Сигнал с термопары тип J

Сообщение **Jackson** » 18 май 2017, 10:41

Доброе время!

Имеется измерительный канал: термопара (тип J)

провод

измерительный вход. Тип термопары для вопроса значения не имеет. Столкнулись с тем что при использовании одного типа входного модуля показания температуры "пляшут", а при использовании другого - стабильны. Провода компенсирующие проложены. Уточнить пока не можем, но предполагаем что в одном модуле есть фильтрация, в другом - нет.

Поэтому просьба. Если у вас завалялись когда-то снятые осциллограммы сигналов с термопар в промышленных условиях, или может быть просто помните как смотрели сигнал с термопар осциллографом - дайте пожалуйста взглянуть на них. Пока просто хочу понять, бывают ли на практике в этих линиях какие-либо наводки/помехи и справляются ли с ними среднестатистические измерительные модули для термопар.

Спасибо!

Сообщение **Lenprom** » 18 май 2017, 15:21

А не может один модуль быть рассчитан на прием термопар, а второй на прием миливольтов? Вы учитыаете, что при приеме сигнала от термопары должна быть компенсация (аппаратная или программная) термоЭДС холодного спая? Т.е. в месте подключения термопары к модулю (или внутри модуля) должен стоять датчик, измеряющий температуру и компенсирующий возникающую термоЭДС?

Сообщение **Jackson** » 18 май 2017, 16:26

Компенсация есть. В модуле есть встроенный датчик температуры, есть и возможность внешний датчик температуры подключить к ещё одному входу - пробовали и так и эдак, на результат это не влияет.

Я ведь правильно понимаю что отсутствие компенсации термоЭДС холодного спая даст просто некоторую статическую ошибку измерения, зависящую от разности температур? Если это так, то "дребезга" показаний отсутствие компенсации не объясняет - пляска показаний достаточно быстрая и непрерывная. Температуру мерим уличную, т.е. сейчас это порядка +20 градусов, и пляска +-10 градусов наблюдается, больше в плюс чем в минус.

Сообщение **rwg** » 18 май 2017, 17:44

Сопротивление термопары должно быть очень небольшим. Я бы в этом убедился, потом проверил работоспособность измерительного модуля с перемычкой на входе без кабеля и с короткозамкнутым кабелем. В каком-то учебнике по диагностике АСУТП читал, что повышение уровня шумов термопары - признак надвигающегося обрыва.

Сообщение **Jackson** » 18 май 2017, 17:59

rwg писал(а): В каком-то учебнике по диагностике АСУТП читал, что повышение уровня шумов термопары - признак надвигающегося обрыва

Да, но если это шумы, то почему 1 прибор шумы видит а другие нет?

TEB писал(а): Я ведь правильно понимаю что отсутствие компенсации термоЭДС холодного спая даст просто некоторую статическую ошибку измерения, зависящую от разности температур? Если это так, то "дребезга" показаний отсутствие компенсации не объясняет - пляска показаний достаточно быстрая и непрерывная. Температуру мерим уличную, т.е. сейчас это порядка +20 градусов, и пляска +-10 градусов наблюдается, больше в плюс чем в минус.

Вот это как раз от модуля и зависит. В хорошем - да, статическая ошибка. В не очень хороших, если внешний датчик требуется, а его нет, то будет оборванный по входу АЦП, на выходе которого значение может скакать как угодно. Ну а вместе с ним и скомпенсированная температура. Впрочем, проверяется просто - достаточно вместо датчика подвесить что-то похожее. Но раз у Вас внутренняя компенсация есть, и тоже не работает - вряд ли в этом дело.

Сообщение **Looker** » 19 май 2017, 01:14

TEB писал(а): пляска показаний достаточно быстрая и непрерывная

С какой частотой "пляска"?
Температура не может быстро изменяться.

