Измерение высоких температур в зашумленных условиях

Доброго дня/ночи всем! Есть необходимость измерения температуры в диапазоне 0-600 градусов. Использую термопары К типа + MAX6675. В "тепличных" условиях схема работает нормально. В реальных условиях, при монтаже на оборудование начинается черт знает что. Одна термопара работает относительно нормально, две других носит от 0 до 1000 градусов, другие вообще не работают и так пока не чихнешь. После чиха они меняются местами. В общем работать невозможно. Понять какая реальная температура с такими глюками вообще невозможно. Посоветуйте как сделать надежную схему измерения температуры? Работают же как-то те же термостаты ОВЕН рядом без малейших помех.

Показания температуры корректно считываются при условиях:
1. Отсутствия рядом электроприборов.
2. Отсутствия контакта термопары с корпусом оборудования. То есть подключения на весу.

Начинаются проблемы при:
1. Включении рядом доп. оборудования. Больше всего дает помехи частотный инвертор.
2. Установка термопары на металлический корпус оборудования.

Частично помогает улучшить показания:
1. Заземление корпуса оборудования.
2. Установка между контактами конденсатора 0.1-0.01 мкФ
3. Программная фильтрация помех.

 

Прочитайте учебник. Там всё разжевано - и экраны, и фильтры, и правильная разводка, и стабилизаторы питания, и осциллографы. и развязка, и всё-всё-всё.
На форуме и на пальцах вы серьезные приборы сделать не научитесь.

 

Если я буду изобретать велосипед каждый раз решая очередную задачу, то никогда не закончу проект. Автоматика мелкосерийная. Колхозить не хотелось бы, а на разработку, отладку, изготовление печатных плат нет времени. Нужно готовое решение. Если MAX6675/MAX31855 не пригодны значит что-то другое. В программировании, которым я в основном и занимаюсь, вообще не принято тратить силы на решение задач, которые уже кто-то решил ранее. У электронщиков все наоборот что ли? Или никто до меня температуру не измерял?

 

Готовое решение это завершенное устройство, тот же ваш ОВЕН. А китайские модули-платки, и вообще ардуино - это игрушки для прототипирования. Собрал, помигал лампочкой для наглядности, разобрал.
Ищите контроллер термопары на рейку и с выводом на rs232 или другой какой индустриальный стандарт. Только стоить он будет как 20 китайских модулей.

 

Овен не понятно куда ставить. Автоматика с сенсорным дисплеем, с которого управляются все показатели. Ничего лишнего на панели управления нет. Вкорячить рядом 10 овенов будет тот еще колхоз. Да ладно еще если стационарное оборудование, можно куда-нибудь в щиток установить, но есть еще небольшие переносные устройства. Там овен вообще некуда поставить, и так за каждый миллиметр пространства в БУ война идет. Нужно что-то компактное и простое.

Пока держу в голове вариант перехода с термопар на термисторы TP100 или PT1000 + АЦП ADS1115. К сожалению пока под рукой нет. Пробовал экспериментировать с тем что было - термистор от 3D принтера и считывать показания через АЦП встроенный на ATMega328. Из-за нелинейности термистора и малого разрешения встроенного АЦП удалось работать только в 50% диапазоне от номинала. По этому нужно что-то вроде ADS1115. Помехи тоже были но термистор можно опрашивать с гораздо большей частотой, чем MAX6675, что позволяет отфильтровать помехи программным способом.

 

Для проверки вместо термистора прицепите резистор на 100 или 1000 Ом. Температуру он не покажет, а есть помехи или нет, будет видно. Скорее всего с термопарой будет лучше.

 

Помехи есть и на термисторе и на термопаре. С термистором немного надежнее потому что его можно опрашивать с более высокой частотой, что дает возможность применения программного фильтра. Но все равно не надежно

 

Параллельно с термистором повесить конденсатор на 1000 мкФ.

 

Провода экранированные использовать.

 

Термопары все экранированные



А термистор пока только такой под рукой:

 

А как у вас питается контроллер и АЦП ?

 

Блок питания 12V далее понижающий стабилизатор LM2596 с него 6.5V на контроллер (Arduino Nano ATMega328). Датчики запитаны от стабилизатора контроллера. MAX6675 от 5V. Делитель делитель термистора пробовал и от 5V и от 3.3V

 

Удалось решить проблему?

 

зачем этот жуткий зоопарк?
- Если вы уже используерте понижающий стабилизатор LM2596, почему не снимать с него сразу 5в для Нано? зачем снижать до 6.5в - и потом еще раз преобразовывать на ардуине? встроенный стаб на китайских Нанах часто очень слабенький
- почему датчики запитаны не от того же источника, что ардуина? Запитайте и датчики от того же стаба, либо переключите ардуину на 5в от MAX6675...

 

Ставить колхоз вместо этого:
http://www.owen.ru/catalog/modul_vvoda_analogovih_signalov_owen_mv110_8a/opisanie
Судя по продолжающемуся диалогу гораздо выгоднее
Особенно если это для производства а не для дома.

 

Сделал временное решение, чтобы хоть как-то работало:

1. Поместил провода термопар в металлическую гофру и нашел такое положение гофры, в котором наводки минимальные.
2. Конденсатор 0.1 мКф на термопару.
3. Раздельные EMI фильтры на питание силовых цепей (двигатель, нагреватели, насосы и.т.д.) и на питание Arduino
4. Развел силовую электрику и управление по разным шкафам.
5. Заземление всех шкафов.

Это работает на оборудовании суммарной мощностью 2 Квт. А сейчас начал собирать второй аппарат в 4 раза более мощный и опять все по новой... Теперь уже и все перечисленное выше не помогает. Причем наводки теперь не только не на термопаре.

1. Сбоит оптический датчик (тахометр) при включении электродвигателя на 3 кВт. Датчик стоит непосредственно на двигателе. Через наводки на провод ловлю ложные прерывания. Подтягивающие резисторы, экранирование провода, Ферритовы кольца только частично снижают наводки на провод. Решение не надежное.
2. Наводки на серийный порт (связь с дисплеем) Чем больше нагрузки включено, тем сильнее потери пакетов. Хотя кабель там всего 20 см., в экране и проходит внутри шкафа где нет силовой электрики.
3. Ну и термопары... естественно тоже не работают.

Сейчас прорабатываю решение с установкой отдельных МК в непосредственной близости к измеряемым зонам, для уменьшения длины проводов. Показания со всех дочерних МК отправлять на главный МК по общей шине через MAX485.

 

LM2596 дает не очень чистый выход. Например запитанный от него микрометр не может стабильно работать. При запитывании микрометра через встроенные стабилизатор проблема исчезла. Мощности встроенного стабилизатора в данном случае достаточно. Вообще у меня в списке задач найти замену LM2596. Возможно от него часть проблем.

Я не писал, что от другого. От стабилизатора Arduino запитаны все датчики. Просто некоторые от 5В, некоторые от 3.3

 

Оптоволокно для передачи данных не рассматривали?

 

Не рассматривал. И вообще озадачен вопросом. Что бывают простые оптоволоконные приемо-передатчики для МК?

 

Ну не то чтобы так прямо для МК, но к какому-нибудь SFP модулю не так сложно и подключиться.