DIY Electronic projects

Kako moze da se unapredi ovaj sklop da se dobije što bolja temperaturna stabilizacija?
Ja sam uspeo nekako da uteram +/-20mK, da li može bolje od toga?

Stvar je probati ovako sa integrisanom diodom šta može da se najbolje izvuče.

Da li može sa drugim senzorima bolje?

Pratim napon na diodi sa HP3456A ...



Probna verzija sklopa sa par prekidača za R6 10k/100k i C1 150uF/10uF ... : )

Ideja je da se na ovaj tranzistor može namontira mašinski obradjena bakarna "kockica", stegnuta preko šrafa, na kockici se zabuši nekoliko kanala raznih prečnika 2, 3, 5, 7mm i to može da posluži za kalibraciju ili karakterizaciju nekih drugih komponenti ili senzora zavisno od temperature, može da se uradi "linearni temperaturni sweep" u nekom malo užem opsegu na primer 40*C do 70*C ...

Videh Voltcraft TC150, simpatična sprava, samo košta 1kEur+ .. zašta, za tranzistor i diodu?




Čika Fluke je oko 3000 Euro ...

Početi sa stabilnijom referencom, max nekoliko ppm/°K
REF70, REF102, REF6225...
U2 držati izlaz malo podalje od RAILa, kao što je sada, da se ima više Headrooma regulacije.
R7C1, u koliko vremena se ti setuje StartUP?

Ok potražiću neke bolje reference.

U2 je u shemi "zakucao" jer je mnogo velika razlika setovanog napona i napona na diodi pri toj nekoj teperaturi u simulaciji, tehnički ne smeta jer sam limitirao struju kroz tranzistor da "lagano" podiže temperaturu i onda kada dodje po temperaturi blisko setovanoj vrednosti onda počene i da radi regulacija ali sa malim-finim porcijama promene struje ka tranzistoru pa posledično i temperature, kada dodje u opseg regulacije promena struje kroz tranzistor je oko +/-1mA pri 12V pri 100mA neke prosecne struje, kada je hladno vuče ok 300mA

R7-C1 sam experimentalno našao da je dobra početna vrednost, treba to optimizovati još kada se priključi na logere i vide krivuljive u vremenu ...

@Dragan100
Nadjoh AD780 (2.5V) 3ppm/°C, to je najbolje što imam trenutno ...
Imam i LM4030 on je lošija sa 10ppm/°C.

LM399 imadoh ali završio u nekoj drugoj "mnogo ozbiljnoj" spravi : )
Inače drugu imam u HP3456A, neka je tamo

LTZ1000 sam video samo na slici ...

Hmmm, ovaj AD780 je vrlo zanimljiv, osim što je referenca on ima diodni temperaturni senzor u sebi, isto 2mV/°C pozitivnih, ima i trim ulaz ...

Samo mi nije jasno što nisu dali onda i u aplikacionim notama šemu za temperataturno kompenzovanu varijantu reference ?
Opet da dodam OPA189 da kompenzuje/trimuje referencu?

---

Ustvari, ovaj moj tranzistor (tehnički bilo koji BJT) i dioda i AD780 treba da se spoje u "frankeštajna FKŠ1000", da tranzistor greje referencu na fiksnoj temperaturi da bi bila stabilna ali po pravilima tj feadb-back ne sa grejača (interne TT diode) nego sa raference i te njegove interne diode
Tako se samo-greje referenca na fiksnoj temperaturi i napon je onda stabilan u odnosu na promenu spoljne temperature ...

Zatim se taj stabilan napon prosledjuje ka regulatoru za temperaturu koji sad radi svoju regulaciju temperature na površini Thermal-Track tranzistora.

Sklopio sam AD780 sa "grejačem" BD139 koji je podmetnut tačno ispod DIP-8 kućišta.
Za sad sam dodao dupli buffer sa OPA2189 koji guraju Vout od 2.500000V izlaz sa reference i drugi buffer je za TEMP out koji treba da se prosledi dodatnom OP-u (nisam zavrsio) OPA192 koji radi PID kontrolu grejanja na osnovu temperature koju dobije sa TEMP izlaza.

