Вопрос по подключению термопары J к PLC:

Кто и как коструктивно подключает с учетом схемы компенсации холодного спая - какой разъем используете для подключения (в нем должен быть вмонтирован компенсационный датчик температуры)?

Какой компенсационный датчик используете?


У меня конструкция PLC одноплатная (все разъемы входов/выходов на плате))в собственном корпусе - но никак не могу придумать конструкцию подключения термопары.

Обычный винтовой разъем, датчик TMP36, прямо возле разъема, сам разъем максимально удалить от источника тепла на плате. Еще делали так, разрывной разъем, брали ответную часть высверливали там отверстие под То92 и вклеивали датчик, но это конечно извращение.

Я хочу поставить разъем зажимной WAGO, все это установлено в герметичном корпусе вместе с платой - температура внутри будет +30 - 35

А если датчик температуры холодного спая вынести к термопаре? Геморой ведь с термокомпенсационными проводами, проще обычными проводами подключить.

Проще как раз компенсационные провода подключать к клемнику и компенсационный датчик к нему приклеить (или впритык расположить). Если точность не требуется то забыть про холодный спай и выставлять "свою" температуру. В идеале материал клемм должен быть тем-же что и в компенсационном проводе...

Вот в том то и дело где купить такие клеммы?

Я когда то искал ради интереса, не нашел Да и надобности в этом обычно нет, датчик возле разъема дает как правило нужную точность, естественно после калибровки.

Указаны вам темперетурны диапазон не обойтис без компенсации - возмите две однотипные термопары и подчлючите их опозитно - одна будет мерят то что вы хотите, а компенсационая будет мерит температура в корпусе - не забывайте что по сущесву компенсационная термопара включается опозитно а не основная.

Я хочу сделать так: термопара подключается внутри герметичного кожуха к обычным зажимным клеммам, рядом с клеммамми установлен полупроводниковый термодатчик с точностью +/- 0,5 град. Он и является компенсационным.
Что не так?

Может и так после тарировки термодвойки ( для тарировки так или иначе вторая термодвойка покупит надо) и термодатчика - в случае двух аналогичных термодвоек никакая тарировка кроме обычной для повышение точности не надо.Полупроводниковы датчик обычно с отрицателны темп. коефициент и нелинеен
Если состав термодвойки известен примерно желязо-мед или желязо константан не нужно покупат другой а можна сделат сам миниатюрная - делэтся так - двух проводников полагают в лакотрубки и привязают к следнего края лабораторного автотрансформатора - к ноль которая подается на автотрансформатора привязается щчетка от пылесоса или другая ел.машина желателно с болшая ширина чтобы удобнее было - плавно подается напрежении и делаются попытки точково сварит двух проводников делая коротких замыканиях на шчетки - после точечной сварки урезяется на необходимой должине для монтажа.Прежде операции зачистите и усучите двух проводников.Диаметр не критичен- 0,6-0,7 мм хватит только металы оригинала должны быт те самие.

Забыл сказать что серийно термодвойка на термосопротивления нельзя - только в отделные каналы АЦП и компенсация делается цифрово по тарировочных таблиц.

Все так...

Ага, а также припой,дорожки, все микросхемы должны быть из того-же материала! И можно вообще не компенсировать! Извините, не удержался...

...Я хочу сделать так: термопара подключается внутри герметичного кожуха к обычным зажимным клеммам, рядом с клеммамми установлен полупроводниковый термодатчик с точностью +/- 0,5 град. Он и является компенсационным.
Что не так?...
Все так. В микроконтроллере прибавляйте значение температуры с термодатчика и все будет нормально.

А вот это не так... Было бы так, если бы линейность была... А для правильного ТАКа надо добавлять ЭДС, соответствующую температуре датчика...

