Archiwum - SENSORY 7

Archiwum - SENSORY 7
RTD
Czujniki rezystancyjne maja lepsza stabilnosc dlugoczasowa, sa znacznie dokladniejsze i lepiej zestandaryzowane niz termopary. Ich stala  czasowa conajmniej  kilka - kilkadziesiat sekund jest zupelnie satysfakcjonujaca do typowych obiektow regulacji.
RTD stosowane sa do zakresow temperatur mniejszych niz -200..850C. W typowych wykonaniach gorna temperatura wynosi jednak tylko 600C lub mniej.
Termopary sa tanie, znosza ekstremalne warunki, sa bardzo szybkie (pasmo kilkanascie a nawet w wykonaniu specjalnym paredziesiat Hz czyli juz  milisekundowe stale czasowe) i pokrywaja ekstremalnie zakres temperatur do 2300C i chwilowo wiekszej. Trwalosc ich jednak w ekstremalnych temperaturach jest dosc mala.
Zatem cechy charakterystyczne sensorow wyznaczaja pole ich zastosowan.

Wszystkie metale maja dodatni wspolczynniki rezystancji w funkcji temperatury. Im wiekszy i bardziej staly w funkcji temperatury  jest ten wspolczynnik tym lepiej.
Sensory z drucika miedzianego maja bardzo ograniczony zakres temperatury roboczej  do okolo 150C.
Sensory z drucika niklowego lub jego stopow rowniez toleruja ograniczona temperature maksymalna. Sa niestety nieliniowe i maja dryft dlugoczasowy.
Platyna toleruje dosc wysoka temperature robocza  i ma wyjatkowo dobra stabilnosc dlugoczasowa. Jako metal szlachetny platyna ma nawet pewna, ograniczona odpornosc na czynniki agresywne. Stad platynowe RTD dominuja i na nich skupimy uwage.

W automatyzacji obwodow cieplnych stosowano dotad nieomal wylacznie sensory PT100 i z tego powodu poswiecono im dalej wiecej uwagi. Zastosowanie jednak sensorow polprzewodnikowych w zakresie temperatur ponizej 150 C moze znacznie obnizyc koszt systemu w niczym nie pogarszajac jego niezawodnosci.

Dominuja sensory o nominalnej rezystancji w temperaturze 0C rownej 100 Ohm choc istnieja takze o wartosci 500 i 1000 Ohm.
Czujniki rezystancyjne sa przedmiotem narodowych i miedzynarodowych uregulowan normatywnych. Platynowe czujniki rezystancyjne sa dosc liniowe.
Dostepne sa tabele pokazujace rezystancje PT100 w duzym zakresie temperatur jak rowniez wielomiany az do 7 stopnia wlacznie sluzace do modelowania zachowania sensora  i odwrotnie, sluzace  do linearyzacji wynikow pomiarow. Zasadniczo nieliniowosc jest kwadratowa a w zakresie wyzszych rzedow poprawek dominuja te parzyste w temperaturze ponizej 0C.
Praktyczna uzytecznosc wysokiego stopnia wielomianow linearyzujacych  jest jednak znikoma
Liniowy skladnik czulosci najczesciej okreslany jest w normach na 0.385%/C. Powaznym odstepstwem sa normy japonskie z liczba 0.392%/C. NB. Taki wspolczynnik ma rzekomo  bardzo czysta platyna, ktora jednak w praktyce jest rzadko spotykana.  Platyna posiada 36 izotopów z ktorych 4 sa trwale i sa glowna czescia składu platyny. Mozliwe ze Japonczycy maja troche inna platyne niz zachod.
Czulosc 1mV/C ( pomijajac nieliniowosc ) uzyskujemy przy pradzie pomiarowym  ca 1/0.385= 2.6mA
Dygresja. Czulosc 2.1mV/C taka jaka ma dioda polprzewodnikowa uzyta jako sensor temperatury, przy malej gestosci pradu w zlaczu, sensor  PT100 uzyskuje przy pradzie 5.46mA co daje przy temperaturze 20C napiecie na PT100 rowne 588mV zblizone do napiecia na diodzie. Rzecz w tym ze odmienne sa znaki czulosci ! Jednak wymagania na wspolpracujaca elektronike sa podobne. 

Bardzo dobra zgodnosc modelu PT100 (lub PT500, 1000)  z rzeczywista PT100.. zapewnia ponizszy prosty wzor.
Rt = R0(1 + AT + BT2 + C(T-100)T3  ), T2 to kwadrat T...

