热电偶，黔驴技穷了。

登录 · 发表于 2015-7-30 10:07

如图所示，做一个热电偶测温电路。其中热电偶冷端接地，信号进放大器之前加了电容滤波，100uF，
也有小的1nF（10nF，100nF）电容，没有用RC。12位AD（4.096的内部参考）转换的结果有20位的跳变；
但是用电阻分压后，替代热电偶作为AI输入，AD结果基本上没有跳变（电阻分压的地同样接在热电偶冷端那个点）。
所以基本上可以确定是热电偶信号不干净导致的跳变，谁能告诉我怎么把热电偶信号弄干净？

发表于 2015-7-30 10:11

热电偶信号出来，加一级OP放大，同时也起到阻抗变化的作用

发表于 2015-7-30 10:14

这种慢信号首先是阻抗变换。

发表于 2015-7-30 10:15

yanwen217 发表于 2015-7-30 10:11
热电偶信号出来，加一级OP放大，同时也起到阻抗变化的作用

热电偶信号的op放大是有的，不过在模拟开关后面。

发表于 2015-7-30 10:16

yanwen217 发表于 2015-7-30 10:11
热电偶信号出来，加一级OP放大，同时也起到阻抗变化的作用

现在关键不是在测量误差，而是在跳变。只要稳定，其他都好解决，关键就是不稳。

发表于 2015-7-30 10:49

跳变的根源还是待采信号不稳呀，要么是阻抗不匹配，要么是本身不稳定。
还是上完整电路吧，这么猜是不知道原因的

发表于 2015-7-30 10:57

fzh123 发表于 2015-7-30 10:16
现在关键不是在测量误差，而是在跳变。只要稳定，其他都好解决，关键就是不稳。 ...

一要用到RC滤波，二要注意热电偶端接地点干扰

发表于 2015-7-30 11:24

yanwen217 发表于 2015-7-30 10:49
跳变的根源还是待采信号不稳呀，要么是阻抗不匹配，要么是本身不稳定。
还是上完整电路吧，这么猜是不知道 ...

用电阻分压替代热电偶信号了，很稳定的。op那一块用的是轨到轨输入运放，同相电路放大。
所以我感觉是热电偶信号不干净。

发表于 2015-7-30 11:27

Lgz2006 发表于 2015-7-30 10:57
一要用到RC滤波，二要注意热电偶端接地点干扰

接地点应该没什么问题，如果接地点有问题的话，电阻分压（跟热电偶用的同一个接地点）也会有跳变的。

发表于 2015-7-30 12:41

要注意细节，如干扰（楼主一直未承认）特征，电阻分压图等

发表于 2015-7-30 13:11

我们不喜欢猜测。
热电偶的内阻比较低，一般是几百欧姆以下的，你电容加大，作用也不大，想滤波，还得是RC的低通滤波结构。不改电路，效果不会好的，你也不可能加更大的滤波电容。

发表于 2015-7-30 14:42

热电偶也是电阻，电流会漂，但不会跳。一定是电路其他环节出了问题，你用电阻模拟热电偶，估计阻值和连接的具体位置都和接热电偶差别很大，我猜是热电偶的长导线引入干扰的概率比较大。

发表于 2015-7-30 14:46

楼主可以把热电偶取下来，用万用表量量热电偶(包括补偿导线)的电阻是多少，再计算一下这个热电偶电阻和你并联的100uF电容的时间常数是多少，由此可以得到热电偶电阻和100uF电容滤波的转折频率。
然后看看，这个频率有多高，是否起到了滤除高频干扰的作用。注意：这仅仅是一阶滤波。

发表于 2015-7-30 15:35

ocon 发表于 2015-7-30 14:42
热电偶也是电阻，电流会漂，但不会跳。一定是电路其他环节出了问题，你用电阻模拟热电偶，估计阻值和连接的 ...

阻值差别确实比较大，因为用的是电源的5V分压。
我用了二阶RC（2k，47u），跳变比之前小了点，但还是有5个左右的跳变。
用钽电容有影响吗？

登录 · 发表于 2015-7-30 15:47

这是初始的电路图，我简化了，把端口处的电容去掉了。
第二个运放前的RC，C只能选择pF级别的，否则影响其他通道数据。
一开始是想做差分的，所以把热电偶叠加了一个参考，调试的时候也是跳，
后来因为运放是轨到轨输入的，索性把参考去了，冷端直接接地。

发表于 2015-7-30 16:19

本帖最后由 wh6ic 于 2015-7-30 16:27 编辑

这是热电偶的地不干净导致的噪声问题。特别是金属壳热电偶，更容易拾取干扰。
因为热电偶信号为很缓慢的微弱电信号，建议增加处理环节：
1、加屏蔽线，屏蔽层两侧可靠接地或金属外壳
2、进信号放大环节前两端均串入1mH以上电感（其后到运放、模拟信号地的引线尽量短，切勿超过3厘米），然后再并联100uf电容和104电容，多加一级这种滤波环节或者增加电感量估计效果会更好
3、如果检查运放输出发现是50Hz干扰，需要增加电感量，或者改为较大阻值的电阻（此时有效信号也会有一定衰减） 4、补充，刚看到15楼图，滤波措施应该在模拟开关前，运放后的RC用处不大。

发表于 2015-7-30 16:35

12位 AD 怎么会有20位跳变的呢？

发表于 2015-7-30 16:39

奇怪的是为什么用分压电路模拟热电偶就无异常了呢?
除非热电偶有某种失效，或是忽视了某个细节。
另外，热电偶等效近于恒压，C前无R或R后无C都难以滤波

发表于 2015-7-30 16:46

这个漏掉的细节应该就是：分压电路具有较高内阻，（R）C滤波有效了

楼主还要继续注意处理其它细节

发表于 2015-7-30 16:57

本帖最后由 fzh123 于 2015-7-31 08:53 编辑

wh6ic 发表于 2015-7-30 16:19
这是热电偶的地不干净导致的噪声问题。特别是金属壳热电偶，更容易拾取干扰。
因为热电偶信号为很缓慢的 ...

热电偶线金属屏蔽层，但是没有接地，实验也没法接地。金属屏蔽层与热电偶线没有电气连接，模拟电路部分是单独的地，是数字地单点连接的，所以，我觉得不大可能是地不干净，否则用电阻分压模拟也应该会有跳变的。
后面那个RC我是参考热电偶处理从芯片内部电路的，所有上面加了一颗短路电阻。
明天试试你的建议。

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