TEB писал(а): это порядка +20 градусов, и пляска +-10 градусов наблюдается

TEB писал(а): при использовании одного типа входного модуля показания температуры "пляшут", а при использовании другого - стабильны

Это как (про один и другой)? Если это один и тот-же модуль и переключается тип термопары - грехи модуля, т.е. как и что он обрабатывает.
Очень давно надо было подключить термопару L к импортному модулю (позволяет много, но L нету), причем для регулирования, но не критичном к качеству и температура до 400.
В Excel набрал полиномы для разных типов и сравнивал: E оказалась ближе всех (с коэффициентом).
До 300 по тем полиномам все TC были линейны, а вот потом... "Три загиба на версту" - отдыхает.
Полиномы прямые и обратные стянул у Омеги. Не уверен, что они сейчас это раздают. В принципе это МПТШ.

Сообщение **dtv** » 19 май 2017, 06:15

Эти полиномы есть в соответствующем ГОСТе, а ГОСТ есть в свободном доступе в сети.

Сообщение **Looker** » 19 май 2017, 06:56

dtv писал(а): Эти полиномы есть в соответствующем ГОСТе, а ГОСТ есть в свободном доступе в сети.

Да есть (основа одна МПТШ), но прямые - из мВ в градусы. Обратные (градусы в мВ) видел только у Омеги.

Сообщение **dtv** » 19 май 2017, 08:30

Плохо смотрели

ГОСТ Р 8.565-2001. Прямые полиномы - страницы 61...67. Обратные полиномы - страницы 67...74.

Сообщение **Jackson** » 19 май 2017, 10:33

Looker писал(а): Это как (про один и другой)? Если это один и тот-же модуль и переключается тип термопары - грехи модуля, т.е. как и что он обрабатывает.

берём термопару, включаем в модуль контроллера, смотрим в контроллер - температура пляшет. Отключаем термопару от контроллера и включаем в ОВЕНовский ТРМ - температура стабильна. Отключаем термопару от ОВЕНа, включаем в конвертер в 4-20 мА, 4-20 мА на другой вход того же контроллера - температура стабильна.

Looker писал(а): С какой частотой "пляска"?

Сейчас видео сброшу

Looker писал(а): Температура не может быстро изменяться.

Это я понимаю. Особенно если это температура обмоток генератора, остановленного.

Стоит задача найти причину, в том числе и внутреннюю, что там не так, чтобы устранить её внутри модуля. Поэтому я и попросил у кого есть возможность - встать осциллографом на цепи термопар на входе в модули (свои, какие есть) и посмотреть что там. Статистику набрать.

Отправлено спустя 5 минут 8 секунд:

[+] Вот так это выглядит через "проблемный" модуль: https://www.youtube.com/watch?v=zWZoQbjADeM

[+] А вот так через ОВЕН: https://www.youtube.com/watch?v=-55iRXOUGdE

Отправлено спустя 7 минут 21 секунду:

Никита писал(а): Вот это как раз от модуля и зависит. В хорошем - да, статическая ошибка. В не очень хороших, если внешний датчик требуется, а его нет, то будет оборванный по входу АЦП

Можно поподробнее про нехорошие модули? Какая там схемотехника чтоб обрыв получился?

Сообщение **rwg** » 19 май 2017, 10:50

TEB писал(а): берём термопару, включаем в модуль контроллера, смотрим в контроллер - температура пляшет. Отключаем термопару от контроллера и включаем в ОВЕНовский ТРМ - температура стабильна.

Что происходит с пляской показаний, если на вход модуля контроллера подключить перемычку, кабель с перемычкой на конце и кабель с заземлённой перемычкой на конце? Во всех вариантах модуль должен показывать температуру холодного спая. Какое сопротивление у термопары?

Сообщение **Jackson** » 19 май 2017, 11:05

rwg писал(а): Что происходит с пляской показаний, если на вход модуля контроллера подключить перемычку, кабель с перемычкой на конце и кабель с заземлённой перемычкой на конце? Во всех вариантах модуль должен показывать температуру холодного спая. Какое сопротивление у термопары?

Задача осложняется тем что это достаточно удалённый объект, там нет сейчас ни нас ни наших людей. Поэтому я могу не отвечать на вопросы (потому как физически никак пока), но все они полезны.

Это проверим, спасибо!

Сообщение **Looker** » 19 май 2017, 23:04

dtv писал(а): Обратные полиномы - страницы 67...74.