В продолжение темы (дабы не создавать новый топик).
У меня, собственно, такая же ситуация, - как лучше подключить термопару к прибору. Термопара используется для наружного измерения температуры. Термопара ТХА имеет термокомпенсационный кабель. В паспорте на термопару сказано, что ни в коем случае нельзя паять концы кабеля. Получается, можно контактной сваркой или просто скруткой. Но мне это не подходит. Решил использовать резьбовой разъем PC-4TB (рисунок прилагаю). Сигнал с термопары поступает на инструментальный усилитель AD623, дальше на АЦП (AD7799). Для универсальности через этот же разъем (вместо термопары) можно подключать термосопротивление Pt100 (разъем имеет 4 контакта).

Я думаю сделать так: в кожухе разъема (со стороны кабеля) к оставшемуся неиспользованному контакту припаять термосопротивление либо полупроводниковый термодатчик KTY81/82/83 для измерения температуры внутри разъема. Какие могут быть неприятности с таким включением? Нужно ли ответную часть разъема (внутри корпуса прибора) термоизолировать куском пенопласта?

И второе. Можно ли бороться с паразитными термопарами включением между разъемом и входом ИУ AD623 коммутатора, например DG303, с помощью которого делать одно прямое измерение и в инверсном, затем второй результат вычесть из первого. Таким образом паразитное смещение ,по идее, вычитается из полезного сигнала. Или этот способ подходит только для мостовых схем?

Собрать все книги бы - да сжечь...
Это про вашу инструкцию...
Лучше огласите пожелания.... Точность, стабильность и пр...

Точности хочу 0,1 градусов. И стабильности хочу, чтобы не плавали показания при изменении температуры окружающего прибор пространства. Основным фактором, влияющим на стабильность параметров измерения, на мой взгляд, является минимизация паразитных термопар. Вы не ответили мне по поводу способа борьбы с ними коммутацией входа. Так даст это положительный эффект или нет?

Тут так просто не ответить... 0.1 С соответствует напряжение порядка 5 микровольт. Если Вы правильно спроектируете плату (и кожух), то паразитнная термоЭДС будет меньше 5... Коммутация может дать положительный эффект, а может и нет... Это будет зависеть от того, где будет локализован Ваш паразитизм... относительно коммутатора...
Кроме всего прочего потребуется сложная калибровка Вашего экземпляра термопары. Можно учитывать температуру (не знаю, как тут сказать - холодных или горячих, лучше -"приборных") спаев медным, никелевым или платиновым термометром, расположенным вблизи (в тепловом контакте) "приборных" спаев. Сей датчик должен давать точность/воспроизводимость уж точно точнее, чем десятая градуса...
Есть еще специальные припои с малой термоэдс... для меди... Состав на память не скажу... Но если есть хороший теплловыравнивающий (а еще лучше - термостатированный) кожух, то все равно, чем паять...

Не понял на счет "локализации паразитизма".
Если коммутатор поставить сразу после разъема (до входа ИУ) , то на мой взгляд таким способом можно удалить паразитные термопары, которые локализованы между коммутатором и входом АЦП. Поправьте меня, если ошибаюсь.

Вы не ошибаетесь... Только откуда возьмутся паразитные ЭДС внутри корпуса (при привильной конструкции)? Для этого необходимо иметь на трассе различные по составу проводники в совокупности с температурным градиентом. Обычно этот градиент и живет на входных клеммах (разъеме). Поэтому Вам лучше всего монтировать клеммы (разъем) на массивном металлическом основании и закрыть всю эту конструкцию металлическим тепловой экраном с внутренней и/или наружной теплоизоляцией. Провода входящие должны иметь хороший тепловой контакт с кожухом-экраном и основанием - массивной пластиной. Там же должен жить датчик температуры. В простейшем случае - обмотка реле - неплохой выбор.
Для особо мнительных можно посоветовать предусмотреть блок модуляции, который можно сначала не ставить, а попробовать без него.

