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.

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.

Будет среднеарифметическое значение температур.

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.

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.

[/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.

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!

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.

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?...

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

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!

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?

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.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.

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

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.

А ест ли у етого регулятора какой нибудь закон регулирования? Потому что если он пропорциональный, все таки можно что-то придумать, но если ПИД - не пригодится.

Да он то как раз пропорциональный и закон преобразования входного сигнала в управляющий очень прост (умножение и сдвиг значения входного сигнала - выход ток). Только вот непонятно что на входе будет.
To OLD1: термопары К-типа, температура 1000 град., название регулятора сейчас не вспомню, надо смотреть.

Подавать сигналы с термопар на компарторы..... А уровни?
Если нужна точность 1 градус - это десятки микровольт. А каков температурный дрейф смещения компаратора? В свое время я делал трехканальный измеритель температуры на термопарах. Ставил три усилителя до приличного уровня и аналоговый коммутатор (до уровня нормальной работы коммутатора и усиливался сигнал). Дальше процессор с АЦП. Неидентичность каналов можно компенсировать процессором (правда при регулировании нужны измерения для определения индивидуальных поправочных коэффициенто. Но эту работу можно автоматизировать, введя режим "калибровка" при котором на входы всех усилителей подается одно и тоже тестовое напряжение).

Использовать АЦП и контроллер нельзя - надо работать с тем что есть. Что касается температурного дрейфа компараторов, то надо взять микруху с 4-мя компараторами внутри - хоть влияние температуры будет на все каналы одинаково. А что касается точности в 1 градус, то тут конечно загвоздка есть. Разница температур между термопарами неизвестна и возможно действительно придется ставить усилители. Но надо сказать, что разница градусов в 10 не страшна.

Вообще то я предполагал, что Alexandr, предлагая схему для обсуждения, имел в виду прежде всего функциональное назначение этих узлов. В то время как в железе эти самые компараторы вполне могут быть реализованы на ОУ, возможно, прецезионных - быстродействия на отработку тепловых процессов хватит. Для современных ОУ величина температурного дрейфа в пределах 0,5 мкВ/град не является чрезмерно жесткой нормой.
Для сравнения. В старых (разработаны лет 20 назад) паяльных станциях "Термит" компаратор выполнен еще на ОУ К553УД1=uA709 с дрейфом 10 мкВ/град, и при этом погрешность поддержания температуры настроенного паяльника в установившемся режиме укладывается в плюс/минус 5 градусов.

Удачи!

Что Вам мешает собрать два нормальных, с высокоомным входом,
усилителя, получить достаточный сигнал
а потом сравнивать и переключать термопары?
Компенсация для сравнения не требуется.

А зачем нужно использовать ОУ в качестве компаратора, когда можно поставить сам компаратор? Существуют компараторы с величиной температурного дрейфа +/- 1 мкВ/град.
To vm1: а можно поподробнее - почему два усилителя?

Разговор-то зашел о возможной погрешности за счет температурного дрейфа компаратора - вот и появилось предложение о возможных методах уменьшения этой составляющей погрешности. Причин не знаю, но заметил, что в процессе развития микроэлектроники величина температурного дрейфа для ОУ практически все время была меньше (иногда более, чем на порядок), чем для освоенных в то же время компараторов.

Удачи!

Да, конечно три, если три термопары..

Нельзя это делать на компараторах,
так как необходимо хорошо отфильтровать сигнал
по очень низкой частоте.
С усилителем точность будет выше.
Можно точный гистерезис заложить
чтобы туда сюда лишний раз не переключалось.

Необходимость фильтрации - довод в пользу применения усилителей весьма весомый. Я это как-то упустил. Ведь термопары чаще всего установлены там, где помех от сигналов более чем достаточно...

Удачи!

Да, отфильтровать сигнал не мешает и гистерезис ввести тоже не плохо было бы. Но встает вопрос о разбросе параметров рассыпухи: придется розыскивать 1% резисторы и т.д. Но усилители я все-таки поставлю.

параллельная работа термопар в принципе невозможна, т.как она выдает ЭДС,т.е должна работать на бесконечно большое сопротивление-этим устройством является сбалансированный мост.

"малой кровью" не получется.
в регуляторе который используется сейчас наверняка имеется термокомпенсация холодного спая. навесив дополнительные микросхемы необходимо решать эту проблемму.
параллельное включение на мой взгляд плохая идея.

Компенсация температуры холодного спая конечно есть в регуляторе. Но я ведь не собираюсь совсем его выключать - через реле к нему и будет подключена "горячая" термопара. А что касается логики переключения реле, то там не надо получать количественную оценку температур, достаточно выяснить какая из них больше.

Возьмите входную цепь Вашего прибора и сделайте еще таких 2 один к одному, потом через реле.

про компенсацию согласен.
предлягаю вместо реле использовать чтото типа кмоп ключа 4052.
кстати по моему лучше выходы термопар через повторители использовать, чтото смутно припоминаю что при подключении параллельно нескольких усилителей к ТП какаято бяка была...

Да не могу я трогать регулятор - это серийно выпускаемое оборудование, причем выпускаемое не нами. Я даже вскрыть его не могу, гарантии лишимся.

To veter: была идея использовать аналоговый переключатель, да уж больно сопротивление открытого канала от температуры зависит. Что касается повторителей, то и я пришел к выводу что они необходимы, даже наверно усилители, а не повторители.

Я сказал, что входа сделать аналогичные. Если нет схемы, то возьмите схему с другого любого измерителя температуры. Важно согласовать "по науке", а не лепить свое,неиспытанное.

