Проблемы малосигнальной коммутации

палладиевый переключатель точек, ртутные герконы, твердотельные мультиплексоры
 
UA Non-conformist #21.01.2013 14:10
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

На работе назрела очередная "глобальная проблема" из разряда "подпирания покосившихся заборов". На станции эксплуатируются около тридцати многоточечных уравновешенных мостов-самописцев типа КСМ-2, с палладиевыми переключателями точек. Менять их на современные приборы новое руководство не собирается даже на уровне деклараций - даётся такая установка, что, мол, настраивайтесь, ребята, работать тем, что есть - а если кого-то что-то вдруг не устраивает, то мы никого не держим. Кризис ВСЕГО, короче (экономический - это только вершина айсберга). Приходится выживать, приспосабливаться. Вопрос стоит именно так.

По существу. Вот уже как несколько лет от этих палладиевых переключателей, житья, грубо говоря, НЕТ. Скользящие палладиевые контакты износились, новые поступают сделанные "из консервных банок"; они вообще не работают - жутко разбрасывает показания, короче полный аут. Некоторое время выходили из положения тем, что вышлифовывали-выполировывали износившиеся палладиевые щёточки - с тем, чтобы обеспечить скользящий точечный контакт "палладий / палладий". Но сейчас дело дошло до ручки - многократно восстанавливавшиеся палладиевые проволочки начинают тупо ломаться, а заменить их нечем.

Постановка проблемы. Как я понимаю, назрела революционная ситуация. Нужно найти какое-то техническое решение, заменяющее палладиевый переключатель. Пока додумался до того, что палладиевый переключатель нужно заменить на доступный современный, дешёвый, "из консервной банки", но не переключать им сигнальные токи, а управлять неким сигнальным мультиплексором (вход - двенадцать пар, выход - одна пара). Тогда получается минимум переделок внутри прибора, и мелкосерийная реконструкция представляется вполне реальной.

Вопрос. Что можно попробовать в качестве мультиплексора, способного заменить собой механический контакт "палладий / палладий"? Герконы не подходят - попробовали и отказались. Существуют ли твердотельные варианты таких контактов? Выпускаются ли сейчас ртутные герконы?
Skype: a_schabanow  
RU GOGI #21.01.2013 14:18  @Non-conformist#21.01.2013 14:10
+
-
edit
 

GOGI

координатор
★★★★
Коммутировать-то какой сигнал нужно, с термопар?
1  18.018.0

GOGI

координатор
★★★★
Хотя, раз палладиевые то скорее с термометров сопротивления?
1  18.018.0
UA Non-conformist #21.01.2013 14:51  @GOGI#21.01.2013 14:18
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Да, сигналы термопар (милливольты) смотрят потенциометрами КСП-2. А мосты КСМ-2 работают с термометрами сопротивления (медными, платиновыми).
Skype: a_schabanow  
RU GOGI #21.01.2013 15:12  @Non-conformist#21.01.2013 14:51
+
-
edit
 

GOGI

координатор
★★★★
И какой диапазон работы? И какие термометры? А то есть куча аналоговых мультиплексоров, но ЕМНИП там минимум доли ома сопротивление.
1  24.0.1312.5224.0.1312.52
UA Non-conformist #21.01.2013 15:58  @GOGI#21.01.2013 15:12
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

GOGI> И какой диапазон работы?
Сейчас изучаю этот вопрос. Дело в том, что измерениями температуры у нас занимается отдельная группа, а я-то - физхим (вибрация, газоанализаторы, рН-метры, мехвеличины). Но сейчас пошла тенденция к "оптимизации", то бишь к сокращению штатов, и всё больше приходится осваивать смежную специфику.

А пока, чисто формально-логически - измерительная схема автоматического уравновешенного моста практически повторяет собой измерительную схему автоматического уравновешенного потенциометра. Разница - в нескольких нюансах, которые меняют сам принцип компенсационного измерения. ))

Т.е. я хочу сказать, что в электрическом смысле параметры контактов должны бы быть точно такие же, что и для потенциометров (термопар). Переключатели точек, во всяком случае, что в мостах, что в потенциометрах - одни и те же.


GOGI> И какие термометры?
В смысле градуировки? "50 М", "50 П". Медь и платина.