Sama referenca radi fenomenalno dobro i 2.5V je stabilno na zadnju šestu decimalu.

TEMP izlaz je NESTABILAN tj preslikava temperaturu koju je na površini IC-a, ima tačnu linearnu zavistnost sa 560mV@25°C sa 2 mV/°C
0.555744V koji su u tom trenutku pokazao voltmetar varira dosta, na primer za jedan step promene timperature samo da se pipne IC prstom to prouzrokuje vrlo brzu promenu od 2000uV (2mV) gde 2uV predstavlja 1m*K.

Dodao i malo TVS dioda koje sam imao na lageru + 250mA poly-fuse ipak da to malo zaštitim jer druge reference nemam : )

Kada mi proradi temperaturna stabilazacija, ta cela pločica treba da ide u kuticu sa termo izolacijom ...

Miki, ...nestignem, a ti si brz da brzi nemožeš! Super! :-)

AD780 ima dva interna BJTja u mostu i od tu se onda čekira REF u zavisnosti od TEMP.
Pin TEMP je samo izlaz iz jedne strane mosta.
Kako biva temp zavisan cijeli IC (+ boranija okolo),
tek na "pravom" izlazu iz opampa dobivaš rezultantu koja je po DS u granicama 3ppm/°K.

Ja bi odradio tako:

AD780 po shemi iz DS figure5, dodao bi 10nF na pin TRIM do GND i decoupling napajanja ICja sa cca 10uF+
Ako pogledaš internu simplificiranu shemu, onda Vbe radi u donjoj polovini mosta,
zato bi dodao {diodu+Rvcc} i u "gornju granu", to jest iz TRIM prema VCC, a diodu biasirao jednim tihim CCSom 1mA...2mA

Sve skupa bi onda stavio na Al profilič, ispod grijač BJT+Dioda , BJT regulisan u PIDu (pisao si da se razvija) i zavisan od REF/TEMP
BJT interna Dioda (ThermalTRAK grijač) biasirana CCSom, i u termički sprezi i sam AD780 sa svom okolnom buranijom.

E tada bi spustili drift za barem decimalu i više!

Nisam sad u mogučnosti da ti nacrtam, kad sednem odradim, pa postujem!

Voltmetar me je oduševio, ima matematiku za skaliranje i offset, unesu se dve vrednosti u registre za matematiku i dobijem direktno očitavanje temperatue preko TEMP napona sa AD780 
Videh da ima i podršku za termistore, a probacu i direktno diode ...

Nije loše ispao PID za grejanje reference, drži na probnoj temperaturi 47.91*C sa +/-5m*C

Pošto je takva situacija, vidim da je prvo sledeće na spisku za napraviti HP/GPIB interface na USB ...

PS: U šemi PID-a za referencu R16 sam zaboravio da korigujem sada na 1k (P član) jer sam povećao otpor ka bazi na 33k (da limitiram konačnu discipaciju za BD139).

Miki, da ti dam nekoliko prakticnih saveta. Blok koji grejes bi bilo dobro da je od bakra.
ili malo losije od aluminijuma. Nemoj da predvidjas samo grejanje, vec ti je potrebno i
hladjenje i to dvojako, ventilatorom i Peltier elementom. Jer kada se popnes na 100C,
kako ces da se brzo spustis na novu temperaturu. Ventilatorom ili cak mikro vodenim
hladjenjem bi to odradio lako, a Peltier ti treba da postignes 0C. Merenje bloka treba
odraditi sa 3-5 PT100 (PT1000) u nekoliko tacaka ubusenih u blok sa donje strane da
bi bile na istoj koti sa dnom rupa za referentnu temperaturu. Normalno, ti bi bez frke
odradio poredjenje i sabiranje svih sondi nekim procesorom cime bi dobio vrlo tacnu
srednju temperaturu bloka. Grejanje nemoj da radis sa tranzistorom vec nekim grejnim
elementom obmotanim oko bloka. Ako ti se dopada koncept reci pa dopisem jos nesto.

