Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pomiar prądów w b. szerokim zakresie. Przełącznik zakresów.

atom1477 06 Gru 2009 14:18 3217 20
  • #1 06 Gru 2009 14:18
    atom1477
    Poziom 43  

    Nie wiem czy to dobry dział, ale niech będzie.
    Potrzebuję zrobić układ pomiarowy do mierzenia prądów w bardzo szerokim zakresie.
    Zakładam 3 zakresy:
    0…10mA
    0…100mA
    0…1A

    No i teraz tak. Załóżmy że będę miał jeden bocznik i wzmacniacz o krokowo ustawianym wzmocnieniu.
    Bocznik musiał bym dobrać dla prądu 1A. Powiedzmy żeby to był 0,1Ω.
    Przy 1A będę miał 0,1V. Muszę to wzmocnić z 50x żeby z tego uzyskać 5V i to zmierzyć jakimś ADC na 5V.
    No ale teraz zamarzy mi się zmiana zakresu na 10mA. Przy 10mA na 0,1Ω będę miał spadek napięcia tylko 1mV. Czyli wzmacniacz musiał by przełączyć się na wzmocnienie 5000x.
    No i czy to troszki nie za dużo? Coś mi się zdaje że układowi mocno ubędzie na dokładności. Zwiększą się dryfty temperaturowe i takie tam. O wzmacnianiu wszelkich śmieci już nie wspominam.
    No więc zastanawiam się jak rozwiązać przełączanie zakresów.
    Oczywiście chodzi mi o programowe przełączanie zakresów. Inaczej było by prościej bo załatwił bym to wysokoprądowym mechnicznym przełącznikiem.
    Dodatkowo przełączanie ma być bardzo szybkie. Układ ma robić z 1000 pomiarów na sekundę i po wykryciu zbliżania się do końca zakresu ma przełączyć się na wyższy zakres.

    Myślałem o przełączaniu boczników. O tak:
    Pomiar prądów w b. szerokim zakresie. Przełącznik zakresów.

    Nawet by to działało. Tylko trochę nadmiarowe to jest, i wygeneruje małą szpilkę w pomiarze podczas przełączania któregoś MOSFETa.

    Więc pytanie: czy nie ma na to jakiegoś innego sprytnego sposobu o którym nie wiem? Są układu scalone do pomiarów prądów. Oparte na efekcie Halla do pomiarów dużych prądów. Oparte na nie wiem czym do pomiarów bardzo małych prądów. Ale takiego z przełącznikiem zakresów to nie widziałem.
    Z góry dzięki za pomoc.

  • Pomocny post
    #2 06 Gru 2009 14:38
    gothye
    Poziom 33  

    hmm ,Ja widzę to tak

    zastosowałbym jeden bocznik i jeden opamp do pomiaru i wzmocnienia jego z tym ze tu regulowałbym jego wzmocnienie za pomoca uC np przez CD4052N dzieki czemu będziesz mógł w programie uwzględnić czy dokonany pomiar jest wporządku czy nie dostatecznie wystarcza Ci jego zakres i zawsze możesz automatycznie zmienić go ;)

  • #3 06 Gru 2009 14:54
    atom1477
    Poziom 43  

    No dobra, ale wtedy przy najmniejszym zakresie będę musiał mieć wzmocnienie 5000x.

  • Pomocny post
    #4 06 Gru 2009 14:57
    ZbeeGin
    Poziom 38  

    Jeśli się boisz o sprawy rozdzielczości vs wzmocnienie to po prostu zrób jeden wzmacniacz o wzmocnieniu stałym, ustalonym dla zakresu 0..10mA. A mosfetami steruj miniaturowymi przekaźnikami RSM850-5, które to do bocznika głównego będą dołączać równolegle boczniki dodatkowe i tym samym przy zakresie 0..100mA i 0..1A otrzymasz te same wartości spadków napięć dla poszczególnych zakresów.

    http://www.mikrobest.pl/wysiwyg/FileUpload/files/relpol-przekazniki-sygnalowe/RSM850_pl.pdf

  • #5 06 Gru 2009 15:03
    atom1477
    Poziom 43  

    Przekaźniki są za wolne. Chciałbym to przełączać szybciej niż w 1ms.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Spróbuję na OP07 i kluczach 4066 (chyba będą lepsze niż 4052).

