Comprender la respuesta lenta de los termopares multiplexados

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Tengo un circuito simple que intercambia ocho termopares a través de una MAX31855 convertidor analógico de temperatura a digital con dos CD74HC4067 . El MAX31855 está conectado a los pines SPI en una pi frambuesa.

Puedo sondear las temperaturas sin problema, pero me sorprende que necesito un retraso de ~ 125 ms entre cada encuesta para obtener datos confiables. Si acorto esto, termino encuestando el mismo termopar dos veces. Para mi propia educación, estoy tratando de averiguar por qué este es el caso.

En mi entendimiento actual, casi todo debería tener un tiempo de respuesta de microsegundos. El efecto Seeback de los termopares es casi instantáneo, y la comunicación SPI es de 32 bits a 500 kbps = 64 us. El sistema se está comportando como si los multiplexores fueran lentos, pero nada en la hoja de datos sugiere que este sea el caso.

¿Qué me estoy perdiendo?

Editar Aquí hay un esquema del circuito. Estoy usando Adafruit y Sparkfun tableros de ruptura, y los talones rojo y amarillo son conexiones de termopar. Las salidas de señal están conectadas al bloque de terminales de tornillo de la placa Adafruit.

    
pregunta PattimusPrime

2 respuestas

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Si lees la hoja de datos, el tiempo de conversión de ese chip es de 100 ms como máximo. Realiza una muestra efectiva de la tensión de entrada, luego se apaga y realiza una conversión y una compensación de unión fría.

De antemano, no veo ningún número que indique cuánto tiempo debe estar presente el voltaje válido en las entradas antes de hacer una conversión. Es posible que pueda superponer la adquisición y la conversión en cierta medida (tal vez comience una conversión, espere 50 ms y luego cambie al canal siguiente , luego podría comenzar una nueva conversión inmediatamente después de 100 ms en 10 canales / segundo) , pero eso no está completamente claro a partir de la descripción de la hoja de datos. En cualquier caso, no puede hacer nada mejor que 100 mseg / canal (de manera confiable) aunque algunas muestras del chip pueden ser bastante más rápidas.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Utilizo multiplexores para 16 termopares y para reducir el ruido, tengo un condensador de 10 nF en la salida multiplexada. Esto alimenta un amplificador de instrumentación y luego un ADC. Puedo correr alrededor de los 16 canales a una velocidad de aproximadamente 100Hz. Eso es un intervalo de tiempo de 625 para cada termopar, y eso incluye hacer un cero en el medio. Uno de los 16 canales es la unión fría que utiliza un RTD.

Así que ese es un tiempo de encuesta de alrededor de 300 dólares para una medición. El multiplexor tiene una resistencia de aproximadamente 200 ohmios y, con 10 nF, significa que debo esperar al menos 5 * RC = 50 para obtener un resultado preciso (< 1% de error debido a la carga).

¿Así es como funciona el mío y quizás has cometido el error clásico de tener un capacitor demasiado grande en la salida? Tal vez el otro error sea tratar de muestrear la medición justo después de que el multiplexor cambie al siguiente termopar. Si es así, debe esperar y muestrear justo antes de cambiar la dirección al multiplexor o obtendrá la medición anterior debido a que la tapa se mantiene. la tensión.

    
respondido por el Andy aka

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