Измерение высокого напряжения, высокого синфазного тока. Какие-либо предложения?

Я задал этот вопрос несколько дней назад, но я не думаю, что я был достаточно ясен, поэтому я попробую еще раз.

Вот примерная схема моей системы распыления:
Электрическая схема камеры

По сути, источник постоянного напряжения удерживает на подложке большое отрицательное напряжение (~-1000 В) по отношению к шасси камеры (Vs), а источник постоянного тока пропускает большой ток (~ 120 А) через плазму в шасси и подложку (это ). Только небольшая часть общего тока плазмы действительно проходит через подложку (~ 2 А из общих 120 А). Большая часть тока проходит непосредственно в шасси. Итак, чтобы уточнить, есть два источника питания. Источник питания подает -1000В на подложку, через которую проходит ~2А. Источник тока обеспечивает 120 А через мишень/плазму (около 20 В).

Резистор между шасси и землей указывает на то, что шасси плохо заземлено. Кроме того, резистор следует считать переменным, поскольку ток, протекающий через шасси из нержавеющей стали, колеблется, а это означает, что напряжение шасси относительно заземления значительно колеблется во времени.

Вот проблема: я хочу измерить напряжение между подложкой и определенным местом на шасси без измерения какого-либо напряжения из-за большого тока, протекающего через шасси. Измерение не обязательно должно быть очень точным, оно используется только для проверки (т. е. +/- 5 В в порядке).

Прямо сейчас это достигается с помощью цифрового мультиметра Fluke с батарейным питанием. Поскольку он питается от батареи, он выполняет реальное плавающее дифференциальное измерение. Что я хотел бы сделать, так это заменить этот портативный измеритель решением, не работающим от батареи, которое также можно было бы подключить к компьютеру для целей регистрации данных. Я подумал, что может быть хорошей идеей использовать сетевой адаптер 110 В переменного тока на 9 В постоянного тока, который можно подключить к клеммам аккумулятора Fluke, но я полагаю, что нет электрической изоляции, и весь ток в шасси будет сбрасываться через Fluke на землю сети. .

Может ли кто-нибудь предложить подход? Я довольно несведущ в этом деле. Я пытался читать об этом, но не могу понять ничего, что могло бы сработать. Если можно как-то прояснить, буду рад. Любые предложения (в том числе «ты глупый. Это никогда не сработает») будут оценены!

Заранее большое спасибо, Брайан

Подождите, подождите... 120А при 1000В?? Это ОЧЕНЬ много силы... если я что-то не понимаю.
Есть два отдельных блока питания. Напряжение питания применяется (до) -1000 В постоянного тока на подложке. Ток через подложку составляет ~2А при включенной плазме. Источник тока обеспечивает 120 А для мишени/плазмы. Типичное напряжение там около 20В постоянного тока. Я обновлю пост, чтобы уточнить.
Где ты работаешь, @BASnappl? Люблю вопрос!
Acree Technologies Inc. в Конкорде, Калифорния. Много распылительных систем. Я просто невежественный стажер :/

Ответы (2)

Хотя настенный адаптер обычно изолирован, он, вероятно, не рассчитан на 1 кВ. Простым решением было бы найти цифровой мультиметр с возможностью регистрации и изолированным внешним источником питания CAT III/IV 1 кВ или батареей с длительным сроком службы. Вот некоторые кандидаты:

Другим вариантом является использование простого микроконтроллера с АЦП, стабилизация всей схемы при напряжении шасси, а затем использование надлежащих методов изоляции (больше, чем просто оптоизоляция — если вы не уверены, я предлагаю другой вопрос) для связи с ПК через ваш компьютер. предпочтительное последовательное соединение ( UART -> opto -> RS232 -> USB -> opto -> PCмой выбор - с измерением напряжения экрана кабеля и предупреждением). Обратите внимание, что это означает, что вы не можете ничего трогать на плавающей (горячей) стороне виджета. Таким образом, вы можете избавиться от проблем с изоляцией источника питания, просто используя батарею, и по-прежнему легко работать от 6 месяцев до года, не заменяя ее, учитывая энергопотребление и спящие режимы (например: MSP430). Также обратите внимание, что распылительная установка создает электрические помехи, поэтому вам может понадобиться использовать RS485 с алгоритмами обнаружения/коррекции ошибок.

Спасибо за подробный ответ. Я читаю предложения. Я, вероятно, опубликую дополнительный вопрос, так как я не знаком с этим. Тем не менее, я стараюсь учиться!
Как вы относитесь к высоковольтным датчикам? Являются ли они непригодными из-за потенциального высокого синфазного напряжения? А как насчет изолирующих трансформаторов для настольных счетчиков?
@ W5VO, высоковольтные пробники кажутся мне хорошей идеей, особенно для характеристик точности всего 5%. Настольные измерители, как правило, дороги и предназначены для более точных показаний, чем портативные цифровые мультиметры. Я не знаком с изолирующими трансформаторами на 1 кВ+.

Ток, протекающий через сигналы, которые вы пытаетесь измерить, в данном случае вообще не имеет значения, все, что имеет значение, — это напряжение, которое вы пытаетесь измерить.

Любое приличное устройство для измерения напряжения будет иметь относительно высокий импеданс (например, 10 МОм), единственный ток, который будет протекать через измеритель, зависит от разницы напряжений, измеряемой между сигналами, и этого внутреннего сопротивления. Ток, протекающий в измеряемых сигналах, вообще не имеет значения (кроме того, как он влияет на напряжение сигналов).

Вы правы в том, что хотите измерять дифференциально, если ваш измеритель заземлен, он, скорее всего, должен выдерживать синфазное напряжение сигналов. Однако, вероятно, проще всего просто использовать сеть резисторов, чтобы разделить напряжение на что-то более безопасное для подключения к вашему измерителю. Опять же, конструкция этой сети резисторов не зависит от токов в сигналах, а только от их напряжений. Очевидно, что при таком высоком напряжении вы хотите использовать резисторы довольно высокого номинала.

Насколько я понимаю, синфазное напряжение является проблемой этого решения. Поскольку шасси может находиться под значительным напряжением относительно заземления, проблема заключается в том, что пробой через счетчик может быть предпочтительнее, чем переход через «резистор» (см. Изображение) на землю, что приведет к сгоранию счетчика.
Вот почему в качестве делителя напряжения используется простая пара резисторов. Учитывая минимальные требования к точности, простой делитель 1000:1 на каждой входной клемме позволит ему использовать практически любой тип счетчика с заземлением. Вы даже можете получить датчики оскопа с такими встроенными делителями, которые будут работать при очень высоких напряжениях 25 кВ +, я полагаю, что многие настольные цифровые мультиметры предлагают аналогичные датчики.
Измерение высокого напряжения, высокого синфазного тока. Какие-либо предложения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v