  • Pomocny post
    #6 06 Gru 2009 15:03
    gothye
    Poziom 33  

    atom1477 napisał:
    No dobra, ale wtedy przy najmniejszym zakresie będę musiał mieć wzmocnienie 5000x.


    Niestety ,pamiętaj aby zadbać o dobre odfiltrowanie zakłuceń z pomiaru inaczej będziesz miał bardzo nie stabilny odczyt

  • #7 06 Gru 2009 15:19
    atom1477
    Poziom 43  

    I właśnie dlatego chciałem uniknąć wzmocnienia 5000x.
    Może po drodze coś wymyślę jeszcze.

  • Pomocny post
    #8 06 Gru 2009 15:28
    gothye
    Poziom 33  

    Najwiękrze wzmocnienie jakie wykorzystywałem to x2000 i przy dokonywaniu 100 pomiarów oraz pobrania wartości średniej udało się uniknąć "szalonego odczytu z ADC"
    jesli wiesz jakiego typu zakłucenia mogą występować lub jak szybko możę następować zmiana prądu w obwodzie pomiarowym ,to na zwykłym LM358 + kondensatory blokujące układ daje naprawdę dobre efekty

  • Pomocny post
    #9 06 Gru 2009 15:33
    krzemowy
    Poziom 19  

    atom1477 napisał:
    Przekaźniki są za wolne. Chciałbym to przełączać szybciej niż w 1ms.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Spróbuję na OP07 i kluczach 4066 (chyba będą lepsze niż 4052).


    Hm, OP177 i klucze z serii ADG... bądź podobne, 40xx mają za duże szumy jak dla mnie(dziubałem tym kiedyś w audio i nie byłem usatysfakcjonowany). Nie tak dawno temu robiłem ciut podobny pomiar prądu tyle że zakres był rzędu kilku A, zastosowałem rezystancję 0R050, TLC27 i Atmegę szesnastą, jako napięcia odniesienia użyłem wbudowanego źródła i uzyskane wyniki jak na układ zrobiony praktycznie w 100% z odpadków były zadowalające, nawet u dołu zakresu wyniki trzymały się kupy. Ale jeżeli chcesz naprawdę rzetelny pomiar dla wszystkich trzech zakresów używając jednego bocznika i przełączając wzmocnienie to chyba by się przydał AD8572. Przy tak słabych sygnałach napięcia niezrównoważenia wzmacniaczy będą robiły duże błędy. Popełniłem jakiś czas temu symulator Pt1000, z konieczności wsadziłem tam OP07 bo nic innego na szybko nie miałem i błąd wskazania wywołany błędami wzmacniaczy jest rzędu +/- 8 stopni :| Przy OP177 się uda zejść może do 1-2 stopni, jeżeli klienta to nie zadowoli trzeba będzie jakieś korekcje programowe robić.

  • Pomocny post
    #10 06 Gru 2009 15:37
    janbernat
    Poziom 38  

    Ja bym to potraktował jako woltomierz.
    Z dzielnikiem 0.091Ohm, 0.0091Ohm i tak dalej- szeregowo- aż do 1.
    Wzmocnienie op-ampa stałe a wejście przełączane z pomocą klucza bodaj 4066 jak mnie pamięć nie myli.
    Zważ że oporniki mają b. małą wartość- śmieci prawie nie zbierają.
    Przy stałym wzmocnieniu dryfty temperaturowe można skompensować.
    Przy tak małych opornikach wpływ prądu polaryzacji i wejściowego napięcia niezrównoważenia- mały.

  • #11 06 Gru 2009 15:55
    atom1477
    Poziom 43  

    janbernat napisał:
    Ja bym to potraktował jako woltomierz.
    Z dzielnikiem 0.091Ohm, 0.0091Ohm i tak dalej- szeregowo- aż do 1.
    Wzmocnienie op-ampa stałe a wejście przełączane z pomocą klucza bodaj 4066 jak mnie pamięć nie myli.
    Zważ że oporniki mają b. małą wartość- śmieci prawie nie zbierają.
    Przy stałym wzmocnieniu dryfty temperaturowe można skompensować.
    Przy tak małych opornikach wpływ prądu polaryzacji i wejściowego napięcia niezrównoważenia- mały.