В реальных схемах, как бы они правильно не были спроектированы, всегда будут иметь место паразитные термопары, образованные соединениями медь/припой, ковар/медь, алюминий/ковар (соединения внутри м/с). Даже переход медь/медь сформированный из медных проводников от двух разных поставщиков может обладать термоэлектрическим напряжением 0,2 мкВ/С. Использование обычного металлопленочного резистора с разностью температуры на концах 1 градус вызовет термоэдс 20мкВ. Об этом можно прочитать в рекомендации Analog Device (документ прилагаю. Советую прочитать всем). Там же сказано, что данные термопарные эффекты не важны на переменном токе или если элементы находятся при одинаковой температуре. Т.е.я понял так, что если коммутировать вышеописанным способом, то таким образом можно исключить влияние данных термопар на измеряемый сигнал.

Вот здесь моя нить понимания оборвалась. Не понял на счет "реле" и "блока модуляции".

Сомневаюсь, что на печатной плате может быть фольга... от разных поставщиков... Кроме того, зачем создавать градиенты температуры внутри, там, где их не должно быть.. И трудно мне представить перепад температуры в один градус на длине резистора... даже 1206... Земляной слой должен выравнивать и температуру... Предусилитель - непосредственно у входного разъема. Наружный экран-кожух поможет. Критические места должны быть покрыты теплоизоляцией... Уже писала про правильный дизайн... Это и имелось в виду...
Про реле... тривиально - обмотка - медный термометр сопротивления... для бедных.
Честно говоря, еще не приходилось видеть в реальных устройствах модулятора для устранения описываемых Вами ужасов. Если предусилитель сидит на входных клеммах, то куда (и зачем) совать модулятор?
Если Вы так термоЭДС боитесь, то может Вам проще заменить термопару термометром сопротивления?
И (или) перестать бояться...
Возможно, старение термопары еще страшнее....

Кстати, если усилитель гальванически не изолирован от земли, а провода термопары достаточно длинные, то врядли он подавит наведенные синфазные по причине их вероятного превышения рабочего диапазона усилителя. Если изолирован, а корпус заземлен, возможны проблемы от переменной разности потенциала между корпусом и устройством- в виде наводок ч/з емкостную связь. Модулятор- вернее, вибропреобразователь или его аналог, может здесь оказаться полезен. В старых КСП эти вещи прекрасно работали на длинных проводах. Или сложное двойное экранирование в противном случае..

Вы бы еще ЭПП вспомнили... Они получше... До сих пор работают кое-где... На лампах... Прелесть... Серьезно... Только с чернилами морока...
Думается, что у автора и термопара в металле и компенсационные провода экранированные... Еще бы ферритик от синфазных дополнительно снаружи окромя фильтра...

А что такое модулятор или вибропреобразователь? Я думал Вы имели в виду коммутатор.

Вибропреобразователь - это такое древнее устройство... Почти реле... с постоянным магнитом. Может его можно обозвать даже коммутатором. Там - в упомянутых самописцах с помощью этого реле сигнал подавался на трансформатор... со средней точкой. На выходе был сигнал уже переменный и развязанный, хотя в этих самописцах, на самом деле автобалансирующихся потенциометрах (или мостах) имелся еще реохорд, механически связанный с пером, с которого (реохорда), обратная связь (компенсация) и происходила...(поэтому развязка была не нужна?, или нужна - не помню). Модулятор... получался.
Сигнал разбаланса подавался после усиления на обмотку двигателя, который и двигал все это дело...

Все же, я хочу расставить все точки над "і".
Допустим, схема неидеальна (имеются паразитные термопары, образованные на промежутке от выхода разъема до входа АЦП, имеется градиент температуры на этом участке). Если поставить коммутатор DG303 (прошу заметить, - не вибропреобразователь и не модулятор), и делать два измерения: одно в прямом включении, второе - в обратном. Затем второй результат вычитать из первого. Устранится ли таким образом значение паразитных термопар?

