Мультиметр+комп, медная болванка и прочие ужасы

Необходим хороший миливольтметр с возможностью вывода на комп. Прецизионный милливольтметр В2-99, я думаю, подойдёт http://nazimov.kemtipp.ru/pribors/b2_99.htm.

 

Видимо засада в преобразователе I/U (ток/напряжение). В первом приближении можно сделать на операционнике (прецизионном, малошумящем) с двухступенчатым стабилизатором питания. Первый стаб. - последовательный, второй параллельный с макс.малошумящим ИОН (источником опорного напряжения), всё это макс близко с преобразователем. Скорости нарастания вх.сигнала видимо небольшие, поэтому мона добавить второй каскад (опер/рассыпуха) с режектором, скажем от 30Гц. Выходной сигнал - на вход звуковой карточки (хорошей) в компе. В принципе можно получить устойство до 100db (сигнал/шум). Это макс. бюджетное решение...
Только как экранировать всё это хоз-во от ЭМ наводок и термостабилизировать?
зверюга, а что служит источником тока через изм.цепь? Или это термопара?

добавлено через 1 час 12 минут
Тут боцман совет дал:
"Мультиметр-не мультиметр, но есть такая контора ЛКАРД (L-Card) где Бендер работает, они делают ЮСБ АЦП_ЦАП с софтиной.
Наноамперы - нужен преобразователь ток-напряжение или если мост - диффусилитель или т.п. устройство преобразующее - точнее - масштабирующее входной феномен в диапазон АЦП (0..10В или т.п.)
Стоимость ЮСБ системы сбора - в районе 300 уб.енотов."

 

Что-то перемудрили. Есть "горячий" процесс (сотни градусов?) - и его развитие надо отследить? Зачем массивная болванка - теплоотвод для изм.обмотки, дабы не сгорела?. Если так, то легче поставить пирометр (дистанционный / контактный), а с него выдрать сигналец (аналоговый или дигитальный) - пустить в комп.

 

Jazzer,

У звуковухи "закрытый" вход, на входе стоит кондер. Постоянка не пройдёт.

Удобно, но у них точность выше 1% редкость. Скорее всего "маловато будет".

А вот L-Card или стационарный мультиметр с нормализатором сигнала - это то, что надо.
Но эта работа не простая и требует опыта работы с такими вещами.
Черная злобная зверюга, если есть вопросы - пиши в приват.

 

Теперь понятней. Тогда остается вариант с I/U преобразователем. Тут такие реплики из зала:
=========
Jazzer=А есть в природе термодатчики с точностью на потребные милли/нано градусы?
boatsman=никаких миллиградусов. В лучшем случае одна десятая для платиновых терморезисторов. Это если без экзотики и требуется линейность шкалы в широком диапазоне
voodoopr=Есть, где-то, но мест таких я не знаю . boatsman правильно сказал. В принципе на милиградусы измерения проводятся либо в очень малом диапазоне температур или измерения организуются в режиме сравнения, то есть и получается измерители тепровых потоков. Делал недалече такую дифф. систему на миллиградусы, в качестве датчиков малошумящие диоды, штук десять последовательно. Таких две цепочки вниз моста измерительного, а на верх резисторы стабильные. Далее сбалансирование моста и на АЦП. Пользовал AD7705, AD7715.
http://www.analog.com/en/prod/0,2877,AD7705,00.html
http://www.analog.com/en/prod/0,2877,AD7715,00.html
Хочу попробовать AD7714. Такая схема претендует на милиградусы, в реалии не напрягаясь сотые доли градуса. Пробуем датчики на тонкой медной проволоке, пока результаты в пользу диодов.
Когда столкнулись с такой задачей, оказалось, что сделать самому под конкретную задачу проще чем покупать кучу стандартного оборудования.
=========
Добавка - в резисторы лучше использовать Caddock (www.caddock.com), у них лушие параметры по собственным шумам, линейности и надежности. Но дорогие саббаки... На Эльфе хотят 4-7 евро за штучку.
Что-то я почти один тут солирую. Алё, вокзал! Помогите девушке!

