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热电偶,黔驴技穷了。

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楼主
fzh123|  楼主 | 2015-7-30 10:07 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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?

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沙发
yanwen217| | 2015-7-30 10:11 | 只看该作者
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

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shalixi| | 2015-7-30 10:14 | 只看该作者
这种慢信号首先是阻抗变换。

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fzh123|  楼主 | 2015-7-30 10:15 | 只看该作者
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。

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5
fzh123|  楼主 | 2015-7-30 10:16 | 只看该作者
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。

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6
yanwen217| | 2015-7-30 10:49 | 只看该作者
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

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Lgz2006| | 2015-7-30 10:57 | 只看该作者
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

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8
fzh123|  楼主 | 2015-7-30 11:24 | 只看该作者
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。

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9
fzh123|  楼主 | 2015-7-30 11:27 | 只看该作者
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。

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10
Lgz2006| | 2015-7-30 12:41 | 只看该作者
要注意细节,如干扰(楼主一直未承认)特征,电阻分压图等

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11
gx_huang| | 2015-7-30 13:11 | 只看该作者
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。

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12
ocon| | 2015-7-30 14:42 | 只看该作者
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。

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maychang| | 2015-7-30 14:46 | 只看该作者
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。

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fzh123|  楼主 | 2015-7-30 15:35 | 只看该作者
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?

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15
fzh123|  楼主 | 2015-7-30 15:47 | 只看该作者

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。

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wh6ic| | 2015-7-30 16:19 | 只看该作者
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。

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xieyuanfu| | 2015-7-30 16:35 | 只看该作者
12位 AD  怎么会有20位跳变的呢?

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wh6ic 2015-7-30 17:04 回复TA
+/-10 或者+/-20读数的跳动吧 
18
Lgz2006| | 2015-7-30 16:39 | 只看该作者
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

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19
Lgz2006| | 2015-7-30 16:46 | 只看该作者
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

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20
fzh123|  楼主 | 2015-7-30 16:57 | 只看该作者
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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