Аналоговый контроллер для автоматизации работы колонны

Поигрался с регулятором давления, и поставил на колонну, сейчас работает на себя.
После консультаций с V_B, уменьшил R9 до первоначальных 100 килоом, пропал звон.
Дальше. Пришлось выкинуть С2, с ним, максимальное напряжение на нагрузке было на 15 вольт
меньше сетевого, минимальное было в районе 30 вольт.
Визуально ничего не изменилось. Подобрал резистор R6, в моем случае получилось 1.2 килоома.
Уменьшил R4 до 4.7 килоом, в результате при давлении в районе 300мм воды, регулировка
выходного напряжения от нуля до максимума происходит при изменении давления в пределах 80 мм воды (было около 20).
На живой колонне болтанка давления упала в два раза. Нужно еще регулировать R4, (сейчас нет под руками нужного подстроечника).
Но тенденция радует.

Совершенно верно. И я понял причину. Резистор 1 кОм между входом операционника и движком потенциометра всё портит.
Этот резистор существенно расширяет зону пропорциональности, давая возможность давлению дрейфовать в достаточно широком диапазоне.
Игорь, 25 Нояб. 09, 15:55

Все верно, только не дрейфовать, а устраняет излишнюю чувствительность регулятора к изменению давления.
Для разных колонн нужна своя настройка.
Согласен что убирая резистор ты увеличил крутизну регулирования. Но неправильно убирать этот резистор, лучше увеличить R4, это будет одинаково с точки зрения регулирования давления, но более правильно с точки зрения поддержания одинаковой крутизны преобразования (коэфициент усиления данного каскада равен R4/(R3+(R2.1|R2.2))+1. И убирая R3 мы вносим сильную зависимость коэфициента усиления от соотношения резистора регулирования уровня давления R2 )

Для разных колонн нужна своя настройка.V_B, 25 Нояб. 09, 22:06

Одна колонна от другой отличается только уровнем стабилизируемого давления. Наверное гораздо более влияющий параметр - степень заполненности куба. Ведь при разном свободном объеме куба скорость нарастания давления при одинаковом подъеме мощности будет меняться.

коэфициент усиления данного каскада равен R4/(R1+(R2.1|R2.2)+1V_B, 25 Нояб. 09, 22:06

Очень хочу с этим разобраться. Где-то потерялась скобка... Её место перед вторым плюсом?
И выражение (R2.1|R2.2) - это сопротивление соединенных параллельно резисторов?
R_2.1 х R_2.2 / (R_2.1 + R_2.2) ?

Кстати, я не вижу в формуле R₃, о котором я писал. Неужели он никак не влияет на усиление?

Одна колонна от другой отличается только уровнем стабилизируемого давления. Наверное гораздо более влияющий параметр - степень заполненности куба. Ведь при разном свободном объеме куба скорость нарастания давления при одинаковом подъеме мощности будет меняться.
Игорь, 26 Нояб. 09, 00:37

Конечно!!! Я не правильно выразился - имел в виду куб, а написал колонна, ибо объем жидкости влияет на постоянную регулирования.

Очень хочу с этим разобраться. Где-то потерялась скобка... Её место перед вторым плюсом?
И выражение (R2.1|R2.2) - это сопротивление соединенных параллельно резисторов?
R_2.1 х R_2.2 / (R_2.1 + R_2.2) ?
Кстати, я не вижу в формуле R₃, о котором я писал. Неужели он никак не влияет на усиление?
Игорь, 26 Нояб. 09, 00:37

Виноват опять - когда пишешь что-то другое..... Не R1 а R3!
Кус = R4/(R3+(R2.1|R2.2))+1
(R2.1|R2.2) - паралельно соединенные части резистора R2.
Исправлю сейчас

Согласен что убирая резистор ты увеличил крутизну регулирования. Но неправильно убирать этот резистор, лучше увеличить R4, это будет одинаково с точки зрения регулирования давления, но более правильно с точки зрения поддержания одинаковой крутизны преобразования
V_B, 25 Нояб. 09, 22:06

Ребя....А как сместить всю характеристику на графике влево-вправо??? С наклоном понятно, а вот со смещением по горизонтальной  оси...

Ребя....А как сместить всю характеристику на графике влево-вправо??? С наклоном понятно, а вот со смещением по горизонтальной  оси...
grov, 26 Нояб. 09, 03:18

Резистор R2, он переменный для этого.

Когда на старости лет сантехник начинает изучать дифференциальные усилители, это весело.
Пытаюсь разобраться с этой схемой.
V_B, ты пишешь о коэффициенте усиления, но что усиливает этот коэффициент?

Так как я люблю, чтобы вопрос содержал 80% ответа, попытаюсь ответить сам, с точки зрения чайника.

