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Author Topic: Resistenza 150-200°C  (Read 1529 times)
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Ci sono molti tipi di amplificatori per termocoppie, alcuni progettati appositamente e che usano riferimenti ultrastabili e compensazioni varie per strumenti di misura (basta vedere gli application notes della Linear, ad esempio), ma sono costosi ... la soluzione piu semplice e' qualcosa tipo lo schema che ti allego, non ha la stabilita' ne la precisione di un'unita' da laboratorio per campionature, ma funziona abbastanza bene (a me almeno aveva funzionato abbastanza bene smiley-razz) ... filtra bene l'alimentazione e stabilizzala adeguatamente (un 7805 con tutti i condensatori necessari dovrebbe bastare) e non dovrebbe dare troppi problemi smiley-wink

EDIT: schema rimosso perche' avevo sbagliato io a disegnarlo, l'ho postato corretto piu avanti  smiley-roll-blue
« Last Edit: August 23, 2013, 09:56:44 am by Etemenanki » Logged

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Se funziona come si deve è estremamente economico smiley-money Ma io ho visto che le TC tipo K tirano fuori pochi miseri µV, sicuro che un'amplificazione di 500 circa sia sufficiente? Lo stadio successivo è un V.F. che taglia la parte "negativa" del segnale (se c'è) ma non amplifica ulteriormente la parte "positiva".
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Guida alla programmazione ISP e seriale dei micro ATMEL (Caricare bootloader e sketch):
http://www.michelemenniti.it/Arduino_burn_bootloader.php
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No, non puo misurare temperature inferiori allo zero, ad alimentazione singola.

Si, lo stadio secondario l'ho inserito come voltage follower per disaccoppiare, e semplicemente perche' nel chip c'erano gia 2 op-amp smiley-razz ... ma volendo si puo usarlo per amplificare ancora, magari per 10, con una R da 10K in ingresso ed una da 100K sulla reazione ... io quel circuito lo usavo per controllare una fiamma (tipo calorimetro per il gas), quindi la temperatura era piuttosto alta, e l'avevo regolato per avere in uscita 1mV/C, ma arrivava tranquillamente a 10mV/C e piu, con una vecchia termocoppia di quelle "da fornello" (non so se fosse di tipo K, era un rottame recuperato smiley-razz) ... con una di quelle da misura con la giunzione a fili sottili, dovrebbe essere piu precisa ...

Se non ricordo male, le tipo K dovrebbero dare circa 0.04mV per grado ... circa 8mV a 200C ... non so esattamente che precisione vuole ottenere, ma se gli bastano 2V a 200C (per attaccarci ad esempio uno strumentino LCD da 2V), dovrebbe bastare un'amplificazione di 250 ... se invece vuole una tensione maggiore, bisogna cambiare anche l'alimentazione, perche' se il circuito va a 5V, non ne puo di certo avere di piu in uscita, non importa quanto amplifichi ...


EDIT: comunque, come ho detto, non aspettatevi risultati da strumento di misura da laboratorio, la stabilita' e la precisione dipendono principalmente dall'alimentazione, perche' non ha ne compensazione ne riferimenti di tensione ad alta precisione ... se alimentato bene e filtrato adeguatamente, e' abbastanza preciso, altrimenti no smiley-wink

ARIEDIT smiley-razz : se non ricordo male il datasheet, il 358 puo reggere un massimo di 30V in alimentazione singola, quindi se fosse necessario avere in uscita una tensione di 10mV/C, lo si potrebbe alimentare a 24V invece che a 5, ed ottenere fino a 20V a 200C ... ma non ne vedo l'utilita', con un circuito simile, mica ci si deve misurare i centesimi di grado a 200C smiley-razz smiley-lol
« Last Edit: August 21, 2013, 04:40:43 am by Etemenanki » Logged

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ah, ok, lui vuole una precisione di 1°C, 0,04mV x 500°C significa 20mV/°C, l'AD597 tira fuori 10mV/°C, quindi se la TC tira davvero fuori quei valori il tuo schema diventa eccellente
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Purtroppo lo schema da te postato Etemenanki non può funzionare perchè con il primo stadio  invertente ti trovi al pin 1 una tensione negativa e con un'alimentazione singola non è possibile, dovresti usare una tensione duale e poi invertirla con il secondo stadio ma ti consiglio di modificare lo schema con il primo stadio NON invertente.

 smiley
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Etem, ICIO (al quale faccio i miei sinceri complimenti per le competenze che mostra di avere), sta diventando una specie del Grillo Parlante di Pinocchio (che saresti tu....), una sorta di coscienza elettronica, ho letto suoi interventi in diversi post; per quel poco che ho letto sugli op amp mi sa che ha ragione, la cosa era sfuggita anche a me, ma io non sono un esperto  smiley-sweat
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ARGH, e' vero, l'ho visto solo adesso ... scusate, ma ho ridisegnato il circuito al volo a memoria perche' non lo trovavo piu, e mi sono confuso con i pin del primo op-amp.