GOGI> А то есть куча аналоговых мультиплексоров, но ЕМНИП там минимум доли ома сопротивление.
Да, есть. Один раз, года три назад, я уже было занялся этим вопросом, да руководство не дало добро на изменение схемы регистраторов, руководствуясь принципом "как бы чего не вышло". А сейчас уже типа как "жареный петух" в самый анус клюнул: ночами вызывают регулярно, грозятся оргмеры принять. Капец подкрался незаметно, короче. Ну, всё как обычно. ))

Да, есть аналоговые мультиплексоры. Но сопротивление скоммутированного канала самых лучших образцов имхо совсем не в дугу, как для моста. Там очень важно низкое переходное сопротивление контакта. Потенциометр не требователен к этому параметру, а вот мост - исключительно чувствителен.
Skype: a_schabanow  
UA Non-conformist #21.01.2013 16:03  @Non-conformist#21.01.2013 15:58
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

А как вообще этот вопрос решается в современных многоточечных приборах на основе МК, которые работают с термометрами сопротивления? Что там за мультиплексоры стоят? У нас таких приборов пока нет - только одноточечные.

Хотя в цифровых приборах, наверное, принцип измерения другой - с измерительного моста на мультиплексор могут приходить милливольты сигнала, которые нечувствительны к сопротивлению замкнутого канала мультиплексора. Т.е. измерительных мостов может быть по числу точек измерения - в таком случае получается, что сам мультиплексор не является частью измерительной мостовой схемы, как палладиевый переключатель... Не знаю. Вопросов пока больше, чем ответов. ))
Skype: a_schabanow  
Это сообщение редактировалось 21.01.2013 в 16:14
RU GOGI #21.01.2013 16:20  @Non-conformist#21.01.2013 16:03
+
-
edit
 

GOGI

координатор
★★★★
Non-conformist> Хотя в цифровых приборах, наверное, принцип измерения другой - с измерительного моста на мультиплексор могут приходить милливольты сигнала
А может и не мостовая схема даже.
1  24.0.1312.5224.0.1312.52
UA Non-conformist #21.01.2013 22:36  @GOGI#21.01.2013 16:20
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Вот что нашёл у аудиофилов:

Покупайте реле, не портящие звук! - Страница 2 - Форум А. Лихницкого

Покупайте реле, не портящие звук! Винтажные радиодетали // shabad.ru
 

В даташите на RY5W-K пишут, что контакты изготовлены из золота, покрытого палладиево-серебряным сплавом. Есть на Имраде, 22 грн/шт. Поскольку воно двухканальное, то 12 точек = 12 шт. Итого - вполне приемлемый вариант как для попробовать...
Skype: a_schabanow  
RU Клапауций #01.02.2013 13:23  @Non-conformist#21.01.2013 22:36
+
-
edit
 

Клапауций

координатор
★★☆
Non-conformist> В даташите на RY5W-K пишут, что контакты изготовлены из золота, покрытого палладиево-серебряным сплавом.

Ээээ... а не наборот ли, золото ПОВЕРХ палладиевого подслоя? обычно так делают.

Поглядел по отечественным реле, варианты с серебром-палладием (СрПдМг20-0,3) есть у РЭС9.
В тот день, когда ты решишь, что ты лишен недостатков , попробуй прогуляться по воде  
+
+2
-
edit
 

GrayCat

координатор

У нас, в сельском хозяйстве, золота-палладия днём с огнём не сыщешь. Приходится выкручиваться.

Модуль на 33 термопарных входа строится на базе АЦП AD7795 с внутренними мультиплексорами, усилителями, опорниками. Готовые смонтированные платы обходятся нам около 800 грн, это примерно $100. Обслуживает всё это ATmega32, выдаёт результаты по RS-485.

Задача стояла: 144 термоподвески на объекте, в каждой по 10,11,12 термопар с общим проводом, нужно всё это вводить в базу данных. Вариант с кучей релюшек на один АЦП отпал сразу :D . Твердотельные коммутаторы - а насколько они испортят наши микровольты? Да и управлять ими надо, куча разводки...

Фирменные модули типа ADAM-4018 - замечательно, но у них по 8 входов (вообще, практически у всех производителей модули с АЦП имеют не более 8 входов) - плохо вписывается в нашу архитектуру. Понадобилось бы несколько сотен модулей, а это, во-первых, недёшево, во-вторых - просто не оказалось столько модулей ни на Украине, ни даже на Тайване у производителя! А сроки поджимали, к уборочной кампании должно было всё быть готово. Плюс, потенциальные головняки с подключением всего этого хозяйства на RS-485 с небесконечной нагрузочной способностью, плюс написание новой программы для базы данных...