A = 3.9083 E-3
B = -5.77 E-7
C = -4.18 E-12 ponizej 0C i zero powyzej 0C
Bledy nieliniowosci platynowej RTD szybko narastaja przy ujemnych temperaturach. Stosujac tylko poprawke kwadratowa  mozna uzyskac bardzo dobre rezultaty jesli nie wchodzimy w ujemne temperatury.

Napieciowa czulosc sensora RTD jest proporcjonalna do pradu przez niego plynacego co sklania do stosowania "duzych" pradow. Prad wywoluje jednak samonagrzewanie sensora proporcjonalne do kwadratu pradu i jego aktualnej opornosci, zaleznej od mierzonej temperatury,  wprowadzajac tym samym blady pomiaru. Dysponujac parametrem sensora Rthjc (per analogia z elementami polprzewodnikowymi) oraz  parametrami szumowymi i dryftowymi wspolpracujacego z sensorem wzmacniacza operacyjnego / instrumentalnego mozemy rozwiazujac rownanie kwadratowe bedace bilansem wprowadzanych bledow i okreslic optymalny prad dla pary sensora i wzmacniacza. Im lepszy wzmacniacz tym oczywiscie mniejszy optymalny prad sensora i mniejszy blad calosci. . Przy zastosowaniu bardzo dobrych wzmacniaczy i rezystorow  bledy mozna sprowadzic grubo ponizej tysiecznej czesci stopnia.
Sensory PT100 pracujace w dokladnej aparaturze pracuja z reguly z pradem ponizej 1mA. W automatyce przemyslowej ale takze morskiej i lotnicznej spotykane sa prady az do 10 mA.  Duze prady i duza czulosc sensora minimalizuja problemy z zakloceniami i zmniejszaja wymagania na ekranowanie laczacych  przewodow. Pamietac nalezy ze przewody sa zawodne ( drgania i wibracje od pracujacych maszyn, temperatura i wilgotnosc oraz czynniki korozyjne ). Przy dlugim okablowaniu element ceny kabla i jego dostepnosci oraz standardowosci i pracochlonnosci wykonania instalacji stanowi  czynnik z ktorym nalezy sie powaznie liczyc.
W instalacjach przemyslowych "duzy" prad jest bardzo porzadany bowiem powoduje samooczyszczanie zlacz, temat ten jest od dziesiatkow  lat znany z telekomunikacji. Duzy prad zwieksza jednak pobor mocy systemu i podnosi jego temperature co jest negatywem.
Wybor wielkosci tego pradu ma wiec nieoczekiwanie kapitalne znaczenie dla powodzenia calego przedsiewziecia. Oczekiwanie malych bledow przy malych pradach pomiarowych moze w typowych otwartych warunkach srodowiskowych lub brudnych warunkach przemyslowych byc marzeniem scietej glowy lub  zwyklym chciejstwem. Do realiow i porzadku przywolaja nas bowiem utleniajace sie i sniedziejace polaczenia.
Zaklocenia sa szczegolnie niebezpieczne w ukladach cyfrowych z powodu wlasnosci procesow probkowania i aliasingu. Totez sygnal zawsze przed podaniem do probkujacego przetwornika A/D nalezy odfiltrowac lub stosowac przetwornik z podwojnym calkowaniem ktory ma wlasnosci filtrujace lub stosowac oversampling i decymacje-filtracje programowa.
Wzglednie mala wrazliwosc regulatorow analogowych na zaklocenia jest takze powodem nieudanych prob modernizacji ukladow regulacji we wczesnej  technologii cyfrowej kiedy okazuje sie konieczne wykonanie calego okablowania wysokiej jakosci kablami ekranowanymi ktore w dodatku musza z daleka omijac kable do organow wykonawczych i kable zasilajace