 

Если речь идёт именно об измерении разности температур, то обычно имеет место быть схема, в которой собран измерительный мост на двух терморезисторах из медной проволоки и двух прецизионных резисторах с элементом балансировки. С диагонали моста снимается измеряемый сигнал, подаваемый далее на инструментальный усилитель. Не знаю, какой требуется коэффициент усиления, но, думаю, что микросхемы PGA204 достаточно, тем более, что у неё можно изменять коэффициент усиления. В ней уже имеются резисторы обратной связи с лазерной подгонкой. Термостабильность на высоте, так как градиент температур внутри микросхемы практически нулевой (dT/dV=0) и не надо городить термостатитрование. После ПГА-шки сигнал можно считывать хорошим мультиметром.
А вообще то мне больше нравится схема, когда терморезисторы включены последовательно, и запитываются от источника тока. С каждого терморезисторы снимается двумя проводами напряжение и подаётся на свой очень хороший дифференциальный усилитель INA105 со встроенной обвязкой. После чего, сигнал с этих ИНАшек подаётся на уже упомянутую выше PGA204.
В этом случае, обвязки будет минумум.
Хотя требования к разводке платы остаются жёсткими.

добавлено через 7 минут

А мне нравится продукция моего родного НИИ электронно-механических приборов из Пензы. www.niiemp.ru
Там делают прекрасные проволочные и фольговые резисторы.
Кроме того, можно в качестве датчиков использовать выпускаемые ими же фольговые терморезисторы, обернув ими эти капсулы.

 

Что-то я вообще не въеду о каких измерениях идёт речь. Вы бы хоть схематично нарисовали что же Вы мерить собрались, а то вот каждый новый ответ лишь запутывает понимание того, что делать собираетесь.

На какие гильзы? Вокруг пробирок что-ли в качестве терморезистора? А пробирки где? В металлической болванке замурованы что-ли? Если хоть близко к этому, то о каких измерениях температуры (реакции в пробирке?) вообще можно вести речь, а если не так, то схемку набросайте.

 

Да, можно.
Для этого можно использовать тонкоплёночные терморезисторы: http://niiemp.ru/Thermistors Thin Film TRP1.htm (где-то были подробные даташиты на них - потёр, наверное)
В принципе, ими можно обернуть объект измерения. Однако проблема всё же останется. Они обладают рельефом в области присоединения выводов. Это не позволит плотно посадить их в отверстия.
Их плюс в том, что они имеют стандартные градуировочные характеристики, соответствующие медным или платиновым терморезисторам. Достаточно получить показания сопротивления и по таблице или полиному рассчитать значение температуры.
Медная проволока, которой Вы будете обматывать капсулы, будет, скорее всего, обычная, обмоточная. Конечно, она довольно близко будет соответствовать градуировочной таблице для медных терморезисторов. Однако за счёт примесей, здесь можно получить ошибку. Поэтому, потребуется сверить её характеристику со стандартной и, возможно, самостоятельно построить таковую.
Проблема может быть ещё в большой постоянной времени всей этой системы. Если реакция очень медленная, то ею можно пренебречь. Но если реакция идёт быстро, то результаты, мягко говоря, будут несоответствующими действительности. В идеале, терморезистор (или другой датчик температуры) должен находиться внутри капсулы. Однако и в этом случае тепловая инерция может составить до нескольких секунд.

 

Черная злобная зверюга,
(аж язык не поворачивается называть так девушку! Ну да ладно, сама так обозвалася) Идея понятна.
Однако, на мой взгляд, есть следующие недостатки этой конструкции (до электроники, на сей раз, не дойдём).
Трубки из кварцевого стекла обладают относительно низкой теплопроводностью, следовательно, тепловая инерция будет офигенной по определению. Это с одной стороны.
С другой стороны, ампулы помещаются в гнёздах, выполненных в металлической болванке, насколько я понимаю, медной, т.е. обладающей прекрасной теплопроводностью.
Отсюда вывод: "Бочкарёв" - правильное пиво! Блин, опять не туда понесло! Отсюда вывод, что Даже то тепло, которое дойдёт через стенки капсулы и обмотку терморезистора, будет тотчас же отобрано этой чугунякой, что приведёт к очень заниженным и абсолютно неверным результатам. Оно тебе надо?
На мой взгляд, капсулы над располагать в материале со следующими свойствами:
- низкая теплопроводность
- оптическая непрозрачность (хотя, возможно, этого не требуется, если нет необходимости освещать каждую капсулу индивидуально)
- температурная стойкость хотя бы до 150 градусов С
При этом температура относительно быстро достигала бы определённого значения, и результат измерения не искажался бы за счёт отбора тепла чугунякой.