Sa ovim ti uredjaj postaje ozbiljna referenca za zadavanje temerature. U spravu mozes
da pridruzis i naponski simulator za razne termo spojeve i da imas ozbiljan uredjaj.

Hvala Branko na savetima.

PT100 ni PT1000 trenutno nemam, zato sam se fokusirao na diode/bjt kao senzore.
Braca i Macola su mi rekli da didoe mogu da budu odlični precizni i ponovljivi senzori temperature.

Ovo do sad sam sklopio samo grejanje reference, sad ide deo za grejanje većeg termo bloka.
Tranzistori kao grejači mi nekako odgovaraju jer radim u linearnom režimu grejanje.
Da imam žičani grejač onda bi mi se deo snage morao discipira na tranzistoru i na grejaču, jedino oba da stavim na termo-blok, na kraju dodje na isto a imam dve komponente.

BTW: Ovaj TEMP izlaz sa AD780 je super-koristan, tu je sve već Bias-ovano "stuper-stabilnom" konstatnom strujom kroz senzor diodu/bjt. To mi je OK i završava posao za grejanje reference.
Napraviti precizan temperaturno nezavistan strujni izvor (1mA) za potrebe ovog većeg termo bloka je umetnost, ne znam kako ću to izvesti ... LM334Z sa temp-kompenzovanom didodom (Zero TC aplikaciona nota) je na papiru samo, u praksi nije Zero nego treće nešto ... kako sad samo taj strujni izvod da kompenzujem ...

Hehe, vidim ja da ću na kraju da napravim univerzalni etalonski blok koji se greje na fiksnoj temperaturi, na taj blok (bakarni) pozakačinjem sve senzore i diode i kristale i reference koje ima a i koje nemam trenutno, na primer lakše mi je da na taj blok namontiram 5 komada na primer LM334Z strujnih izvora svaka sa trimerom, čak ne mora ni da budu medjusobno električno povezane (galvanski razdovjene) i da imam posebne stabilne strujne izvore, isto i sa naponima, isto i sa kristalima ...

(04-30-2022, 11:30 AM)mikikg Wrote: [ -> ]Kako moze da se unapredi ovaj sklop da se dobije što bolja temperaturna stabilizacija?

Ja sam razumeo da tražiš REF napon, koji je temp stabilan.

Šta ti zapravo tražiš i šta trebaš?
:-)

Dragane, Miki je krenuo nesto da pravi, a sta ce to
biti na kraju izgleda da ni on nije bas siguran.

Problem je sto mi treba na više mesta temperaturna kompenzacija a imam samo jednu dobru referencu
Sve ostalo što imam nije temperaturno stabilno, stvar je za početak napraviti jedno mesto gde je stabilna temperatura i stabilna napon, od toga posle mogu da izvedem više stabilnih veličina tako što posebne dodatne komponente termalno spregnem sa tom masom (bakarna kockica) koja se temperaturno štabiliše u +/-10m*C

PS: garantujem vam da obični TL431 sa svojih 100ppm (i ostale slične komponente) ako im se 100 puta suzi temperaturni opseg gde rade tj zakače se na termo stabilisanu masu da će preći makar u 10ppm klasu a nije isključeno da predju i u 1ppm klasu samo zato što rade na vrlo fiksnoj temperaturi! To će vrlo brzo i da probamo ...

(05-03-2022, 04:41 PM)mikikg Wrote: [ -> ]Problem je sto mi treba na više mesta temperaturna kompenzacija a imam samo jednu dobru referencu
Sve ostalo što imam nije temperaturno stabilno, stvar je za početak napraviti jedno mesto gde je stabilna temperatura i stabilna napon, od toga posle mogu da izvedem više stabilnih veličina tako što posebne dodatne komponente termalno spregnem sa tom masom (bakarna kockica) koja se temperaturno štabiliše u +/-10m*C

AD780 j več po sebi odlična naponska referenca 2,500V ili 3,000V, koju možeš TRIMovati na tu tačnu vrednost
i u svom TEMP rasponu (uzmemo od -50...100°C) ima manja odstupanja od tih max deklarisanih 3ppM/°C.
Istodobno ima se TEMP pin, gdje linearna kriva nekih +1,8...2mV/°C, sa DS referencom 560mV@25°C.