Problem z wyborem pradu bierze sie z prozaicznego braku w dokumentacjach sensorow RTD parametru Rthjc (per analogia do tranzystora ) !  Jak wynika z pomiarow autora parametr ten wynosi 0.2 - 0.6 C/mW.
 Mniejsze wartosci dotycza standardowych wykonan czujnikow. Duza opornosc temperaturowa maja sensory miniaturowe.
Pomiar tego parametru jest nieoczekiwanie latwy. Zestawiamy ze stabilnych rezystorow mostek pomiarowy z PT100 zasilany z regulowanego zasilacza. Mostek rownowazymy dla aktualnej temperatury otoczenia dokladna dekada rezystorowa przy "malym" napieciu zasilajacym a do jego wyjscia dolaczamy dokladny miernik DVM, rejestrator lub oscyloskop.  Przy skokowym powiekszeniu lub podaniu  napiecia zasilajacego obserwujemy odpowiedz dynamiczna proporcjonalna do trzeciej potegi napiecia zasilania ze stala czasowa sensora. Trzecia potega wynika z tego ze czulosc sensora jest proporcjonalna do napiecia zasilajacego a moc wydzielana w sensorze dodatkowo do kwadratu napiecia , czyli w przyblizeniu pradu sensora.
Dla sensora o Rthjc 0.2 C/mW prad pomiarowy  1mA w temperaturze 0C powoduje samonagrzewanie o 0.02C i wieksze przy wyzszych temperaturach.
Prad 10mA da samonagrzanie tego sensora o 2C ktore wydaje sie juz malo akceptowalne w warunkach przemyslowych.  Jednak miniaturowy sensor PT100 da przy pradzie 10mA astronomiczny statyczny  blad 6C.  
Niestety zawsze powstaja napiecia termoelektryczne i to jest kolejny argument za "duzym" pradem pomiarowym aby minimalizowac ten efekt. W systemach wielokanalowych sensor RTD moze byc zasilany tylko przez czesc cyklu i z tego wzgledu prad moze byc wiekszy. Gdy stosujemy przetwornik A/D z podwojnym calkowanie bez dodatkowego wzmacniacza przed nim ( jak ICL7109 ) prad do sensora moze byc podany tylko w czasie trwania calkowania sygnalu wejciowego a nie przez caly czas szczeliny czasowej na dany sensor.
W przypadku probkujacych przetwornikow A/D mimo stosowania duzych impulsowych pradow pomiarowych instalacja do sensorow kablami ekranowanymi musi byc i tak wykonana bardzo starannie.

Stosowane sa do RTD  uklady pomiarowe 2, 3 i 4  przewodowe. IA to wzmacniacz instrumentalny zas OPA wzmacniacz operacyjny.
W ukladzie dwuprzewodowym A rezystancja przewodow polaczeniowych Rw ( przewod to angielsku wire ) daje duzy blad offsetu i z reguly duzo mniejszy  blad wzmocnienia zaleznie od ilorazu rezystancji sensora do R. Przy zasilaniu sensora "zrodlem pradowym" blad wzmocnienia jest zerowy. Uwaga ta dotyczy takze ukladu troj i czteroprzewodowego. Uklad dwuprzewodowy mozna stosowac gdy przewody od sensora sa krotkie i maja duzy przekroj.
Uklad czteroprzewodowy B to po prostu przylaczenie Kelvina. W systemie wielokanalowym multiplexer podaje prad ze zrodla do wybranego sensora a roznicowe napiecie z sensora do wzmacniacza instrumentalnego podaja dwa multiplexery lub multiplexer podwojny.
Uklad trojprzewodowy C ( i F ) co do idei wystepuje w dwoch odmianach.  Uklad jednokanalowy jest prosty. W blizszym praktyce ukladzie D rezystor mostka - offsetu  "100" daje zerowe wyjscie dla temperatury 0C. Oczywiscie punkt zerowy moze byc dowolnie wybrany. Rezystor Rn odpowiada za wzmocnienie a rezystor Rp za zniwelowanie skonczonej wartosci rezystorow R a dalej za linearyzacje kwadratowa. Oczywiscie dodatnie sprzezenie zwrotne przez ten rezystor jest bardzo slabe.
 Uklad trojprzewodowy wielokanalowy jest bardziej zlozony niz 4 przewodowy. Z reguly dla kazdego kanalu sa stosowane trzy precyzyjne rezystory mostka (sensory sa ciagle zasilane ) lub podawane sa impulsowo multiplexerami kanalowymi dwa identyczne prady ze zrodel  i mierzone jest napiecie wzmacniaczem instrumentalnym.
W drugiej odmianie trojprzewodowej F dolaczenie sensora  jest odwrocone. Charakterytyczne jest uzycie wzmacniacza operacyjnego z dwoma identycznymi rezystorami w konfiguracji gdzie wzmocnienie od wejscia plus wynosi dwa a od wejscia minus -1. Dopiero dalej nastepuje wmocnienie i odjecie offsetu. Zaleta ukladu jest jeden rezystor R lub jedno zrodlo pradowe co ma duze  znaczenie w ukladach wielokanalowych.  

Stosowane rozwiazania omowiono na przykladzie konkretnych urzadzen.