 

Plus,

Так кто же будет подавать на измерительный мост постоянный ток?! Известно (из курса метрологии), что точные измерения малых напряжений (->токов) можно производить только на переменном токе! (ввиду того, что миливольтметр постоянного тока имеет очень большой дрейф нуля, а у переменного вольтметра между каскадами стоит кондер, которые отсекает постояннку)

b]Черная злобная зверюга[/b],
Идеи Jazzer очень хороши... Только после внимательного изучения установки... Могу сказать одно...
Что Вам (ни в коем случае!) нельзя ставить в качестве датчиков диоды и термопары (которые ошибочно называются терморезисторами). Да они более чувствительны к изменениям температуры.
Диоды нелинейны, (в среднем сопротивление их растёт ~T^(3/2) при T=273-293K)
Термопары хороши, но их использование в дифференциальном методе даст большую погрешность да и хороший датчик (в плане теплопроводности) тяжело сделать + на постоянном токе мы не выжмем из них больше 10-й доли градуса.
Поэтому все правильно было сначала придуманно.
А именно, нужно использовать в качестве датчика медную проволоку намотанную на медный теплопроводящий каркас.
Почему? Медь обладает практически самым большим температурным коэффициентом изменения сопротивления. Сопротивление возрастает сторого линейно с повышением температуры (ро~a*T).
Нужно преобразавать сопротивление R в напряжение U.
Посмотрим на схему и сделаем некоторые численные расчёты.

 

Допустим мы используем в качестве датчика(Д) обмотку из медного лакированного провода диаметром d=0,08 мм. Пусть сопротивление обмотки R=10 Ом. Тогда длина провода L=10*(pi*0,04^2)/0,017= 3 метра. Равномерно и одинаково наматываем по 3 метра провода на каждую гильзу.
Пусть ток текущий через каждую обмоку (Д и Э на схеме) равен 50 мА. При таком токе разогрева обмоток практически нет. (Выделяемая мощность P=25 мВт)
Тогда резисторы R1=R2= (5000 В) /(0,05 A)=100 кОм.
Сопротивления R1 и R2 >> сопротивления датчика. Поэтому при незначительных относительных изменениях параметров схемы токи в двух ветвях постоянны и независимы один от другого. (всё определяется входным сопротивлением вольтметра)
Сопротивление r' служит "Установкой нуля".
Тогда приращение сопротивления датчика (Д) на 1 С - составлет a=10/273=0,04 Ома (как у идеального металла. Если 10 Ом измерялись при t=0 C. Более подробно здесь ). Соответственно напряжение будет возрастать при поднятии температуры на 1 градус на dU=0,04 Om*50 mA=2 мВ.
Одна десятая градуса порядка ~100 мкВ. (про сотые доли молчу. Такое даже для крутой лаборатории тяжело )
Т.е. когда вольтметр (переменного тока) будет фиксировать сотни микровольт - это будет соответствовать десятым долям градуса.

P.S. Теперь посмотрим на это с практической точки зрения. При комнатной температуре (20С) у меди приращение на 0,1 градуса составляет 1/2930 от его первоисходного сопротивления. Поэтому я брал такое высокое напряжение - 5000 В и большие сопротивления.
Но напрактике мы не сможем поддерживать 5000 В с максимальным отклонением равным половине погрешности т.е. 5000/(2*2930)=9 В.
Мы не можем позволить себе использовать резисторы мощностью 250 Вт - 100 кОм. Которые бы не должны греться (если только вместо них поставить высокоточные конденсаторы, которые тем более не реальнее )
Да и 100 мкВ - это уже чувствительность приёмника. Поэтому мы будем измерять не температуру, а наводки...
А ещё одна проблема... Это установка нуля! Замучаешься резисторы подбирать!
P.S. Точное измерение температуры с помощью электроники - очень сложная задача. Ртутный термометр - без проблем справляется с такой задачей.
Термопара (хромаль), это на мой вгляд оптимальная вещь. Вне зависимости от конструкции даёт в среднем 4 мВ на каждый 0,1 градус. Хорошо нормируется, но очень инертна... можно использовать, если поместить её непосредственно в жидкость.
Диод очень сильно реагирует на температуру. Тоже инертен, также нуждается в непсредственном контакте. Но никакой линейности и разброс параметров, -> невозможность создания мостовой схемы.
Так что как ни крути для дифференциальной (мостовой) придётся "издеваться" над термопарой... наверное

 

Ты считал?

Тяжело быть идиотом. При практической реализации прибора тебя бы наверняка отвезли в реанимацию или на кладбище.

С какой стати она инертна? Ты считал? И ты только хромаль знаешь?

Мальчик, ты в школе учишься?

 

Тяжело реализуемая задача. Особенно с такой точностью измерения.