Odradi se jedan primerak AD780, spakovan u bakarni lončič sa dve polutke, 
unutar je PCB sa ICjem i buranijom uglavljen u termo gelu,
priključen na napon napajanja i odčitke odradiš sa MCUjem.
Gledaš 
Uout i TEMP pinove, istodobno čekiraš i napon napajanja.
Odradiš tim primerkom markantna odčitavanja, (0,0°C, pa 100°C, izmedju takodjer barem po 10°C razmacima odčitavanja)
Odradiš tabelu Uout/TEMP/Upsu i MCUjem izpišeš TEMPERATURU 
i na bazi tabele MCU odradi i popravak Uout_mcu_ref, 
koji bi trebao biti uvijek 2,5000V jer prati u loopu : 
TEMP pin (temp promene ICja) i 
Uout_AD780 i 
napon napajnja ICja (ako i usled promene napona napajanja ICja imamo viši ppm/°C/Upsu)

Jel si tako mislio?

Ili si mislio držati na nekoj TEMP (recimo 50°C) tu kockicu bakra sa ICjem (gore opisanu) sa grijačem u PIDu sa ultra malim promenama temp kockice,
kako bi imao dugotrajnu stabilnu naponsku referencu, sada na zadatoj temp utrimovanu 2,5000V
Ovako odradi PID regulaciju temp kockice, drži je na zadatoj temperaturi u vrlo malim odstupanjima (pišeš o max +/-10m°K),
na toj temperaturi (50°C) odradimo fino utrimovanje Uout_ref na 2,5000V
i tih 3ppm°K nam sada ispadne na samih 0,06ppm/°K u tim granicama +/-10m°K = delta20m°K

Mala šala ali ovo mi se svidja "odčitke odradiš sa MCUjem" ...
Sa kojim crnim MCU-em? : )
Može sa MCU ali da ide na HP/GPIB preko USB, da HP bude procesni voltmetar/ohmetar jer jedino on to može da usempluje u "zdravih 20bit rezolucije" koje je na jedvite jade izvukao to tačno, ja da ga semplujem sa nekim integrisanim A/D te rezolucije nema šanse, može samo sa custom A/D konverterima i opet neke reference ...

Ja sam odradio referencu od 10V sa AD588 koji je pre dvadesetak godina bio in.
Ima u sebi izvor napona, svoj omski razdelnik i tri op, od toga dva slobodna tako
da uz dva spoljna tranzistora gura do 120 mA pri 10V. Drif mu je 1.5 ppm/°C, dok
je initial error 1 mV. Uradio sam neki mali ragulator temperature u okviru 2°C tako
da to radi bas dobro. Napravio sam i Kelvin povratnu spregu koju sam trazi preko
nekoliko miliampera.

https://www.analog.com/media/en/technica.../ad588.pdf

Otpore treba koristiti samo one od 0.1% i 5ppm, a trimere skoro zaboraviti. Treba
za podesavanje koristiti DIP prekidace sa 4-5 mesta i paralelnom vezom otpora
doci skoro do potrebne vrednosi, a trimer odabrati tako da samo mrvicu utice na
trimovanje, recimo samo neki mV.

(05-03-2022, 09:02 PM)mikikg Wrote: [ -> ]Mala šala ali ovo mi se svidja "odčitke odradiš sa MCUjem" ...
Sa kojim crnim MCU-em? : )
Može sa MCU ali da ide na HP/GPIB preko USB, da HP bude procesni voltmetar/ohmetar jer jedino on to može da usempluje u "zdravih 20bit rezolucije" koje je na jedvite jade izvukao to tačno, ja da ga semplujem sa nekim integrisanim A/D te rezolucije nema šanse, može samo sa custom A/D konverterima i opet neke reference ...

Da, mala šala....
Kojom resolucijom, to biraš po svojoj potrebi, daljne protokole šta trebaš.

Ali opet se nisi izjasnio šta uopšte trebaš!