Zasilenie sensora poprzez rezystor R zamiast ze zrodla pradowego wprowadza dodatkowo calkiem spora nieliniowosc.  Tym wieksza im przy danym pradzie jest mniejsze napiecie zasilajace i mniejsza wartosc rezystora.
Regula jest istnienie w systemie zrodla napiecia odniesienia z ktorego korzysta takze przetwornik A/D (przy pomiarze ratiometrycznym zrodlo odniesienia nie musi byc super stabilne) z ktorego dopiero wytworzylibysmy prad dla sensora w zrodle pradowym. Zrodlo takie to niechciany  koszt i dodatkowe bledy. Zrodlo napiecia nie musi byc super stabilne  jako ze bedzie to system ratiometryczny poniewaz przetwornik A/D korzysta z tego samego napiecia odniesienia.
W dojrzalych seryjnie  wytwarzanych systemach pracujacych z pojedyncza PT100  nie sa spotykane zadne zrodla pradowe. Stosowany jest zaledwie jeden dodatkowy rezystor Rp  ktory efektem dodatniego sprzezenia zwrotnego daje efekt identyczny jak przy zasilaniu sensora ze zrodla pradowego a nawet o ujemnej dynamicznie rezystancji dokonujacej linearyzacji kwadratowej.
W zrozumieniu dzialania ukladu bardzo pomocna jest analiza zrodla pradowego wykonanego na wzmacniaczu operacyjnym, tak zwany "Howland Connection", przytoczona na stronach 256-262 "Analog Integrated Circuit", M.Herpy, Budapest 1980. W tym zrodle gdzie stosowany jest wzmacniacz roznicowy kluczowe jest wlasnie dodatnie sprzezenie zwrotne.
Niech zrodlo pradowe ma roznicowe wejscie napieciowe . Zalozmy uzycie idealnych rezystorow . Opornik miedzy wyjsciem OPA a wyjsciem zrodla to R5.  Niech oporniki o wartosci R1 ida z wejsc do wejsc OPA. Opornik a*R1 idzie z wyjscia zrodla do wejscia dodatniego OPA a opornik o wartosci a*R1+R5 z wyjscia OPA do wejscia ujemnego OPA. Rezystancja zrodla pradowego jest nieskonczona podobnie jak nieskonczenie wielkie jest CMRR wzmacniacza roznicowego z idealnymi rezystorami, ktore przeciez nie istnieja. Potrzebna jest analiza wrazliwosci. Niech rzeczywiste oporniki maja tolerancje k i jedna para niech ma odchylke z dodatnim k a druga ujemna. Niech R5 bedzie mniejszy od pozostalych rezystorow,
Wowczas rezystancja wyjsciowa zrodla pradowego wynosi
Ros= R5* (1+a)/ ( 4 * a * k) 
Jaki z tego algorytmiczny wniosek dla projektowania  - Dla danego maksymalnego pradu wyjsciowego i napiecia wyjsciowego zrodla i napiecia wyjsciowego wzmacniacza wyznaczamy najwieksza wartosc R5.
Parametr "a" sam wynika z maksymalnego napiecia wejsciowego i pradu wyjsciowego. Zatem z pustego i Solomon nie naleje. Potrzebne jest jak najwieksze napiecie zasilania OPA i z nim opornosc wyjsciowa zrodla rosnie circa kwadratowo.
Powinno byc wystarczajace  stosowanie tanich rezystorow o tolerancji 0.1-1%  

Po zmniejszeniu wartosci rezystora idacego do wejscia plus OPA z wyjscia  ponizej wartosci dajacej "idealne zrodlo pradowe" uzyskujemy ujemna rezystancje wyjsciowa i w przyblizeniu kwadratowa linearyzacje nieliniowosci  samej PT100 !

