【求助】0-50mV小信号隔离测量的问题！

只看该作者 · 2007-7-17 15:31

我在模拟电路方面经验很少,现在碰到一个难题：
我用一个热电偶测量通电导体的温度，大约有400多度，导体的通电电流20KA，
为了保证响应速度，将热电偶的热端直接焊在导体上，测量冷端的输出电压。
由于热电偶的输出很小，不超过50mV，测量就成了大问题：
1、由于热电偶与被测导体有直接的电气连接，必须进行信号隔离；
2、热电偶的输出电压很低，只有不到50mV。

经过几天在网上的搜寻，拟采用线性光偶隔离元件进行隔离和放大，现在找到两种器件，ＢＢ公司的３６５０、３６５２和惠普公司的ＨＣＰＬ７８００，相关介绍网页http://blog.21ic.com/user1/3397/archives/2007/39822.html，但有几点拿不准：
1、小于50mV的输入信号能否驱动3650和3652的光电二极管
2、3650/3652和HCPL7800是否能够精确测量小于50mV的输入信号
3、就测量精度上说选择哪一个比较好
4、或者各位大大有什么更好的测量方法一并指教：）

各位大大经验丰富，恳请指教，这里小弟先谢过了!

3万 · 2007-7-17 15:43

热电偶输出不经放大就由某种方法隔离，然后再放大，这样的误差很大，因为所有隔离方法都存在误差，信号越小，相对误差越大。
要准确，先将热电偶信号放大，AD转换，隔离转换后的数字信号。这样的方法要求供电给放大器和AD转换部分(包括冷端补偿等等，也可能包括单片机)的电源是隔离的，而且能够承受被测点到大地的电压(通常至少放二倍余量)。这样做当然需要比较强的设计能力，但成本比较低，而且准确。

只看该作者 · 2007-7-17 15:52

如此大的电流，我猜那一定是10kV以上的电源，光耦能扛得住这么高的电压吗？

只看该作者 · 2007-7-17 16:05

谢谢！
下面是7800的内部结构图，元件内本身集成了AD转换电路，我如果就采用该元件，在输入信号前端加一个运放将电偶信号放大，然后输出信号直接接示波器是否可行。
另外，我需要同时测量四路温度信号，就需要四路隔离电源么？那如果直接用电池给放大器供电呢？

只看该作者 · 2007-7-17 16:09

我测量的是通过20KA短路电流的铜导体温升，光偶承受的对地电压只有几伏而已

只看该作者 · 2007-7-17 16:26

只看该作者 · 2007-7-17 16:47

20KA电流的电源对地是浮地,没有真正接到大地上,而我要同时测导体上4个不同点的温升,导体上各点之间的压降不高,只有几伏,但麻烦的是我用的4通道示波器内部是共地的,就想将信号输入端隔离,输出端共用一个地接到示波器上.
刚才大大们的回复意见给我提出了个问题,就是四路输入信号每个都要加个放大电路,这就需要四个稳压源和给稳压源供电的隔离变压器,我这边没有这么多设备,不知是否可用电池供电呢?(菜鸟问题,见笑了)

只看该作者 · 2007-7-17 16:57

为何要用示波器测温度？（温度基本上是一直流量）

3万 · 2007-7-17 16:59

20kA的载流导体对大地，可能的电压是多少？这是最重要的。
为什么用示波器看热电偶的输出？这不是正常的用法。
四路输入信号，彼此之间有不大的电压，需要四路放大器及供电的稳压器，但变压器可以只用一个，变压器有四个次级绕组就是了。

只看该作者 · 2007-7-17 17:04

只看该作者 · 2007-7-17 17:07

我要测1s之内的温度变化曲线,为了保证热电耦的响应速度才将热端直接焊到导体上的

只看该作者 · 2007-7-17 17:14

20KA的载流导体对大地电位我也不清楚,据实验站的站长说有时候几十伏,上百伏的时候也有.
四路的话需要四个稳压源,我只能找到两个啊,头疼死了,而且变压器也没有四个次级输出......

所以我就问个菜鸟问题看能不能用电池,反正容易买,坏了也不怕

3万 · 2007-7-17 17:39

用电池当然可以，不过一路就需要一组电池，而且各组电池之间必须绝缘。
不过，稳压芯片再加上小变压器比四组电池便宜多了，比一组都便宜。看来楼主银子大把。

四个测量点之间电压最大多少？如果不大，可以考虑用模拟开关转换。

只看该作者 · 2007-7-17 17:53

电压都搞不清楚，一会几伏，一会几十伏，一会上百伏，要再过会上千伏...那可是要出人命的！所以，搞清楚问题再来讨论怎么解决。把我们涮了没问题，可千万别把自个小命涮进去。

4万 · 2007-7-17 18:24

分别用4个DC－DC隔离模块为4路隔离放大器供电，这样整机只要一个总电源。

用电池当然可以，但电池电压要常常检测，还要充电或换电池，比较麻烦。

3万 · 2007-7-17 18:50

20kA的电流，估计是工频交流，既然楼主说是短路状态，估计含有比较大的谐波成份。楼主应该计算一下，热电偶回路所包围的面积有多大，交流磁场产生的感应电动势多大。即使用双绞线，注意双绞线也是一个一个环构成的，每一个环到载流导体的距离不等，每一个环的感应电动势并不能抵消。这个感应电动势很可能比热电偶的温差电动势还要大，尤其是附近有铁磁物质时。无论是放大器还是AD，线路中的感应电动势很可能使电路不能正常工作。
这个东西，不大好弄。

4万 · 2007-7-17 18:54

只看该作者 · 2007-7-18 08:45

回13楼:本来这次我是到厂里做模型然后拿回学校做试验的,但后来学校试验站故障就改为在厂里做试验了,厂里这边很偏僻,只有电池好买,其它器件都只能拜托我师弟从西安买了寄过来,小东西好寄大件就很困难.四个测量点之间电压很低,<20KA*10u微欧=0.2V.我查查稳压芯片和小变压器的配对,没搞过,什么都要翻资料,见谅

回14楼:不好意思,我没弄过电子电路,说话不清楚,请见谅

回15楼17楼:谢谢,我查查DC－DC隔离模块的资料,我超级新手,见笑了.红外测温仪有,就是没办法输出温度随时间变化的曲线

回16楼:多谢提醒!电流是工频交流,谐波成分只在头5个周期较大,而且衰减很快,附近无铁磁物质,我马上估算一下可能的感应电势

【求助】0-50mV小信号隔离测量的问题！

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回

20kA!

谢谢

不高

只有几伏，那为什么要隔离？直接放大不就行了？

对不起,有一点没说清楚

你大大地涮大大们一回！

回

再加个测量原理图

不好意思

rt

回楼上问题

建议LZ还是先回去把问题搞清楚再说

还可以：

还有个问题，估计楼主没有考虑过

如果精度不要求很高可以考虑用红外测温

谢谢大家热情帮助!