Ich brauche für eine ultrapräzise Temperaturregelung einen PI-Regler.
Der Integrator sollte eine Zeitkonstante von mindestens 100 Sekunden
haben.
Ich würde jetzt mal so vorgehen, das ich einen geeigneten OP suche, die
Temperaturabhängigkeit der Offsetspannung und des Input-Bias-Current
sollte möglichst gering sein.
Als Schaltung würde ich den Standart Integrator aus dem Lehrbuch nehmen,
aber den +Eingang über einen Widerstand an Masse legen.
Wenn ich als Widerstand z.B. 1M nehme brauche ich für 100s Zeitkonstante
100µF. Das ist mit parallelschaltung von 10 Stk MKS-2 10µ schon fast
nicht mehr praktikabel. Außerdem möchte ich mit dem Widerstand eher
weiter runter als 1M, dann brauche ich eine noch größere Kapazität...
Elko, Tantal, Goldcap etc. kommen wegen Leckströmen wohl nicht in Frage.
Was kann man tun?
> Was kann man tun?
- LF355, AD515; OP41, etc. nehmen sowie 10 bzw. 22 MOhm bzw. 220 MOhm
etc.
oder
- digitaler Integrator mit V/F Wandler, Zähler und D/A
oder
- das ganze gleich in AVR/uC realisieren.
Solche Integratoren verwendet man nicht. Ein vernuenftiger Regler
verwendet Anti-Windup. Das bedeutet, wenn das Stellglied and die
Begrenzung faehrt wird der Integrator gestoppt.
Hallo,
sobald Integrationszeiten > 1 s ins Spiel kommen, sind digitale Lösungen
überlegen. Sie bieten auch viel mehr Freiheitsgrade, z.B. die
Integration über eine genau bestimmte Zeit.
Gruss Reinhard
Andy N. schrieb:
> Als OP wäre der AD8629/8628 geeignet
Ja, sieht nicht schlecht aus, brauche aber was für Versorgung mit +-15V.
Rail to Rail ist nicht notwendig.
Nebliger Tag schrieb:
> Solche Integratoren verwendet man nicht. Ein vernuenftiger Regler> verwendet Anti-Windup. Das bedeutet, wenn das Stellglied and die> Begrenzung faehrt wird der Integrator gestoppt.
Der I-Anteil wird gebraucht um die Soll-Ist-Differenz auf Null zu
bekommen.
Ist die Zeitkonstante des I-Anteils zu klein, fährt der Regler zu
schnell hoch und die ganze Kiste macht die schönsten Regelschwingungen.
Natürlich wird der Integrator limitiert, versteht sich von selbst!
Reinhard Kern schrieb:
> Hallo,>> sobald Integrationszeiten > 1 s ins Spiel kommen, sind digitale Lösungen> überlegen. Sie bieten auch viel mehr Freiheitsgrade, z.B. die> Integration über eine genau bestimmte Zeit.>> Gruss Reinhard
Digitale Regler sind hübsch, aber was ist wenn die Auflösung des
AD-Wandlers zu grob ist?
Das war eine rhethorische Frage, man schaltet vor den AD-wandler einen
Verstärker, der selber temperaturgeregelt ist. Die analogen
Eigenschaften dieses Verstärker limitieren die Performance des
Regelkreises.
>>ultrapräzise Temperaturregelung>>100µF +/- 20%? :-) TK=?>AD8629 - Zero-Drift, 5V
Dann wäre da noch die thermische Trägheit des Systems.
Das wird wohl analog nicht ganz einfach werden.
Franz Gans schrieb:
> Digitale Regler sind hübsch, aber was ist wenn die Auflösung des> AD-Wandlers zu grob ist?
Am einfachsten: man nimmt einen geeigneten ADC. Im Fall einer
Temperaturregelung kann das kein Problem sein, denn 300 K aufgelöst mit
16 bit ergibt ca. 5 mK. Ich traue ja manchem manches zu, aber ich mache
auch selbst seit Jahrzehnten Temperaturregler: die Regelung, für das
nicht reicht, möchte ich sehen!
0,1 K bzw. 100 mK traue ich mir ja zu, aber wer dazu sagt "kein Problem,
machen wir alles mit Teilen aus der Bastelkiste" hat wohl eher keine
Ahnung. 10 mK oder besser wäre internationale Spitzenklasse. Der
Fragesteller hat sich leider bisher nicht dazu verleiten lassen, näher
zu erklären, was er unter "ultrapräzise" versteht.
Gruss Reinhard
Wenn das System so langsam ist, sollte man digital arbeiten. Bei
niedreiger Rate sind AD Wandler mit hoher Auflösung (>=16 Bits) relativ
leicht zu bekommen. Die Schwierigkeiten die Genauigkeit zu erreichen
sind nicht ohne, aber das Problem hat man beim rein analogen Regler noch
mehr.
Es gibt schon ein paar seltene Fälle wo 16 Bit für eine
Temepraturmessung knapp werden, ist aber wirklich die Ausnahme. Ein
Beispiel wären empfindliche Kalorimeter, wo man schon mal gerne auch
noch 1 mK Auflösen will, auch wenn die Genauigkeit etwas schlecher ist.
@Ulrich
>Wenn das System so langsam ist, sollte man digital arbeiten.
Auf jeden Fall! Ein gewöhnlicher Elko mit seinen unkalkulierbaren
Leckströmen hat in einer Präzisionsschaltung nichts, aber auch garnichts
verloren.
Kai Klaas
@KAi Ganz oben stand: parallelschaltung von 10 Stk MKS-2 10µ
So supergenau wird es da wohl auch nicht. Daher die Übelegung digital.
Beispiele wären hier nützlich.
Meine geringste Sorge dabei ist die Toleranz des Kondensators.
Würde die Kapazität um so und so viel % daneben liegen, was würde
passieren?
Nichts, die Zeitkonstante wäre eine andere, die Regelung würde im
schlimmsten Fall schwingen. Der TK des Kondensators spielt auch keine
Rolle, die Regelschaltung würde Änderungen der Kapazität ausgleichen.
>@KAi Ganz oben stand: parallelschaltung von 10 Stk MKS-2 10µ
Ja, danke. Ich hatte mich eigentlich auf den Schaltplan mit dem 1000µF
Cap bezogen.
>So supergenau wird es da wohl auch nicht. Daher die Übelegung digital.
Die Lösung mit den zehn großen Foliencaps ist auch nicht optimal, da die
Schaltung dann extrem empfindlich auf kapazitive Einkopplungen reagieren
dürfte. Mal ganz abgesehen von der Größe der Schaltung...
Kai Klaas
Franz Gans schrieb:
> Meine geringste Sorge dabei ist die Toleranz des Kondensators.> Würde die Kapazität um so und so viel % daneben liegen, was würde> passieren?> Nichts, die Zeitkonstante wäre eine andere, die Regelung würde im> schlimmsten Fall schwingen. Der TK des Kondensators spielt auch keine> Rolle, die Regelschaltung würde Änderungen der Kapazität ausgleichen.
Eben. Und darum schrieb ich Dir ja oben dass Du auf höhere Widerstände
und entsprechende OPV gehen kannst. Da genügen sogar 1-2 Stück 10 uF MKS
(spart Platz und Geld).
LF353 oder AD515 funktionieren da sehr gut im Bereich bis zu
Zeitkonstanten von etlichen Minuten.
Für den ViertelStunden- bis Tagesbereich ist die Zählermethode leicht
machbar (die Teile kosten nun wirklich nicht viel).
Integrator_100s.PNG
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