    I te 3 rezystory połączyć szeregowo? Nie można, bo to przecież ma być bocznik.

  • Pomocny post
    #12 06 Gru 2009 16:34
    janbernat
    Poziom 38  

    No- pewnie że bocznik.
    0.1Ohm ma mieć w sumie.
    Wzmocnienie x1000- stałe.
    Dla 10 mA-1V.
    W zasadzie jak by znaleźć OP-AMpa na > 1A to klasyczny konwerter prąd-napięcie byłby dobry.

  • #13 06 Gru 2009 20:24
    atom1477
    Poziom 43  

    A. Tak.
    No tak tylko że wtedy będę musiał pracować stale na dużym wzmocnieniu.
    To już wolę na zmiennym i przynajmniej na najwyższym zakresie mieć dużą dokładność.
    Tak będę miał małą dokładność na wszystkich zakresach.
    I to tego musiał bym przełączać źródła sygnałów. Czyli niewzmocnione napięcie z rezystorów. Te mikrowolty i to puszczać na 4066 (czy coś tam innego)?

  • Pomocny post
    #14 06 Gru 2009 21:01
    janbernat
    Poziom 38  

    No- nie ma lekko jak się prądem chce machać x100.
    I tak dobrze że kompensować częstotliwościowo tego dzielnika nie trzeba- mała oporność.
    Może jak w starych oscyloskopach- i wzmocnienie i dzielnik przełączany.
    Taki hybryd.
    Dla 10mA i 100mA- klasyczny konwerter prąd-napięcie z przełączanym wzmocnieniem.
    Tylko opamp musi dać 100 mA i być dobry
    Dla 1A- normalny wtórnik.
    Albo 1A i 100mA na normalny wtórnik.
    Na jednym rozwiązaniu to się chyba nie da.
    Klient nie wie jak- a dobrze działa.
    To jak marzenie z wczesnej młodości- oscyloskop DC 1uV/dziwkę i pasmo 100MHz.
    Po prawdziwym przestudiowaniu- nie da się prosto.

  • #15 06 Gru 2009 21:49
    atom1477
    Poziom 43  

    W takim razie zacznę obniżać progi, bo widzę że będzie o wiele ciężej niż myślałem.
    Na razie dzięki za pomoc.
    Będę próbował różne rozwiązania i odezwę się jak mi idzie.

  • Pomocny post
    #16 07 Gru 2009 21:44
    janbernat
    Poziom 38  

    Ja chyba jestem niepoprawnym pesymistą- jak coś ma iść dobrze- pójdzie źle.
    Twój schemat da się poprawić.
    Dodaj IRF ostatni- 10 Ohm.
    Bo jak zostawisz to po włączeniu mikroprocesora pójdzie na niego z 10V jak prąd będzie 1A.
    Wstępnie spolaryzuj te tranzystory aby po włączeniu prądu stale przewodziły.
    Jakieś oporniki do+.
    Wtedy da się uniknąć "szpilek"
    Zanim włączysz tranzystor na niższy zakres zostawiasz tranzystor włączony z wyższego zakresu i przez ten czas mierzysz- ale nie podajesz do "publicznej" wiadomości.
    Dopiero jak prąd spadnie to wtedy wyświetlasz.
    Przy wzroście prądu- odwrotnie.
    No i ten IRF ma 6mOhm przy sterowaniu z 5V.
    Dla opornika 0.1Ohm może trzeba to uwzględnić.
    Dla tych większych- moze nie.
    P.S.
    Przy moich postach w tym temacie pojawiła się żółta gwiazdka.
    Co to oznacza?
    Czy to jest coś groźnego?

  • #17 07 Gru 2009 22:13
    atom1477
    Poziom 43  

    janbernat napisał:
    Ja chyba jestem niepoprawnym pesymistą- jak coś ma iść dobrze- pójdzie źle.
    Twój schemat da się poprawić.
    Dodaj IRF ostatni- 10 Ohm.
    Bo jak zostawisz to po włączeniu mikroprocesora pójdzie na niego z 10V jak prąd będzie 1A.