Aproxymacja jest jak wiadomo dzialem matematyki i mowiac o linearyzacji czyli tutaj wlasnie probie aproxymacji charakterystyki liniowej warto stosowac precyzyjna terminologie / siatke pojeciowa aby nie wywazac otwartych drzwi i nie zejsc na jalowe manowce.
Dokladne i zrozumiale  rozwiniecie tego watku wymagaloby kilkudziesieciu stron wywodu.  Linearyzacje PT100 mozna probowac wykonac z Czebyszewowskim bledem rownomiernie falistym w przedziale aproksymacji. Aparat  Czebyschewa jest poteznym narzedziem dla takich zadan.
 Na stronach 1039-1040 w "Matematyka. Poradnik inzyniera", Warszawa 1971, podano w przystepny sposob twierdzenie  Czebyszewa - Remeza do aproxymacji w punktach dyskretnych.
Pozwala ono znikomym wrecz nakladem obliczeniowym rozwiazywac bardzo trudne problemy i to nie metodami ortodoksyjnymi.
Twierdzenie to miedzy innymi pozwolilo wykonac profesorom MIT / Bell Laboratories Parksowi i McLelanowi znakomity program do projektowania filtrow FIR.
Przykladowo. Chcemy uzyskac rownomiernie falisty blad aproksymacji dla sensora PT100 w zakresie 0-250C stosujac ujemna opornosc zrodla pradowego  i wspomniany rezystor. Maksima falistego bledu otrzymujemy dla temperatury ca 50 i 200 stopni. Przy temperaturze 50C blad wynosi -0.02C a przy 200C wynosi 0.02C.  Widac ze uzyskane rezultaty sa wysmienite.
Im wiekszy zakres temperatur ( przy narzuconym sposobie linearyzacji w tym wypadku kwadratowej ) w ktorej chcemy uzyskac Czebyszewowski rownomiernie falisty blad  tym oczywiscie wiekszy bedzie ten blad.  W zakresie 0-400C ( bez linearyzacji blad wynosi ponad 3C ) blad nieidealnej linearyzacji kwadratowej wynosi tylko 0.1%. W realizacjach przemyslowych rzadko potrzebne sa tak duze dokladnosci. W przemysle polprzewodnikowym z uwagi na powtarzalnosc wynikow stosuje sie pomiary o duzej dokladnosci.

Koncerny takie jak Burr-Brown czy Analog Devices produkujace game precyzyjnych ukladow analogowych oraz przetwornikow A/D i D/A produkuja tez karty interface do mikrokomputerow pozwalajace na wspolprace z termoparami, RTD PT100 oraz z petla pradowa 0/4-20 mA lub sygnalem napieciowym. Roznicowych wejsc jest typowo 8 lub 16. W kartach stosowane sa aproxymujace przetworniki A/D poprzedzone ukladem Sample-Hold.  Lepsze i drozsze karty  maja programowalny ( przelaczany przez program ) wzmacniacz instrumentalny i kazde roznicowe wejscie moze pracowac z innym sensorem lub sygnalem. Niszczac zalaczonym wiertlem w recznej obsadce przelotki na PCB (Drilling Out Plated Through Holes ) czyli polaczenia ustala sie konfiguracje wejsc.  Regula jest tylko prymitywna wspolpraca dwuprzewodowa z sensorami PT100 i raczej z duzymi pradami pomiarowymi. Podane sa w asemblerze proste funkcje  do wspolpracy z kartami. Standardem jest rozdzielczosc 12 bitowa ale karty 8 bitowe sa znacznie tansze.
Karty sa jednak bardzo drogie. Burr-Brown oferuje karty do mikrokomputerow  Intel, Motorola, Zilog, Rockwell i National. Analog Devices. Module Subsystems, 1982 zawiera karty A/D i D/A do mikrokomputerow Intel , Motorola DEC, Texas Instruments.
  Karty oprocz multiplexerow analogowych CMOS, wzmacniacza instrumentalnego oraz przetwornika A/D zawieraja bufory szyn oraz sterujaca logike TTL ( 4-6 ukladow ). Spotyka sie tez karty analogowych wejsc i wyjsc oraz karty wejsc i wyjsc binarnych.
Koncerny projektujace i produkujace automatyke chetnie sie na takich kartach wzoruja.