 

Постоянный ток может подавать на мост стабилизированный источник постоянного тока. Сделать его не так уж сложно. К тому же, есть специальные приборы, называемые калибраторами постоянного тока, позволяющий с агрофигенной точностью получать требуемое значение напряжения (для мостовой схемы) или тока (для измерения падения напряжения на терморезисторах). Со стабилизацией переменного тока дела, как Вы знаете, обстоят хуже и дороже.

No comments. Позвольте Вас спросить: "А что есть вольтметр переменного тока?". Тут же дам ответ: "Это есть выпрямитель + вольтметр постоянного тока!". Помимо того, что вольтметр имеет собственную погрешность, свою хорошую лепту в суммарную погрешность измерений вносит выпрямитель. Именно поэтому, у приборов, измеряющий оба рода напряжения, На переменке погрешность выше в полтора, а то и в 2,5 раза. Дальше продолжать?
К тому же, современные приборы имеют компенсацию дрейфа нуля. Даже на старых приборах, типа Щ31, после прогрева можно было установить нуль. А по поводу его точности я бы не стал беспокоиться.

Да Вы что?????!!!!! С каких это пор 100мкВ это стало уже неуловимой величиной?
Хотя, если Вы предлагаете установить в мост прецизионные (а другие туда просто не пойдут!)

или (тем более!!!)

, тогда вопросов нет.

 

PenisDebugger,

Справедливый вопрос. Я думаю что 25 мВт сильно не поднимут температуру (из практического опыта), тем более, что гильзы массивные медные. В любом случае на то и "Э" (на нём тоже температура возрастёт).
P.S. И вообще медные гильзы не я придумывал! Тем более я не представляю, как и можно намотать их проводом 0,01 мм. Поэтому я брал реальней, т.е. 0,08 мм.
PenisDebugger,

Я и не собирался её практически реализовывать! Я просто хотел показать, даже в таких экстремальных условиях, тяжело засечь изменение сопротивления, 1/2930 часть от первоисходного (при 20С). Так что идея кажется абсурдной, даже в профессиональной лаборатории.
P.S. Раз Вы такой умный... Можете создать такой электронный источник тока, который может поддерживать , к примеру, 50 мА с отклонением +/-17 мкА (Погрешность 3 сотых процента)???

Несправедливая придирка, как изготовить теплопроводный закрытый неинертный дачик из термопары, чтобы можно было поместить в данную химическую жидкость?

Да её и платиновую. Больше никаких не знаю... Простите...

P.S. Вопрос ко всем умным!!! У меня сейчас похожая проблема (задание).
Есть датчик, который реагирует, к примеру, на пары ацетона.
Представлет из себя резистор, который меняет своё сопротивление - от 30 -200 Ом (хотя как мне кажется, пределы более узкие).
Нужно сделать светодиодный индикатор (3-8 светодиодов).
Т.е. смысл такой - преобразовываем сопротивление R в напряжение U. Величину напряжения отображают индикаторы.
Есть смысл использовать интегральные компараторы на ОУ?
Устройство должно быть маленьким, надёжным и хорошо настраиваемым. Мало потребляющим, и работающем на низком напряжении (до 5В).
P.S. Подскажите, какие сейчас модные ОУ. А то я не знаю низковольтных, кроме русских к157уд2... или ещё что-нибудь.
Устройство должно быть внедрено в производство...

 

Если Вы считаете, что 1/2930 часть - это величина, которую нельзя измерить, то лучше и не собирайтесь ничего реализовывать!

Думаю, не только PenisDebugger, но и другие, включая меня смогли бы создать такой девайс. Нужно только время, деньги и наличие лаборатории и приборов.

Уважаемый, если бы у Вас была ПОХОЖАЯ проблема, то на такой схеме можно было бы диссертацию защитить.
А если серьёзно, то Вы не написали, какая точность требуется от Вашего девайса. Если это просто индикатор, не требующей высокой точности, то я бы рекомендовал обратиться к микросхемам, созданным специально для этого. Их очень много. Есть даже отечественные. Широко применяются в измерителях уровня сигнала (например, аудиосигнала). Не буду называть марку микросхемы - пользуйтесь поиском.
Ну а новомодные микросхемы для этой игрушки и не нужны. За глаза хватит, если их надо много, счетверённого ОУ LM324 или сдвоенного LM358.

P.S.: И создайте свою тему, дабы не мешать мух с котлетами.