Наша схема (слева)- неполная схема дифференциального усилителя (справа). Если сравнить нашу схему с классической, видно, что в нашей схеме отсутствует тот резистор, который в классике называется Rd, значит будем считать, что его номинал равен бесконечности ... ну, скажем 20 мегаом. Дифференциальный усилитель на выходе выдаёт разность между двумя входными напряжениями, каждое из которых умножено на какой-то коэффициент. В нашем случае одно напряжение - выход датчика, другое - напряжение на делителе R2.1-2.2

Подставляя наши значения в приведенную формулу, получается, что напряжение датчика усиливается в 11 раз, а напряжение с делителя в 10. Если поставить недостающий резистор номиналом 100 кОм, коэффициенты усиления обоих напряжений выровняются (станут равными 10), и на выходе усилителя будет в чистом виде разница напряжений, усиленная в 10 раз - каждым 10-ти мм.в.ст. изменения давления будет соответствовать изменение выходного напряжения на 0,45 вольта.

.....

Наверное надоел. Зато многое понял, спасибо.

Когда на старости лет сантехник начинает изучать дифференциальные усилители, это весело.
Пытаюсь разобраться с этой схемой.Игорь, 26 Нояб. 09, 14:22

ты пишешь о коэффициенте усиления, но что усиливает этот коэффициент?Игорь, 26 Нояб. 09, 14:22

Kус = Uвых/Uвх, он показывает во сколько раз выходной сигнал больше входного.

Если сравнить нашу схему с классической, видно, что в нашей схеме отсутствует тот резистор, который в классике называется Rd, значит будем считать, что его номинал равен бесконечности ... ну, скажем 20 мегаом.Игорь, 26 Нояб. 09, 14:22

Формально - да. Но т.к. усилители на операционниках обычно рассчитываются из других предпосылок, то в данном случае просто считаем что его нет, а напряжение на "+" входе равно V₂.

Дифференциальный усилитель на выходе выдаёт разность между двумя входными напряжениями, каждое из которых умножено на какой-то коэффициент.Игорь, 26 Нояб. 09, 14:22

Формально - да. Практически - пологают Кус операционника равным бесконечности и вводят постулат, что операчионник поддерживает разность потенциалов между входами равной нулю.
Ток втекающий во входы операцонника полагают равным нулю. Всё остальное считают через "Законы Кирхгофа".

Kotische, я, конечно, чайник, но не до такой степени.Твой посыл о равенстве напряжений на входах я схавал и это достаточно неплохо меня продвинуло. С законами Кирхгофа знаком и часто использую. Часто применяю при гидравлических расчетах.

Вот с Кус ты прав для случая, когда один входной и один выходной сигналы, когда мы имеем просто усилитель. У нас же два входных сигнала, усилитель вычитающий, и так как цепи обратной связи несимметричны, каждый из сигналов перед вычитанием умножается на разные коэффициенты.

По поводу входа V2. Да. напряжение на нем равно входному, но от номинала резистора на этом входе зависит (как ни странно) усиление сигнала V2. Мне не до конца понятно почему, но из приведенной формулы так получается.

Дифференциальный усилитель на выходе выдаёт разность между двумя входными напряжениями, каждое из которых умножено на какой-то коэффициент.
Игорь, 26 Нояб. 09, 14:22

Этот коэфициент в нашем случае с отрицательной обратной связью для простоты расчетов (погрешность настолько мала что в нашем случае не учитывается) расчитывается по формуле, приведенной мною (Кус = R4/(R3+(R2.1|R2.2))+1).
Данная схема очень простая (точнее очень упрощенная), а если делать более сложно - надо поставить еще один канал операционника на сигнал от переменного резистора для исключения влияния его на регулировку. Поставить подстроечный резистор вместо R4 номиналом так на 51К, и последовательно 10К. Это позволит получить подстройку для разной постоянной времени нагрева баков.

По поводу входа V2. Да. напряжение на нем равно входному, но от номинала резистора на этом входе зависит (как ни странно) усиление сигнала V2. Мне не до конца понятно почему, но из приведенной формулы так получается.
Игорь, 26 Нояб. 09, 16:33

В нашем случае им можно пренебречь, т.к. входное сопротивление операционника велико.

V_B, с такой схемой всегда будет болтанка, вы используете двойное интегрирование (хоть и небольшое) без дифференциальной компоненты. А сам бак - это тоже интегрирующая цепь и с немалой постоянной времени.

В нашем случае им можно пренебречь, т.к. входное сопротивление операционника велико.V_B, 26 Нояб. 09, 16:46

Есть ещё емкость входа.
Если резистор будет слишком большим, паразитная емкость будет влиять.

Есть ещё емкость входа.
Если резистор будет слишком большим, паразитная емкость будет влиять.
Kotische, 26 Нояб. 09, 17:11

Какое влияние емкости на постоянном токе? скорость изменения сигнала у нас маленькая.
Постоянная времени при емкости входа в 100pF и резисторе 10К будет 1*10-6 - т.е. микросекунда.

