Ecrêter / limiter la tension aux bornes d'un galva analogique

[NicoMan]

Bonjour à tous,

je possède un galva analogique avec zéro central (indique donc des valeurs négatives et positives) monté dans un vieux rack et destiné à un palpeur.
Le problème c'est que le dépassement de la valeur pleine échelle (+/- 20mv), bloque l'aiguille à droite ou à gauche pendant de longue heure finissant par endommager le cadre mobile et rendant la lecture imprécise (il faut tapoter sur la vitre du galva pour qu'il reprenne la bonne position).
Le constructeur avait prévu deux diodes têtes bêches aux bornes du galva pour limiter la tension à +/- 0,6V, mais cela est beaucoup trop par rapport aux +/- 0,02V.

Ce galva est piloté via un AOP et une résistance de 18K en série. Il est donc entre l'AOP et la masse.

J'ai cherché un schéma qui permettrait de limiter la tension aux bornes à +/- 25mV, mais je ne trouve rien de simple.
Quelques pistes:
Un comparateur qui active un transistor + une résistance et shunte le galva => mais pas de limite de tension car résistance fixe
Un transistor + résistance en série qui shunte le galva, mais piloté de manière linéaire à partir d'un AOP monté en linéaire mais qui doit fonctionné qu'une fois le seuil dépassé.

Toute idée est la bienvenue, merci à tous.
Nicolas
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[Qristoff]

Salut,
+/-25mV ! t'es sûr ? t'as une datasheet ?
Il ne faut pas limiter au niveau du galva (c'est bien trop tard !) mais en amont, vers le circuit ampli. T'as un schéma ?

[jiherve]

Bonsoir,
Deux diodes Schottky ou germanium tête bêches en // sur galva ET la 18K devraient faire le boulot.
JR

[Qristoff]

Deux diodes Schottky ou germanium tête bêches en // sur galva ET la 18K devraient faire le boulot.

Le constructeur avait prévu deux diodes têtes bêches aux bornes du galva pour limiter la tension à +/- 0,6V, mais cela est beaucoup trop par rapport aux +/- 0,02V.

Visiblement, ça fait pas le boulot !

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

re
aux bornes du galva seul donc apparemment pas comme je l'indique.
Un bon galva 20µA, donc avec 18K en série au minimum 0,36V soit environ le seuil Schottky ou Ge.
JR

[Qristoff]

Dans ce cas,il vaut mieux couper la 18K en deux et mettre la diode entre les 2 morceaux !

[jiherve]

re
pourquoi ?
JR

[Qristoff]

pourquoi ?

pour limiter l'excursion de tension sur le galva !

[Patrick_91]

Hello,

Limiter l'excuriosn et fausser la mesure, ce n'est pas utile , La bonne réponse est pourtant là :

Deux diodes Schottky ou germanium tête bêches en // sur galva

Le mot important est "GERMANIUM" pas silcium !! .
On est alors certain tant que la tension aux borne du glava est inférieure aux seuils de conduction des diodes de ne pas perturber celui ci . et les diodes sont bien protégées par la résistance de 18k , je ne vois pas de problème.
A plus

[NicoMan]

Bonjour,

je vois que le sujet déchaîne les passions.
Pour les schéma, je dois le reprendre partiellement.

Pour simplifier les choses j'ai volontairement simplifier le galva.
Ce galvanomètre n'a pas un "0" central, mais un 0 décalé, et je n'ai pas un, mais deux galvas.
Sur une des photos, on y trouve les diodes de type 1N4004. "212" correspond à la valeur ohmique de la bobine.

Sur le galva de droite, pour afficher -10 (à fond à droite), il faut appliquer -20mV. Pour le faire dévier à gauche il faut presque +20mV x 5 = +100mV.
Je ne sais pas si m'avez suivi?

Ce galva de droite affiche les dixièmes de celui de gauche.
Lorsque celui de gauche se décale sur la droite d'une unité, celui de droite parcours 10 unités.

Donc, si le galva de gauche affiche -100, ce qui correspond à -20mV, la galva de droite se verra appliqué 10x -20mV, soit -200mV.

Maintenant imaginez le galva de gauche partir à + 500 au niveau de l'affichage tout à gauche, on lui applique donc +100mV, celui de droite aura donc à ses bornes +100 x 10= 1V bien sûr, ramener à 0.6V grace à la diode.

J'espère que je suis un peu plus clair.

Mon idée était de chercher le schéma d'un limiteur, comme cela se fait en audio par exemple, ou limite / écrête un signal lorsque celui-ci passe au dessus d'un seuil .

Bonne journée

[Patrick_91]

Bonjour,

Oui cela ne change rien :
combien de mV peuvent supporter ces galvanomètres sans dommage ?
Si non remplacer les dodes silicium par des germanium ou shotky qui ont des seuils de conduction de l'ordre de 0,3 mV c'est moitié moins que le silicium ...
A plus

[Qristoff]

Bonsoir,
1/

Le mot important est "GERMANIUM" pas silcium !!

C'est pas la peine de gueuler ! j'avais capté au premier message !
2/

Sur le galva de droite, pour afficher -10 (à fond à droite), il faut appliquer -20mV. Pour le faire dévier à gauche il faut presque +20mV x 5 = +100mV

rappelle moi la tension de seuil d'une diode GERMANIUM ?
3/ Problématique: l'aiguille part en butée et se bloque "mécaniquement" (d'où le besoin de tapoter..), il faut donc éviter d'aller à 2 ou 3 fois le courant admissible !