Решили рискнуть и сделать свои модули в точности под наши требования, и под нашу уже имеющуюся программу термометрии. Микросхемы AD7795 позволяют без заморочек тупо подать все термопары им на входы (через фильтры, разумеется), и собирать готовые данные по SPI. По 3 подвески на модуль, 48 модулей на объект.

Уже 2.5 года всё это хозяйство работает и не жужжит, проблем никаких не доставляет.







Gray ©at [Семейство кошачих]  16.016.0
03.02.2013 12:21, varban: +1: Почаще бывай :)

GOGI

координатор
★★★★
GrayCat> Модуль на 33 термопарных входа
Так вот с термопарными таких проблем нет как с термометрами сопротивления.
1  18.018.0
BG varban #03.02.2013 11:33  @Non-conformist#21.01.2013 16:03
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★★
Non-conformist> Т.е. измерительных мостов может быть по числу точек измерения - в таком случае получается, что сам мультиплексор не является частью измерительной мостовой схемы, как палладиевый переключатель...

Именно так. А разница аналоговый/цифровой здесь не принципиальна. Налаживал 12 канальный аналоговый Хартман и Браун с 12 же мостами и усилителями. Переключалка - после усилителей.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★★
Привет! Рад видеть :)
 
UA Non-conformist #04.02.2013 12:56  @Клапауций#01.02.2013 13:23
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Ого, скока тут понаписали... А я уж было подумал, что тема тихо скончалась. о_0

***
Насчёт очерёдности слоёв - спорить не могу, потому что, честно говоря, совершенно не в теме по данному конкретному вопросу. В ДШ на ипонское реле очерёдность не указывается, просто перечислены слои. Но переключатели точек у нас в приборах изготовлены из монолитного палладиевого сплава (не знаю с чем). И не знаю почему именно из палладиевого. Но формально-логически рискну предположить, что по причине стабильности электромеханического контакта. Т.е. имеется в виду вкупе электрические и механические свойства (прежде всего, наверное, сопротивляемость истиранию).
Skype: a_schabanow  
UA Non-conformist #04.02.2013 13:19  @varban#03.02.2013 11:33
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

varban> Именно так. А разница аналоговый/цифровой здесь не принципиальна. Налаживал 12 канальный аналоговый Хартман и Браун с 12 же мостами и усилителями. Переключалка - после усилителей.
Ага, вон оно как. Ну, делать такую реконструкцию в тридцати мостах никто не будет - проще приборы нормальные закупить.

А вот в качестве средства "подпирания заборов" у ипонских релюшек, управляемых современным "консервнобаночным" переключателем точек, имхо есть ещё шанс потрудиться. Переделки получаются минимальные - блочок из двенадцати релюшек, питание на которые берётся с усилителя прибора (там есть 6,3 В). Релюшки переключаются по кругу дешёвым переключателем точек (их много в закромах).

Для этого, проводА со входных сигнальных клеммников прибора, идущие на переключатель точек, нужно перепаять с переключателя точек на сигнальные входы релейного блока, а выходы переключателя точек соединить с обмотками управления релейного блока... И тогда получится типа новый палладиевый переключатель точек.

Короче, реле нормальные в продаже есть - я свой вариант предложил, а там хай решают. Пока вроде тихо; вот и ладно.
Skype: a_schabanow  
UA Non-conformist #04.02.2013 13:24  @GrayCat#03.02.2013 03:15
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

GrayCat, большое спасибо за комментарий. Очень интересно было почитать, потому что милливольтметров (т.е. самописцев, работающих с термопарами) у нас в три раза больше, чем мостов (т.е. самописцев, работающих с термометрами сопротивления).

С милливольтметрами ПОКА вроде проблем нет. А там кто знает - может тоже придётся что-то самим ваять, чтобы денешков руководству сэкономить. С них станется... Так что ещё раз спасибо за информацию и фото!
Skype: a_schabanow  
UA Victor Orlov #13.02.2013 12:25  @Non-conformist#04.02.2013 13:19
+
-
edit
 

Victor Orlov

втянувшийся
★★
Non-conformist> Короче, реле нормальные в продаже есть - я свой вариант предложил, а там хай решают. Пока вроде тихо; вот и ладно.