Прошу дать конкретный ответ.

"рядом с клеммамми установлен полупроводниковый термодатчик с точностью +/- 0,5 град. Он и является компенсационным."

Если хочется точности 0,1град, надо проектировать так, чтобы отдельные составляющие погрешности в сумме давали как минимум меньше 0,1. Поэтому мерять температуру холодного спая термодатчиком с точностью +/- 0,5 град нельзя (если только не получится откалибровать термодатчик до менее чем 0,1). По поводу паразитных пар на плате - нужно правильно развести и обеспечить перепад температуры на измерительной части платы соответственный. Дальше - есть специальные клеммники с местом для термодатчика, там много меди, хорошая тепловая связь. Ну и конструкция должна быть такая, чтобы в районе перехода ТП-клеммник температура мерялась достоверно, а то бывает, что измеритель имеет одну температуру, а провода термопары приходят грубо говоря "с мороза"

kipmaster, вы не ответили на мой вопрос (см. предыдущий тост)...

Думаете, автору экран поможет от наводок, если провода метров 50? При питании усилителя от +-5 +-15 В? Особенно в случае грозы? Можно, конечно, провода упрятать в трубу, и её заземлять регулярно по всей длине...


Вибропреобразователь- это было такое полезное устройство, которое, во первых, обеспечивало гальваноразвязку входа, во- вторых, выполняло ф-и модулятора- преобразователя слабого пост. сигнала в переменный, т.е. превращало всё устройство, по сути, в усилитель МДМ, в третьих- обеспечивало искробезопасность входной цепи. В четвертых, в силу своей конструктивной симметрии, обеспечивало большой КОСС.


Собственно, система представляла собой автобалансирующийся мост. В принципе, ничем не отличающийся от аналогичных, построенных чисто на электронных компонентах. Например, от измерительных мостов RCL.

А, кстати, зачем вообще +- 0,1 гр. с контактными методами измерения температуры?

Прибор - микроманометр. Собственно разрабатывается для измерения скорости газового потока в воздуховоде. Входными данными являются динамическое, статическое, атмосферное давления и температура в воздуховоде. Вот для измерения температуры используется термопара. Длина кабеля - 2 м. Термопара в металле и экранирована. Может быть я и загнул на счет 0,1 градуса, но хочется получить максимальную точность т.к. прибор предназначен для лабораторного измерения.

P.s. А на мой вопрос я так и не получил ответа.

По поводу коммутации: теоретически, конечно, сработает. А практически, как мне кажется, это неоправданное усложнение и может как улучшить, так и ухудшить ситуацию (см. пост 17). Просто следует уделить максимальное внимание разводке усилителя/компенсатора, исключить температурный градиент.

Я не считаю включение коммутатора неоправданным усложнением. Не понял, каким образом это может ухудшить ситуацию (если не брать во внимание увеличенное в два раза время преобразования плюс время, необходимое на стабилизацию сигнала после коммутации)? В апноте
AN031
на 19 стр. даны осциллограммы сигнала с выхода мостового датчика при возбуждении постоянным и переменным напряжением. По ним видно,что в первом случае за 1 час сигнал "плавает" с размахом 1.25мкВ, что сопоставимо с уровнем сигнала с термопары. В то время, как во втором случае (при AC возбуждении) сигнал оставался постоянным во всем периоде.
Делайте выводы сами.

Тут Вы недопонимаете... У Вас же все равно будет zero-drift усилитель.... Там внутри... уже есть...
Не читайте страшилок всяких....
Авторы Ваших страхов живут не другой стороне Земли и ходят вниз головой...
Если у Вас не будет дрейфа температуры, значит не будет дрейфа паразитных термоэдс внутри корпуса...
А сдвиг нуля все равно некоторый будет... в любом случае.
Но вольному - воля... А меня увольте...

C чего Вы взяли что будет zero-drift усилитель?