V_B, с такой схемой всегда будет болтанка, вы используете двойное интегрирование (хоть и небольшое) без дифференциальной компоненты. А сам бак - это тоже интегрирующая цепь и с немалой постоянной времени.
Rudy, 26 Нояб. 09, 17:10

Повторюсь - это ОЧЕНЬ простой способ регулировки давления.
Введение большой постоянной времени в цепь регулирования позволило свести колебания к вообще незаметному уровню. (У пресостатов, которые используют большое количество ректификаторов будет больше болтанка) На схеме в посте №3 С2 и R9.

У тебя PSpice есть? Сделай модельку, посмотри. Твое интегрирование только ухудшает ситуацию.

Можно я открою страшную военную тайну из своего недавнего прошлого? Да?
Открываю...

...емкость мы с В_Б вводили, когда была у меня реальная болтанка по давлению в три-четыре мм ртути. Ее введение снизило болтанку до 1-2 мм, что было нами признано достаточным.
А недели через три-четыре я игрался с различными подключениями датчика к колонне. От колонны шел кусок 250мм толстого силикона (6мм диам), потом стоял пластмассовый переходник, потом полметра - тонкий силикон (3мм) к датчику.

И вот случайно я обнаружил, что эта пластмасса, блядь-твою мать, потекла от температуры и дырочка в ней осталась микроскопическая.  ;D

Так вот - огромная постоянная времени, над которой мы ломали голову две недели - из за непроходимости пластмассы образовалась, блядь-твою мать...
То есть в колонне давление ушло уже вверх серьезно, а через эту микродырку еле сифонит. И наоборот, соответственно.
Заменил ее на кусочек нержовой трубки - и ВСЕ вопросы с болтанкой ушли в небытие. Что с емкостью, что без нее - одинаково...
Я Володе об этом не рассказывал - стыдно было его потраченного времени. Читая ваш дисскус - решил покаяться.

Граждане, еще раз повторяю - все работает, нормально и надежно.

Граждане, еще раз повторяю - все работает, нормально и надежно.игорь223, 26 Нояб. 09, 18:03

Тёзка, вопрос не стоит "работает или нет". Вопрос в том "как оно работает".

Я собираюсь на выходных сделать стабилизатор давления с ШИМ-регулированием, с использованием 1182пм1 и оптопары по стандартному варианту. Чтобы сделать этот самый правильный ШИМ, мне нужно иметь ясность в вопросе расчета дифференциального усилителя.

Кроме того, предстоит опробовать вариант подачи управляющего напряжения на симистор через МОС3043 (без контроля нуля) для прекращения нагрева одновременно с отключением низковольного питания.

Академик, я лично не подвергаю не то, чтобы сомнению, а и его тени - тот факт, что работать будут у тебя - оба пункта.

Причем по третьему абзацу - мотивация понятна. По среднему - нет. Зачем модулировать импульсами то, что аналогово раелизуемо за три копейки...

...не умножай сущностей без нужды -
- кто сказал?

Подставляя наши значения в приведенную формулу, получается, что напряжение датчика усиливается в 11 раз, а напряжение с делителя в 10. Если поставить недостающий резистор номиналом 100 кОм, коэффициенты усиления обоих напряжений выровняются (станут равными 10), и на выходе усилителя будет в чистом виде разница напряжений, усиленная в 10 раз - каждым 10-ти мм.в.ст. изменения давления будет соответствовать изменение выходного напряжения на 0,45 вольта.
Игорь, 26 Нояб. 09, 14:22

Позволь несколько возразить....
 Во-первых: ты взял с потолка Rd = 20 мОм. Попробуй уменьшить это значение и увидишь,что Ку ползёт вниз...(хотя совсем чуть-чуть)...При 100 кОм он стремится к 10.9....
 Во-вторых: я думаю, что при расчёте необходимо учитывать и часть R2 от ползунка к земле...Даже 100 Ом меняют картину здорово, почти на противоположную - Ку по датчику станет меньше,чем по делителю...
 В третьих: Тогда уж 0.475 вольта на 10 мм...

....Любая аналоговая натроенная схема - это набор компромисов удовлетворяющий поставленным требованиям...При настройке - дёрнешь за одно - плывёт всё остальное, не говоря уже о зависимости от допусков номиналов деталей - 5% или 15%...Всё очень зыбко...
 Я уверен - в данной ситуации работает принцип необходимости и достаточности -  если необходимо удержать даавление в баке, то достаточно это делать с какими-то разумными допусками в мм.в.ст...

Маковка, я балдею! Вот до чего доводят длительные размышления над самогонным аппаратом
Rudy, 26 Нояб. 09, 23:18

Точно! А ведь раньше даже чуть было в "главные" флудеры не записали...
а теперь вона чё, что не слово так не в бровь, а в глаз...  

:D
Kotische, 27 Нояб. 09, 02:20

Кубански алмаз - снова сверкнул новой гранью.
Игорь, 27 Нояб. 09, 15:06

ну спасиб коллеги...

 

 

 Это моё первое сообщение в этом разделе,я к автоматизации процессов даже и не подхожу,а тут случайно заглянул...