В прошлом веке я нашел только у Омеги.

TEB писал(а): ...осложняется тем что это достаточно удалённый объект

Про "входы" ответ видел. Есть возможность вместо TC подключить на вход 1.5-2 метра термокоменсационного провода? Дальний конец качественно замкнуть (получаем аналог TC - про метрологию не упоминать) и оценить "пляску".

PS. Термокомпесационный провод в качестве ТС встречал: домна обвязана кучей таких проводов для оценки прогара футеровки, но это было сделано после того как шлак высотой в 1 метр заполнил все помещения.

Какая там схемотехника чтоб обрыв получился?

Правильный вопрос. И главное, ответ найти сложно. Схемотехника примерно такая: (+)-> стабилизатор тока-> полупроводник[выносной датчик], шунтированный емкостью-> земля. Вот по поводу источника тока как раз самый большой интерес и есть, но реализация скрыта от потребителей. На одной ноге АЦП получается плюс через стабилизатор, на другой - земля. Параллельно АЦП - обычно емкость, небольшая, сотни-первые тысячи пик. Как поведет себя цепь стабилизации при обрыве нагрузки - для меня самого загадка, схемотехника цепей не разглашается.

Сообщение **Jackson** » 22 май 2017, 09:45

Никита писал(а): Схемотехника примерно такая

А если программная компенсация, то второго датчика ведь в этой цепи нет - так?

Отправлено спустя 2 минуты 17 секунд:

Looker писал(а): Есть возможность вместо TC подключить на вход 1.5-2 метра термокоменсационного провода?

Как только доберёмся до него или до аналога на столе - так и сделаем.

TEB писал(а): А если программная компенсация, то второго датчика ведь в этой цепи нет - так?

Нет того самого полупроводника. Но, по уму, тогда и сигнал цифровой от этого АЦП в расчете участвовать не должен. Надо схемотехнику конкретного модуля смотреть, хотя бы глазами на уровне микросхем, а дальше по даташитам.

Сообщение **Jackson** » 22 май 2017, 16:46

Так.

Вот раздобыл я на стол точно такой же модуль входов, как и "проблемный". Термопар и проводов под руками пока нет. Поэтому настроил два входа как J-термопара, задал внутреннюю компенсацию, входы зашунтировал короткими перемычками - оба показыают погоду на Марсе, но стабильную, показания варьируются +-1 градус.

Затем задал для первого тип компенсации - по датчику второго входа. Измеренное значение первого входа, само собой, изменилось, но продолжает стабильно стоять на месте.

Видимо, надо термопары искать и провода подлиннее.

А почему погода на марсе? При перемычке имеем идеальный источник ЭДС=0мВ. Нулевое значение термоЭДС соответствует нулевой разнице температур спаев. Погоды не должно быть. Оба паразитных спая тоже при одинаковой температуре. Должен быть 0°±компенсация, если включена.
И еще - при компенсации по второму входу, там тоже термопара должна быть подключена?
Попробуйте миливольты подать. Или от калибратора, если есть, или хоть от батарейки с делителем. Правда тут паять надо, пальцами тоже миливольты навести запросто.

Сообщение **Ryzhij** » 23 май 2017, 08:03

За всю карьеру ни разу не видел, чтобы в качестве датчика температуры холодного спая (термокомпенсации) использовали термопару. А для этой термопары как температуру холодного спая измерять, а? ;)
Всегда это был резистивный термодатчик. Чаще всего это RTD Pt100, но тут возможны варианты. Уточните.

При подключении на место датчика термокомпенсации RTD Pt100 постоянного резистора 100 Ом к.з.-перемычка вместо термопары должна вызывать показания 0 гр.Ц.

При включении внутренней термокомпенсаци выводы датчика температуры холодного спая оставляют свободными, а перемычка вместо термопары вызывает показания температуры самого термопреобразователя.

Сообщение **Jackson** » 26 май 2017, 00:15

Никита писал(а): А почему погода на марсе? .... Должен быть 0°

Потому что там +32 градуса по цельсию в результате показало, при комнатной +20 градусов.
Тогда вопрос: а сколько должно показать для входа типа "термопара J" (хотя я могу любой известный тип термопары выставить)?