Только установите на коммутаторе однотипные клемники входа и выхода рядом,
чтоб была одна температура.
проводники от коммутатора до регулятора проложите
темже термокомпенсированным проводом.
В этом случае будет работать термокомпенсация регулятора.
Для устройства выбора термопары термокомпенсация не нужна.

с усилителями не получется использовать термокомпенсацию холодного спая, заложенную в регуляторе.
сопротивление ключа слабо скажется если его в разрез повторителей вставлять, к томуже про реле у меня не шибко хорошие впечатления.
если говорить о красоте решения, то это не "красиво"

а в регуляторе есть стандартный линейный вход?

Усилители с высокоомным входом,
и никак не мешают компенсации холодного спая самим регулятором,
см. мой предыдущий топик.
А для сравнивающих усилителей компенсация не требуется.

В качестве коммутаторов можно правильно использовать и ключи и реле.
Неправильно использовать реле сложнее.

Нету у регулятора других входов, кроме как для подключения термопары. А как мне сумел бы помочь линейный вход?
А вот может твердотельное реле поставить?

Предложение хорошее.
Нужно просто трехканальным коммутатором в цикле подключатьпоследовательно выходы термопар на вход RC цепочки, а ее на вход регулятора. RC цепочка проинтегрирует сигналы и получите что-то близкое к среднему. Коммутатор - аналоговый, что нибудь типа 4051-4043.
Счетчик на 3(6) и генератор.

Alexandr, Вы пожалуйста определитесь,
Вам надо подключать термопару с максимальным значением или
получать среднеарифметическое значение.
Этот топик про средне значение,
Его можно получить и без комутатора.

Действительно определитесь. Чудес не бывает. Подключить последовательно термопары можно только если вы уверены что их внутренние сопротивления абсолютно одинаковые (одинакова длина, сопротивление сварки спаев и т.д.) и если входное сопротивление масштабного усилителя большое. В принципе это задачка на закон Ома и возможная ошибка элементарно считается .
Поэтому, если Вам действительно нужен максимальный сигнал, тогда без усилителя(ей), компаратора(ов), ключей и схемы управления - не обойдешься. А статический или динамический вариант Вы используете - в данном случае это дело вкуса.

Реле можно использовать только специально предназначенные для работы на микротоках иначе будет ошибка из-за дрейфа контактного сопротивления.
Лучше аналоговые ключи - несколько Ом проходного сопротивления нагруженные на мегаомный вход большой роли не сыграют.

Я все это понимаю, но парень не опытный, твердотельное
реле вспоминает, щас купит опто тиристор, что будем делать?
Лучше подскажите ему подходящее реле, с этим он справится.
Релюх любых полно на оборонку понаделали, не дефицит.
А на КМОП коммутатор еще защиту надо делать.
Усилители подключит через высокоомный инвертирующий
вход все цело останется.
На термопары никакого влияния.
Регулятор на фактически изолированной термопаре будет
правильно работать.

Среднеарифметическое можно получить соеденив
паралельно термопары через одинаковые резисторы.
У регулятора наверняка вход высокоомный.

По-хорошему на микровольтовые сигналы надо ставить только реле с золотыми контактами, обычные серебряные могут вносить ошибку

У терморегуляторов далеко не всегда высоокомный вход, в первую очередь из-за возможной схемы компенсации температуры комнатного спая

Господа,обьясняю со знанием дела. Термопара выдает ЭДС. Т. е должна работать на БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЕ сопротивление. Иначе это не термопара, а просто какой-то датчик какой-то температуры. При этом измеряя ЭДС по тарировочным таблицам (ГОСТ... или западные) можно точно сказать какая температура. Так,что к самоделкам относитесь осторожно.

Из того, что термопара выдает ЭДС (а что еще она может выдавать?) никак не следует требование бесконечности входного сопротивления измерителя. Требование - Rисточника << Rизмерителя (закон Ома для полной цепи)

Да,сложно тащить бегемота из болота....

Раньше не делал, но мне кажется что, в принципе, твердотельные опто-MOP реле можно было-бы попробовать. Неплохо бы измерить утечку в закрытом состоянии. Есть высоковольтные (100...300 V) с сопротивление открытого канала (точнее пары) несколько Ом. Т.е. не нужна будет защита от статики и защелкивания. Хотя стандартные аналоговые коммутаторы всетаки ближе. и дешевле.

To vm1 и asdf: сразу определился - НЕ нужно мне среднее арифметическое, нужна температура самой "горячей" термопары.

Правда, кто значет - подскажите какое реле выбрать.
Аналоговый коммутатор ставить не хочется ибо сопротивление открытого канала зависит от температуры (нелинейно) и есть необходимость установки защиты на каждый канал (как минимум два диода - какую еще они погрешность дадут (паразитная емкость, токи утечки и т.д.)? )

Если термопара работает на нагрузку в МОм , то влияние Коммутаторов с плюс ,минус 10 ом ничего не значат.

Лет 8 назад мы с большим шумом сели параллельно на 80 термопар платами
PCLD-789. На входе у них HI-508A(590КН6).Цех взывоапасный . Техпроцесс
ведется по киповским приборам.Недели 2 контролировали ситуацию.При
подключении наших входов мультиплексоров( 5 плат), изменений напряжений
термопар зарегистрировать не смогли.Вот так работаем 8 лет.Термопары ХК.
Температура холодного спая определяется в месте заканчивания проводов ХК.Для этого все провода вывели на 5 колодок, откуда провода ХК пошли на
киповские приборы, а МГШВ на мультиплексоры. Колодки закрыты кожухами,
под которыми установили простенькие (n-p-n переход транзистора) датчики
температуры концов холодного спая.