[参考译文] ADS124S08：使用接地热电偶设计隔离式热电偶测量系统

你(们)好 Bob。  感谢您的详细答复。  我将查看这些链接。  我已经广泛研究了《热电偶测量基本指南》。  

我的设计在具有主机微控制器的机箱中包含其中6块板。   我使用 ISOW7841来隔离每块电路板上的电源和数字信号、因此每块电路板都是相互隔离的、主机微控制器也是如此。  我在每块电路板上的5个热电偶在物理上都位于靠近熔炉的位置、因此我认为除了对电源系统短路之外、它们在共模电压方面应该彼此靠近。  似乎可以悬空电路板的隔离部分、将数字3.3V 接地端和模拟电源中点连接在一起、但不将其接地。  然后、热电偶将处于高于接地的某些共模电压、但该共模电压也将施加到隔离式 ADC 系统上。  

这似乎是合理的吗？

[引用用户="Bob Benjamin "]

尊敬的 John：

一个考虑因素是接地热电偶(TC)不一定意味着特定的接地点。  接地 TC 仅意味着结连接到源极或测量点。  例如、如果接地 TC 连接到电机壳体、则该壳体可以连接到接地安全接地、在这种情况下、接地安全接地将是接地。  但是、如果我将接地 TC 连接到位于外部桌子上的某个金属块、并且该桌子与接地端隔离、那么我只会测量浮动热源。

一个很好的资源是《热电偶测量基本指南》。

有关您的具体问题、请参阅下面的我的回答。

此致、

Bob B

器件型号： ADS124S08

你(们)好  我正在设计一个使用多个模块读取大量(~600)热电偶的系统。 使用 ADS124S08的每个模块 读取5个热电偶和1个热敏电阻(用于 CJC)。  每个热电偶都接地、并且所有5个热电偶在绝缘等温接线块上从热电偶导线过渡到铜导线、因此所有10个热电偶连接都处于相同的温度、并且该温度由一个热敏电阻读取。  原始电压被发送到一个更大的系统的上游、此系统校准数据并将其转换为温度。

我设计了一个使用 ISOW7841 隔离器提供的隔离式电源和 LM27762 稳压器/电荷泵的系统、以防止在最坏的情况下、从炉中的277V 电源到其中一个热电偶发生短路、从而损坏多个模块。  LM 27762电荷泵/稳压器用于导出双极电源，以便接地的热电偶电压位于电源的中间。

我对设计有一些问题、尤其是接地问题。  我将随附一个 ADC 部分的简化版原理图、其中显示了其中一个热电偶电路。

1) 1)我是否应该将+-2.5V 电源的中点和数字接地牢固地接地？  或者、我应该在信号和接地之间使用高阻抗交流/直流接地、同时牢记接地与我的热电偶牢固连接。 [BOB]如果您的电源和测量系统确实是隔离式的、则不会出现问题。  但是、从原理图中、我只能看到系统的一小部分、因此我不知道测量块是如何组合在一起的、以及测量数据是如何传递到中央处理单元的。  就接地连接而言、ADS124S08 数据表的表7.1中有一个绝对最大额定值、规定 AVSS 至 DGND 必须在-2.8V 至0.3V 的范围内。 当您从 DVDD 3.3V 获得+/-2.5V 电压时、应将 DGND 连接到 AGND 或生成的双极电源的中点。

2) 2)我想、在信号通过保险丝和2770欧姆电阻器后、我应该在信号上放置钳位二极管、以钳制到电源轨的任何短路电流、从而保护 ADC 输入。 [BOB]我建议在这里使用 TVS 二极管来钳制到特定的电压。  根据绝对最大额定值、保护电路还必须将流经输入引脚的输入电流限制为+/-10mA。  您可能需要查看此 EOS 演示中的高精度实验室信息：

https://training.ti.com/node/1139109?context=1139109

 

3) 3)如果信号仍然接地、使用隔离式电源系统是否有任何意义？  我想这会降低接地回路的可能性、但我不知道这是否正确。 [BOB]如果电源系统真正相对于特定的电压电势、并且所有接地端都是相同的(这种情况很少发生)、则无需隔离。  但是、接地回路始终可能是一个潜在问题、因此这是一个考虑因素。

根据您的电压源的产生方式、相对于控制单元和模块之间的接地、电势可能会有很大的不同。  从相同的交流电源供电时、工作台电源输出之间的电压为40V 甚至更高。  因此、接地的电势可能与电路板接地大不相同。   隔离也是保护人体元件的良好安全选择。

欢迎对设计进行任何其他观察！

ADC_schem.pdf

[/报价]