Ovviamente ha ragione icio, era originariamente un non invertente (proprio perche doveva usare alimentazione singola e non aveva necessita' di misurare temperature sotto lo zero), quindi lo schema corretto sarebbe (dovrebbe essere, sto comunque andando a memoria) come quello in allegato ... comunque per sicurezza domani provo a ricostruirlo e lo testo per essere sicuro ...

Ora scusatemi, vado ad inginocchiarmi sui ceci per un po ...  smiley-roll-blue


* termocoppia-opamp.png (4.08 KB, 644x338 - viewed 52 times.)
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Scusate l'assenza e grazie per avere riparato lo schema, se riesci a testarlo sarebbe davvero ottimo visto che io non ho a disposizione i componenti smiley-sweat
Riuscite a spiegarmi velocemente come funziona il circuito, che non ho capito molto?  smiley-red
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molto semplicemente, Etem parte dal fatto che la TC dovrebbe tirare fuori 0,04mV per ogni °C, quindi applica questa tensione al primo op amp che la amplifica in base al rapporto ((470k+47k)/1k)+1), cioè circa 500 volte, in tal modo ottieni 0,04 * 500 = 20mV/°C, valore che puoi applicare direttamente ad Arduino; il secondo op amp è una specie di adattatore di impedenza, per separare il primo circuio dall'ADC di Arduino e per non sovraccaricarlo.
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Però non mi è chiaro perché il trimmer sia un trimmer e non una normale resistenza
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Però non mi è chiaro perché il trimmer sia un trimmer e non una normale resistenza
perché le resistenze hanno una tolleranza che influenzano l'amplificazione, così potresti trovarti con un valore di 19 o 21mV invece dei 20 mV previsti per °C. Il trimmer ti serve appunto per ottenere una perfetta amplificazione per 500. Per la taratura ti converrà applicare all'ingresso una tensione bassissima (p.es.1mV) misurata con un buono strumento e ruotare il trimmer fino a leggere sull'uscita del circuito tale valore moltiplicato esattamente per 500, quindi 500mV.
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Ho fatto un po di prove con un 358 che avevo in casa ... ho comunque simulato l'ingresso usando un partitore con un potenziometro da 10K, una resistenza da 1M ed una batteria da 1,5V, perche' non ho al momento in casa una termocoppia da poter utilizzare ... questo sistema mi consente di dare in ingresso una tensione che va da zero ad un massimo di 15mV sulla corsa complessiva del potenziometro, ma ha il difetto che non ha la stessa impedenza bassissima della vera termocoppia, quindi qualche imprecisione ci sara' sempre nei test, ed e' meglio saperlo prima ...

Va detto che il circuito funziona anche cosi (l'ho provato sia a 5V che a 12V ed il comportamento non cambia di molto, a parte il fatto che a 12V mi consente di avere ovviamente un valore di uscita piu alto), ma ha comunque un difetto, per valori di tensione di ingresso molto bassi (quindi misurando pochi gradi) tende a diventare instabile, e se si scende sotto una certa soglia (nel caso delle mie prove, sotto il millivolt) l'uscita inizia a rialzarsi, anziche' andare a zero ... questo potrebbe essere dovuto al fatto che l'LM358 non e' un'amplificatore specificamente progettato per l'uso con livelli bassissimi, come ad esempio gli operazionali per gli stadi di ingreso degli strumenti di misura, che hanno compensazioni ed offset, ed anche forse al fatto che far amplificare 500 volte il primo stadio lo rende un po critico ... provando a modificarlo in modo da far amplificare al primo stadio un massimo di 50 e facendo amplificare di 10 al secondo stadio, non cambia moltissimo, diventa leggermente piu stabile, ma non di tanto.

A me problemi non ne aveva mai dati, ma c'e' da considerare che io lo usavo per amplificare una termocoppia che misurava direttamente una fiamma a gas, quindi di valori bassi di temperatura non ne ha mai visti smiley-razz ... per cui se ci dovete misurare temperature alte, diciamo dai 100 gradi in su, il circuito va abbastanza bene, se invece serve una buona stabilita' e precisione anche alle temperature basse, non e' il massimo ...

> Snaap: il trimmer al posto della resistenza fissa, serve anche a cambiare il fattore di amplificazione, e quindi lo scostamento finale dell'uscita ... ad esempio, se lo si lascia che amplifichi per 500, avresti 20mV/C, ma tu potresti avere un circuito che richiede uno scostamento di 10mV/C, o anche diverso ... quindi con il trimmer, ci regoli l'amplificazione in modo che alla fine ti dia il valore che ti serve ...
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