[gienas]

Bonsoir NicoMan et tout le groupe

Bienvenue sur le forum,

... je vois que le sujet déchaîne les passions ...

C'est vrai, mais il faut avouer que le problème est très mal posé, et bourré de pièges.

Les galvanomètres (car ils sont deux), ne sont probablement pas câblés à l'identique (c'est à confirmer/préciser), et ils ne sont pas symétriques.

La présence des diodes (silicium, germanium ou autre) ne change rien à l'affaire. Elles limitent les risques mais ne servent à rien.

Le décalage de zéro entraîne forcément des limites différentes suivant la polarité des signaux.

Comme il y a des résistances série, il faut définir quels sont les quatre seuils (limites) à ne pas dépasser sur les deux (?) AOP qui délivrent les signaux de commande, et se servir de ces plus haut niveaux pour détecter les limites atteintes et réagir en conséquence.

Là, on ne sait même pas comment les deux galvas sont attaqués.

[Qristoff]

Les galvanomètres (car ils sont deux), ne sont probablement pas câblés à l'identique (c'est à confirmer/préciser), et ils ne sont pas symétriques.

Ils ne sont pas câblés de façon identiques puisqu'il y a un rapport 1:10 entre les 2

Ce galva de droite affiche les dixièmes de celui de gauche.
Lorsque celui de gauche se décale sur la droite d'une unité, celui de droite parcours 10 unités.

La présence des diodes (silicium, germanium ou autre) ne change rien à l'affaire. Elles limitent les risques mais ne servent à rien.

bien content que tu confirmes Me Gienas, certain ne semble pas l'entendre !

Comme il y a des résistances série, il faut définir quels sont les quatre seuils (limites) à ne pas dépasser sur les deux (?) AOP qui délivrent les signaux de commande, et se servir de ces plus haut niveaux pour détecter les limites atteintes et réagir en conséquence.

d'où ma proposition initiale de limiter les tensions d'attaque en amont.
Les diodes classiques ont des coudes insuffisamment abruptes, je préférerais des zener avec des tensions Vz différentes suivant la polarité pour contrôler l'asymétrie des galvas. Cela fait effectivement quatre valeurs d'écrêtage à calculer.

[jiherve]

bonsoir,
avant d'aller plus loin il serait bon de connaitre le calibre exact des galva, mais à vue de nez ce sont des 100µA , avec la 18K en série l'excursion va donc -1,5V à +0,3V donc avec une 1N4148 dans un sens et 3 en série dans l'autre en // sur resistance + galva cela devrait limiter la surcharge à moins de deux.
JR

[jiherve]

re
ce d'autant plus que cela activera la limitation de courant des AOP qui les pilotent.
JR

[Qristoff]

avant d'aller plus loin il serait bon de connaitre le calibre exact des galva, mais à vue de nez ce sont des 100µA

on a déjà le descriptif... 100mV pleine échelle pour une résistance de 212 ohms. On est loin des 100µA, (faut faire re-calibrer ton nez...)

[jiherve]

re
Mon nez s’était fié au look des galva qui en effet peuvent être aussi des 500µA (566µA par calcul), je n'avais pas intégré le #10, donc c'est encore plus simple 3x1N4148 en série dans le sens ad hoc pour le petit débattement en // sur resistance + galva, l 'autre sens demandant 7,5V l'AOP ne fournira pas beaucoup plus mème alimenté en +- 15V.
Autrement modifier la contre_réaction des AOP.

JR

[gienas]

Bonjour à tous

Ils ne sont pas câblés de façon identiques puisqu'il y a un rapport 1:10 entre les 2 ...

Ça je le sais, mais je n’ai pas la moindre idée de la manière dont ils sont connectés, ni combien il y a d’amplificateurs.

Ils peuvent avoir chacun le sien, et des résistances série différentes ou même être sur le même ampli. Ils peuvent être en série avec une résistance shunt ajoutée sur le moins sensible ...

Autre "détail": quelle est cette histoire de retour allongé inexplicable?

Un galvanomètre nécessite parfois une résistance d’amortissement. Qu’en est-il?

Suivant les cas, il faudra limiter en "haute tension" à deux ou quatre valeurs.

[NicoMan]

Bonsoir à tous,

désolé pour cet absence temporaire, mais j'étais en déplacement.
Je n'ai plus l'appareil en ma possession pour le moment, donc difficile de vous communiquer les valeurs d'entrée.
Mais voici une partie du schéma.

Merci

[Qristoff]

Avec tous ces potentiomètres, cela devient impossible à régler...
Quelle fonction de transfert attends-tu entre l'entrée et le premier galva ? (il faut travailler avec des gains fixes et de précision !)
Une seule résistance variable (au besoin) pour régler la dynamique ou l'offset mais pas plus !

[jiherve]

bonsoir,
la liaison de R5 sur l'entrée inverseuse du 2eme AOP est "innovante" car cela influe sur son gain et sur le niveau du suiveur(3eme AOP).
Et le second galva n'a que 2k max en serie.
JR

[gienas]

... voici une partie du schéma ...

Je détecte au moins deux erreurs rhédibitoires.

Le seond ampli OP ne va pas. Est-il suiveur ou autre chose? Sa sortie est inutilisée.

Le potentiomètre R10 tout seul en série avec l'AOP c'est dangereux. Il doit avoir une résistance talon pour le cas de fausse manoeuvre où le potentiomètre est mis à zéro.

Le quatrième, avec un potentiomètre dans sa contre réaction sur un suiveur est inutile ou alors il doit être autre chose que suiveur.

On ne peut paz raisonner sur un schéma faux.