Na schemacie pokazano obwod wejsciowy systemu pomiaru w ukladzie do 16 termopar i do systemu trojprzewodowego z szesnastoma sensorami PT100. Jest on stosowany w procesowym komputerze peryferyjnym. Dokladniej rzecz biorac pokazano system wejsciowy o roznicowych wejsciach, ktory jest stosowany do termopar a z dodatkowymi niepokazanymi  rezystorami mostkow do PT100. Oczywiscie rozne dla roznych sensorow  jest ustalane rezystorem wzmocnienie wzmacniacza instrumentalnego W przypadku sensorow PT100 ujemne wejscia roznicowe nie sa polaczone z M jak pokazano na rysunku a ida do galezi mostkow z rezystorem 100 Ohm i dwoma 1.5K.
Prad pomiarowy kazdej RTD wynosi przy temperaturze 0C circa 5mA. Zatem przy zasilaniu mostkow napieciem 8V gorne rezystory (nie pokazane na schemacie ) mostkow pomiarowych wynosza 1.5K. Dolny rezystor mostka 100 Ohm odpowiada temperaturze 0C. Sa to rezystory precyzyjne wysokiej klasy. Wartosc rezystorow 1.5K na tle rezystancji polaczen rzedu, maksymalnie pojedynczych omow wyznacza blad pomiaru wynikajacy z dlugosci polaczen pomiaru. Jest to blad II rzedu. Jesli dany jest  w mostku dolny rezystor 100 Ohm to zakres pomiaru dochodzi do 0C ale go nie obejmuje -  przy zalozeniu unipolarnosci sygnalu wyjsciowego dla przetwornika A/D. 
Roznicowe sygnaly wyjsciowe z mostkow pomiarowych dwoma multiplexerami DG507B ( dual 8-channel differential analog multiplexer  ) podane sa do wzmacniacza instrumentalnego zbudowanego na dwoch wzmacniaczach operacyjnych typu OP07 i dalej do przetwornika A/D lub typu 8701 firmy Teledyne. Rownolegle wyjscie przetwornika A/D steruje transoptory z uwagi na stsowana  izolacje podsytemu wejsc. Takze sygnaly sterujace sa optoizolowane

Powaznym problemem w takim systemie jest ochrona dosc delikatnych ukladow CMOS multiplexerow. Sluza temu diody wejsciowe i bezpieczniki. a takze szeregowe rezystory, ktore sa najlepszym zabezpieczeniem ale powiekszaja szumy pomiaru w zwiazku z czym konieczny jest kompromisowy wybor ich wartosci.  Z pomoca dodatkowych kluczy S1 i S2 diodami podawane jest takze hurtowo napiecie testowe sluzace do zgrubnej diagnostyki sprawnosci systemu. Poniewaz do przetwornika A/D podano jako napiecie odniesienia czesc napiecie 8V z regulatora 7808 z radiatorkiem,  zasilajace mostki , to calosc pracuje jako system ratiometryczny i nie jest wymagana super stabilizacja tego napiecia.
Mankamentem systemu jest uzycie dla kazdego z 16 kanalow trzech precyzyjnych i bardzo drogich rezystorow czyli w jednej galezi mostka 1.5k oraz 1.5k i 100 Ohm w drugiej galezi i ciagle zasilanie pradem 5 mA kazdego sensora PT100 plus prad 5mA do trzeciego przewodu czyli 10mA na jeden sensor. 
 
Autor wykonal system na 8 ( ale mozliwa rozbudowa do 16 ) sensorow PT100 z podwojnie calkujacym przetwornikiem A/D ICL7109 a dokladniej jego odpowiednikiem TSC7109. Z uwagi na "duzy" impulsowy prad pomiarowy oraz roznicowe wejscie przetwornika A/D zbedny jest wzmacniacz instrumentalny !
"Wolny" podwojnie calkujacy przetwornik A/D ktorego okres calkowania jest rowny okresowi (lub okresom) zaklocajacego sieciowego napiecia zasilajacego bardzo dobrze tlumi zaklocenia i system pracuje doskonale  z 13 bitowa dokladnoscia. Polecany minimalny zakres pomiarowy przetwornika ICL7109 wynoszacy  +/-400mV mozna odrobine zmniejszyc (patrz na wzory do obliczania wartosci elementow RC) ale przy znacznym zmniejszeniu pojawia sie dodatkowy blad i szum.     
System pracujacy z przetwornikiem ICL7109 wspolpracuje z mikrokomputerem Spectrum  omowiono osobno.
O ile ochrona "napieciowych " multiplexerow CMOS 4051 szeregowymi opornikami jest latwa to ochrona multipleksera CD4051 ktory podaje prad ze zrodla pradowego jest nie lada wyzwaniem. Z uwagi na prad wartosc rezystora szeregowego musi byc bardzo mala.
Ochrona ukladow CMOS jest osobnym, ciekawym tematem.

Przy uzyciu przetwornikow calkujacych nastepuje  w sytuacjach awaryjnych propagowanie bledow miedzy kanalami . Gdy na  przyklad w kanale n uszkodzone sa przewody od sensora co powoduje potezne przesterowanie integratora  i faza deintegracji jest za krotka to zaklocony jest pomiar w kanale n+1.  Najgorsza jest sytuacja w ukladach z funkcja Auto - Zero.
Autor znalazl rozwiazanie problemu dla przetwornika A/D typu ICL7109.