Medición de corriente de modo común alto y alto voltaje. ¿Alguna sugerencia?
BASnappl
Hice esta pregunta hace unos días, pero creo que no fui lo suficientemente claro, así que voy a intentarlo de nuevo.
Aquí hay un diagrama aproximado de mi sistema de pulverización catódica:
Básicamente, un suministro de voltaje de CC mantiene el sustrato a un voltaje negativo grande (~-1000 V) en relación con el chasis de la cámara (Vs) y un suministro de corriente de CC empuja una corriente grande (~120 A) a través de un plasma hacia el chasis y el sustrato (se ). Solo una pequeña fracción de la corriente de plasma total pasa realmente por el sustrato (~2A del total de 120A). La mayor parte de la corriente pasa directamente al chasis. Entonces, para aclarar, hay dos fuentes de alimentación. El suministro de voltaje proporciona -1000 V al sustrato a través del cual pasan ~ 2 A. El suministro actual proporciona 120 A a través del objetivo/plasma (a aproximadamente 20 V).
La resistencia entre el chasis y tierra indica que el chasis está mal conectado a tierra. Además, la resistencia debe considerarse variable a medida que fluctúa el flujo de corriente a través del chasis de acero inoxidable, lo que significa que el voltaje del chasis en relación con la conexión a tierra fluctúa significativamente con el tiempo.
Aquí está el problema: quiero medir el voltaje entre el sustrato y un punto particular en el chasis sin medir nada del voltaje debido a la gran corriente que fluye a través del chasis. La medición no tiene que ser muy precisa, solo se usa como verificación (es decir, +/- 5V está bien).
En este momento, esto se logra con un DMM alimentado por batería de Fluke. Dado que funciona con batería, realiza una medición diferencial flotante real. Lo que me gustaría hacer es reemplazar este medidor portátil con una solución que no funcione con batería y que también pueda conectarse a una computadora para fines de registro de datos. Pensé que tal vez usar un adaptador de pared de 110 V CA a 9 V CC que podría engancharse en los terminales de la batería de Fluke podría ser una idea, pero supongo que no hay aislamiento eléctrico y toda la corriente en el chasis se descargaría a través de Fluke a la red eléctrica. .
¿Alguien puede sugerir un enfoque? Soy bastante ignorante en estas cosas. He intentado leer sobre él, pero no puedo encontrar nada que pueda funcionar. Si puedo aclarar algo, con gusto lo haré. ¡Cualquier sugerencia (incluyendo "eres estúpido. Esto nunca puede funcionar") sería apreciada!
Muchas gracias de antemano Brian
Respuestas (2)
tiblu
Si bien un adaptador de pared generalmente está aislado, es probable que no tenga una clasificación de 1 kV. Una solución simple sería encontrar un multímetro digital con capacidad de registro y una fuente de alimentación externa aislada CAT III/IV de 1 kV o una batería de larga duración. Aquí hay algunos candidatos:
- Agilent U1271A : conectividad USB IR; 300 horas de duración de la batería
- Gossen Metrawatt Metrahit X-Tra : "interfaz IR bidireccional" ; 200 horas de duración de la batería
- Fluke 289/287 : " Interfaz óptica aislada" ; 200 horas de duración de la batería
Otra opción es usar un micro simple con un ADC, hacer flotar todo el circuito al voltaje del chasis, luego usar técnicas de aislamiento adecuadas (más que solo optoaislamiento; si no está seguro, le sugiero otra pregunta) para comunicarse con una PC a través de su conexión en serie preferida ( UART -> opto -> RS232 -> USB -> opto -> PC, con medición y advertencia de voltaje de blindaje de cable, sería mi elección). Tenga en cuenta que esto significa que no puede tocar nada en el lado flotante (chasis caliente) del widget. De esta forma, puede eliminar las preocupaciones sobre el aislamiento de la fuente de alimentación con solo usar una batería y aún así ejecutarla fácilmente durante 6 meses a un año sin reemplazarla, teniendo en cuenta el consumo de energía y los modos de suspensión (es decir, MSP430). También tenga en cuenta que una máquina de pulverización genera ruido eléctrico, por lo que es posible que deba usar RS485 con algoritmos de detección/corrección de errores.
BASnappl
W5VO
tiblu
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La corriente que fluye a través de las señales que intenta medir no importa en absoluto en este caso, todo lo que importa es el voltaje que intenta medir.
Cualquier dispositivo de medición de voltaje decente tendrá una impedancia relativamente alta (como 10M ohm), la única corriente que fluirá a través del medidor es una función del diferencial de voltaje que se mide entre las señales y esa resistencia interna. La corriente que fluye en las señales que se miden no importa en absoluto (aparte de cómo influye en el voltaje de las señales).
Tiene razón en que desea medir diferencialmente, si su medidor está conectado a tierra, lo más probable es que necesite soportar el voltaje de modo común de las señales. Sin embargo, probablemente sea más fácil usar una red de resistencias para dividir el voltaje en algo más seguro para enchufar en su medidor. Nuevamente, el diseño de esta red de resistencias no depende de las corrientes en las señales, solo de sus voltajes. Obviamente, como este alto voltaje, desea usar resistencias de valor bastante alto.
BASnappl
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Tomas O.
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