Не будет ли лучше первым делом подать сигнал на подходящую микросхему усилителя (подпаяв провода к микросхеме), а уже затем коммутировать усиленный сигнал? Дюжина микросхем - это же мелочь, а погрешности для усиленного сигнала станут малыми.
 5.05.0
UA Non-conformist #18.02.2013 11:18  @Victor Orlov#13.02.2013 12:25
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Non-conformist>> Короче, реле нормальные в продаже есть - я свой вариант предложил, а там хай решают. Пока вроде тихо; вот и ладно.
V.O.> Не будет ли лучше первым делом подать сигнал на подходящую микросхему усилителя ...
Сигнал чего? Сопротивления? о_0

Чуть выше уже изложили принцип построения современных многоканальных приборов, работающих с термометрами сопротивления: последние включены во входные мостовые схемы, сигналы (милливольты) с выходов которых и подаются "на подходящую микросхему". Т.е. количество термометров = количеству мостов.

А в старых приборах принцип иной: много термометров сопротивления, и один мост (измерительная схема) с палладиевым переключателем, который последовательно, один за другим, раз в пятнадцать секунд, подключает (опрашивает) термометры сопротивления к одной и той же - общей для всех датчиков - измерительной схеме (мосту), откуда уже милливольтовый сигнал поступает на усилитель, и далее - на электродвигатель, управляющий стрелкой прибора.

Нельзя "подать" то, чего нет. Изменение сопротивления нужно сперва преобразовать в электрический сигнал, и только потом его куда-то подавать. В этом как раз и состоит один из недостатков термометра сопротивления как датчика.
Skype: a_schabanow  
RU ED #18.02.2013 14:31  @Non-conformist#18.02.2013 11:18
+
-
edit
 

ED

аксакал
★★★☆
☠☠
Non-conformist>Изменение сопротивления нужно сперва преобразовать в электрический сигнал, и только потом его куда-то подавать.

Ну почему же. Бывает нужно само сопротивление (сопротивления) коммутировать.
Но это так, к слову. У меня сейчас похожая задача есть. Нужно "переключать" сигнал с датчика. Напряжение небольшое - милливольты, но с большой постоянной составляющей - десятки вольт, причём разной полярности. Сейчас механическая приблуда стоит и есть задача заменить её электронной. Смотрю в сторону мультиплексоров. Пока нашёл только с допустимым напряжением 40 вольт одной полярности или плюс/минус 30 разной. А больше бывают?
 24.0.1312.5224.0.1312.52

GOGI

координатор
★★★★
ED>Напряжение небольшое - милливольты, но с большой постоянной составляющей - десятки вольт, причём разной полярности.
1  18.018.0
18.02.2013 15:15, ED: +1: Спасибо.

ED

аксакал
★★★☆
☠☠
GOGI>

Спасибо! Правда пришлось "на спутник" бежать чтобы скачать.
Ну и так - до кучи и чтобы мне не рыться - эти тоже допускают двухполярное питание, как и обычные?
 24.0.1312.5724.0.1312.57

GOGI

координатор
★★★★
ED> Ну и так - до кучи и чтобы мне не рыться - эти тоже допускают двухполярное питание, как и обычные?
Какое питание? Логике им надо 5 вольт, а в аналоговой части да, питание может быть двухполярным.
Только не надо забывать, что к ним еще какую-никакую логику надо для управления. Там вроде везде последовательные интерфейсы.
1  18.018.0

ED

аксакал
★★★☆
☠☠
GOGI> Какое питание? Логике им надо 5 вольт, а в аналоговой части да, питание может быть двухполярным.

Питание аналоговой части, естественно. У мультиплексоров напряжение коммутируемого сигнала не должно выходить за пределы питающих напряжений. Ну и соответственно если на входах "переменка", то и питать приходится плюсом и минусом.

GOGI>к ним еще какую-никакую логику надо для управления.

Ну это разберёмся. :)
 24.0.1312.5224.0.1312.52
UA Victor Orlov #21.02.2013 13:19  @Non-conformist#18.02.2013 11:18
+
-
edit
 

Victor Orlov

втянувшийся
★★
V.O.>> Не будет ли лучше первым делом подать сигнал на подходящую микросхему усилителя ...

Non-conformist> А в старых приборах принцип иной: много термометров сопротивления, и один мост (измерительная схема) с палладиевым переключателем, который последовательно, один за другим, раз в пятнадцать секунд, подключает (опрашивает) термометры сопротивления к одной и той же - общей для всех датчиков - измерительной схеме (мосту), откуда уже милливольтовый сигнал поступает на усилитель, и далее - на электродвигатель, управляющий стрелкой прибора.

Грубо говоря, нужно из микросхемы слепить омметр. Соответствующего диапазона. Что, как мне кажется, возможно. Проблемой, как мне кажется, может быть достижение высокой точности.
Но, возможно, очень высокая точность не нужна?

..................................................................................................................................................................................................
 5.05.0

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru