А. Правда не знаю в каких режимах все это было. Нужно эксперимент ставить.

С другой стороны вариант с сервомашинкой - тоже вариант, заслуживающий проверки. Нужно машинку подобрать с должным быстродействием.