Ryzhij писал(а): За всю карьеру ни разу не видел, чтобы в качестве датчика температуры холодного спая (термокомпенсации) использовали термопару. А для этой термопары как температуру холодного спая измерять, а? ;)

Логично конечно. Просто для стенда у меня совсем никаких датчиков нет. Сейчас-то важно зафиксировать как в принципе коррекция влияет, а не на сколько именно. Я могу и pt100 тип входа настроить, только датчика-то нет, авария будет "обрыв датчика".

Есть у меня подозрение в том, что в "проблемном" модуле просто напрочь отсутствует фильтрация значений по времени. В ОВЕНе она есть, в Термодате есть и даже настраиваемая и отключаемая, а здесь я не вижу про неё ни упоминаний в мануалах ни настроек фильтрации. Может в этом всё и дело?

Сообщение **alex45** » 26 май 2017, 09:14

По видео мне кажется, что в соединительном кабеле наводится помеха промышленной частоты, а контроллер её отфильтровать не может. Возможно, он изготовлен для американского рынка и его фильтр настроен на 60 Гц, поэтому наши 50 Гц он не фильтрует.

Сообщение **Ryzhij** » 26 май 2017, 09:38

alex45 писал(а): По видео мне кажется, что в соединительном кабеле наводится помеха промышленной частоты, а контроллер её отфильтровать не может. Возможно, он изготовлен для американского рынка и его фильтр настроен на 60 Гц, поэтому наши 50 Гц он не фильтрует.

Думается, что эксперимены "на столе" с к.з.- перемычкой отвергают Вашу гипотезу.
Вообще же, на термопару (а это практически идеальный источник напряжения с нулевым внутренним сопротивлением) весьма проблематично что-либо "навести", тем более частотой в 50 Гц.

Сообщение **Jackson** » 26 май 2017, 10:00

Ryzhij писал(а): Вообще же, на термопару (а это практически идеальный источник напряжения с нулевым внутренним сопротивлением) весьма проблематично что-либо "навести", тем более частотой в 50 Гц.

Вот в этом я и просил убедиться, просто встав осциллографом на измерительные входы термопары на реальном объекте. У меня-то осциллограф есть, только это всё на столе.

Ryzhij писал(а): Думается, что эксперимены "на столе" с к.з.- перемычкой отвергают Вашу гипотезу

Мне кажется не опровергает. Если провод достаточно длинный а не перемычка - это ведь по сути антенна, и если вход имеет большое вн.сопротивление то насосёт он всё что найдёт вокруг. Тем более - я не упомянул ещё интересного - вход этот в моём модуле универсальный, он может быть и термопарой (одного из семи разных типов) и Pt100/Pt1000 и +-10В и +-20мА и дискретным входом и резистивным входом RMI - как настроить.

Я и просил замерить осциллографом реальную линию чтобы увидеть, что там в принципе может быть.

Отправлено спустя 4 минуты 10 секунд:
Наводка-то может ловиться не между зажимами входов, а между входом и питанием, между входом и корпусом и т.д.

Отправлено спустя 1 минуту :
Попробую перемычку на столе удлиннить метров на 10-20, раскину этот провод по офису, в шкаф с генератором и частотником провод затащу - посмотрим что будет.

Сообщение **alex45** » 26 май 2017, 10:08

TEB писал(а): Мне кажется не опровергает. Если провод достаточно длинный а не перемычка - это ведь по сути антенна, и если вход имеет большое вн.сопротивление то насосёт он всё что найдёт вокруг.

Прям с языка сняли.
Я такое видел у контроллера S7-200, только на токовом входе. Показания скакали точь в точь как на видео. А в лаборатории на столе всё работало идеально. Оказалось на входе висит наведённое напряжение каких-то 12 В.
Кстати, компания GE требует для подключения термопар использовать кабель, у которого каждая пара проводов экранирована с покрытием 100% и общий экран, также с покрытием 100%. Ведь не спроста же.