 

Plus,

С какой погрешностью в %? Где такое взять? Сколько стоит? Как можно сделать два одинковых источника тока?

Есть! Именно так и называется электронный микровольтметр переменного тока! В нашей лаборатории есть и не один! Он сначала усиливает переменный сигнал , а потом этот сигнал подаётся на вход детектора (выпрямителя), затем интегрируется.
Усилитель перменного тока нужен, чтобы обеспечить нормальную работу детектора, представляющего собой простой диодный мост. Поэтому стремятся преобразовывать постоянное в переменное, если нужно мерить малые величины! Линейность конечно же плохая. Но малые напряжения можно измерять.
P.S. Я тоже сначала возражал, мол как так! Но на практике всё подтвердилось.

Постоянным !аналоговым вольтметром можно мерить минимум миливольты. Пофиг прогрев ни прогрев, а "нуль" постоянно уходит!
У цифрового с этим делом лучше. Однако тогда нельзя использовать никакие усилители постоянного тока (типа ОУ и т.д.) Нужно искать профессиональный "мультиметр" с наименьшим пределом измерения напряжения постоянного тока.
Чувствительность должна быть бешенной. (Какие нафиг ОУ на постоянном токе?!)

 

Постоянным !аналоговым вольтметром можно мерить минимум миливольты. Пофиг прогрев ни прогрев, а "нуль" постоянно уходит!
У цифрового с этим делом лучше. Однако тогда нельзя использовать никакие усилители постоянного тока (типа ОУ и т.д.) Нужно искать профессиональный "мультиметр" с наименьшим пределом измерения напряжения постоянного тока.
Чувствительность должна быть бешенной. (Какие нафиг ОУ на постоянном токе?!)[/QUOTE]

Если не понятно значение заведомо цензурированного слова "агрофигенный", то можешь посмотреть характеристики одного из калибраторов: http://zip.kuban.ru/mp3001.htm
Иначе как "агрох##нной" эту точность не назовёшь.
А вот калибратор, который мне больше всего нравился: http://zip.kuban.ru/p321.htm

добавлено через 3 минуты

УБЕЙСИБЯ АПСТЕНУ!!! Посмотри характеристики прибора!!! http://zip.kuban.ru/tsh31.htm
Хоть раз работал с приборами "круче" китайского мультиметра за 140руб???
Научись сначала детекторные приёмники делать! После этого к мультивибраторам перейди.

 

Plus,

Ни фига... Зашибись!
P.S. Что мы тогда паримся?
Берём тогда КАЛИБРАТОР ТОКА ПРОГРАММИРУЕМЫЙ П 321. Он с лёгкостью может держать 100 мА +/-10мкА.
А замеры напряжения производим с помощью прибора ВОЛЬТМЕТР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ Щ 31. На пределах 10 мВ с точностью 0,02%, т.е. он реагирует на 2 мкВ!!! Что ещё надо?!
Вопрос... Сколько это будет стоить?
P.S.Нужно достать эти приборы и всё... Единственная сложность - это настроить мост, конкретно резистор r' - на схеме.
Всё это дело очень-очень хорошо экранируем! Т.е. поэтому и нужна была медная округлая бованка.

Да! Китайским мультиметром за 600 ру.

Уже давно УКВ ЧМ приёмник сделал, без единой микросхемы, каждая катушечка в ПЧ-тракте настроена. (УКВ - модуль брал готовый). Несколько усилителей делал (с ОУ - до 60 Вт).
Опыт есть небольшой...
P.S.

Если не трудно... скажите марку... или где искать... Не знаю сайтов...

 

Кто-нибудь тебя уже забанит?

 

Черная злобная зверюга,
Понятие "бюджетный" - растяжимое и зависимое от этого самого "бюджета".
Более предметного разговора на форуме, наверное, и не получится.
Пиши, звони: semenovod@yandex.ru , +7-903-373-09-66, Олег.

 

Семеновод - это здорово Мож подумать, ты семенами занимаешься, а не электроникой.

 

Семеновод = Семенов + О (лег) + Д (митриевич)

 

Посмотрите на преобразователи Current Sense Amplifiers, у Аналогов:
http://www.analog.com/en/subCat/0,2879,759%5F777%5F0%5F%5F0%5F,00.html
У этих ребят всегда высокая достоверность заявленных в шите параметров, но вследствии используемой "на сейчас" технологии пр-ва, могут срываться в ВЧ генерацию. Т.е. нужна качественная обвязка по питанию, низкоиндуктивные полигоны земли, обкусывание неисп.ног, и т.д.