    Nie pójdzie, bo wstawiłem diody D1 i D2.


    janbernat napisał:
    Wstępnie spolaryzuj te tranzystory aby po włączeniu prądu stale przewodziły.
    Jakieś oporniki do+.
    Wtedy da się uniknąć "szpilek"
    Zanim włączysz tranzystor na niższy zakres zostawiasz tranzystor włączony z wyższego zakresu i przez ten czas mierzysz- ale nie podajesz do "publicznej" wiadomości.
    Dopiero jak prąd spadnie to wtedy wyświetlasz.
    Przy wzroście prądu- odwrotnie.


    Chm, nie rozumiem.
    Mi chodziło o szpilki podczas przełączania. Podanie stanu wysokiego na tranzystor spowoduje przepływ prądu przez pojemność bramka-źródło i rezystor pomiarowy. Co zwiększy spadek napięcia na rezystorze pomiarowym.


    janbernat napisał:
    No i ten IRF ma 6mOhm przy sterowaniu z 5V.
    Dla opornika 0.1Ohm może trzeba to uwzględnić.
    Dla tych większych- moze nie.


    Nie trzeba uwzględniać bo będę mierzył spadek tylko na rezystorze.

    janbernat napisał:
    P.S.
    Przy moich postach w tym temacie pojawiła się żółta gwiazdka.
    Co to oznacza?
    Czy to jest coś groźnego?


    Gwiazdka? Sam chcę wiedzieć :D Obstawiam że ona pojawia się po tym jak kliknę „Pomógł”.

  • Pomocny post
    #18 07 Gru 2009 22:44
    janbernat
    Poziom 38  

    "Nie pójdzie, bo wstawiłem diody D1 i D2."
    0.2V- schottky.
    0.2x50=10V.
    "Mi chodziło o szpilki podczas przełączania. Podanie stanu wysokiego na tranzystor spowoduje przepływ prądu przez pojemność bramka-źródło i rezystor pomiarowy. Co zwiększy spadek napięcia na rezystorze pomiarowym."
    No to niech ma stan wysoki na początek.
    Potem w programie dostanie stan niski.

  • #19 07 Gru 2009 23:28
    atom1477
    Poziom 43  

    Stan niski to ujemny prąd i zmniejszenie napięcia na rezystorze. Czyli też szpilka.
    Do tego jak by to nie było, nic mi to nie da bo przełączanie ma być raz w górę a raz w dół zakresu więc stan spoczynkowy nic nie zmienia.
    Co do tych 10V to już czaję. Ale dodatkowy tranzystor nic nie da bo program może się zaciąć i go nie włączyć. Rezystory szeregowe z wyjściami OAmpów załatwią sprawę.

    Dodano po 55 [sekundy]:

    Ale na razie jeszcze nie wiadomo czy zastosuję właśnie taki układ przełącznika zakresów.

  • Pomocny post
    #20 08 Gru 2009 21:09
    janbernat
    Poziom 38  

    Oporniki pomiarowe w dreny- a nie w źródła.
    Z każdej bramki opornik 250Ohm do +.
    Jak nie włączysz procesora albo jak się zresetuje- wszystkie przewodzą.
    Przeładowanie pojemności bramki nie daje chyba wtedy szpilek.
    Ten 0.1Ohm da błąd ok. 6%- można go zbocznikować jakimś potencjometrem.
    Drugi- 0.6%- itd.
    Jak znajdziesz jakiś lepszy układ- podaj dla potomności.
    Ja nie znalazłem.

  • #21 02 Cze 2014 17:15
    atom1477
    Poziom 43  

    Układ powstał jako 3 szeregowo połączone wzmacniacze na OP07 z wyjściami podłączonymi do 3 osobnych pinów ADC. Do tego układ zerowania offsetów wzmacniaczy na układzie 4066 (zwieranie wejścia do masy).
    Układ spełnił oczekiwania mimo że wymagał wykonania 6-ciu pomiarów ADC do uzyskania 1 wyniku.
    Zamykam.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME