Tengo un proyecto paralelo para leer las temperaturas de 4 termopares (tipo K, alrededor de 500F para el registrador de datos del tostador de café) y no tengo experiencia analógica previa en estos niveles.
He identificado dos posibles soluciones, pero me gustaría escuchar comentarios, sugerencias o alternativas.
El primer método sería alimentar los cuatro termopares a través de un mux analógico (por ejemplo , HEF4052 , aunque no he investigado tanto sobre esto, está encontrando un mux para señales uV de baja frecuencia), y luego a un IC de termopar típico ( MAX6675 ).
El segundo método sería alimentar los termopares en un ADC diferencial de 4 canales, probablemente con un PGA integrado ( AD7708 ). Luego, tenga un sensor de temperatura en la PCB para manejar la compensación de unión fría. Otra opción sería mux analógico a un ADC de un solo canal, etc.
¿Hay ventajas de un enfoque sobre el otro? Parece que la primera sería con menos componentes y un poco más confiable, aunque un poco más costosa que la segunda opción.
También he visto circuitos que usan un filtro RC en ambas líneas de termopar, ¿vale la pena? ¿Qué tipo de TC valdría la pena en este tipo de señales? ¿Algo para bloquear 50/60Hz? ¿Solo instalación específica?
Mi principal preocupación es que esta es la primera vez que trabajo con señales medidas en uV, por lo que no estoy seguro de qué es y qué no es importante (más allá de lo básico, como mantener separados lo digital y lo analógico).
EDITAR : una pregunta más para el enfoque ADC: ¿es importante medir las señales de manera diferencial, o podría el extremo inferior de los 4 termopares estar conectado a tierra y luego medirse de una manera única? ADS1118 parece tener mucho de lo que se busca, pero solo tiene dos canales diferenciales (y la hoja de datos muestra medidas diferenciales). Más claramente: ¿cuál es la ventaja de hacer una medición diferencial frente a un solo extremo con un extremo conectado a tierra? ¿Solo aislamiento del resto del sistema?
Si fuera mi diseño, usaría AD7708 y un sensor de temperatura separado en la PCB para compensar el punto de hielo.
Dado que 50/60 Hz es una señal de modo común en ambas líneas TC, se cancela mediante un amplificador diferencial (en la parte delantera o en el A/D integrado). Los filtros RC reducen el ruido de frecuencia más alta, que puede ser rectificado por el amplificador, lo que provocaría una compensación en la lectura de TC. Dependiendo de la cantidad de ruido en su entorno, esto puede o no ser un problema.
El enfoque con un mux externo es viable. Verifique que el mux no inyecte demasiado ruido. Un relé mecánico sería un mux de muy bajo ruido.
editar: en termopares flotantes frente a cables comunes.
La topología con un conductor TC común podría funcionar. Pero hay advertencias. Diferentes TC pueden tener un potencial ligeramente diferente (modo común). Si hay un cable compartido, es posible que fluya una corriente a través de él, lo que puede sesgar la lectura. Si los termopares se distribuyen espacialmente, es posible que vean un ruido diferente. Los ruidos se agregarán en el cable común, pero aparecerán por separado en los cables separados. La cancelación de ruido de 50/60 Hz no sería tan buena.
actualización: Publicación relacionada sobre termopares flotantes vs. conectados a tierra.
Si se trata de un sistema único, podría ser peor que usar un MAX6675 por termopar. Si bien esto sería demasiado costoso para una producción, para un sistema y el precio de un par más de estos, ahorrará una gran cantidad de ingeniería. La amplificación, compensación y A/D ya se habrán realizado por usted. Un comentario en esta página sugiere que puede utilizar el reloj y las líneas de datos y solo necesita una selección de chip por dispositivo. No puede ser mucho más simple que eso.
adam lorenzo