Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

ADC - Ogniwo słoneczne - pomiar małego napięcia na długich kablach

Pocketer 06 Kwi 2015 19:32 795 5
  • #1 06 Kwi 2015 19:32
    Pocketer
    Poziom 9  

    Cześć,

    Mam do zaprojektowania układ, który mierzy natężenie promieniowania słonecznego za pomocą ogniwa słonecznego (kalibrowanego) referencyjnego. Ogniwo jest w środku obudowy obciążone rezystorem na którym przy natężeniu słońca 1000Wm-2 mamy 32 mV. Z ogniwa wychodzą dwa kable długie na 2m i nie mogę ich skracać. Ponieważ w obudowie ogniwa znajduje się również termistor PT100 ( są też jego 4 wyprowadzenia) zdecydowałem się użyć przetwornika A/C ADS1248 specjalizowanego do 4-przewodowego pomiaru temperatury. Ten sam przetwornik A/C mógłby być użyty do pomiaru małego napięcia (rzędu kilku mV) na ogniwie.
    Aby zmierzyć dobrze małe napięcie na długich kablach potrzebuję przetwornika A/C o wejściu różnicowym odpornym za zakłócenia indukowane na obu kablach ogniwa. Gdybym podłączył obywa zaciski ogniwa bezpośrednio do wejść sygnałowych przetwornika to w efekcie obwód ogniwa "wisiał by" powietrzu względem masy przetwornika i mógłby go uszkodzić. Jeśli jeden z zacisków ogniwa podłączyć do masy lub do dowolnego innego napięcia tracimy wtedy dobrodziejstwa pomiaru w pełni różnicowego (CMMR) i uzależniamy się od stabilności tego napięcia.
    Moje pytanie brzmi: jak podłączyć ogniwo do przetwornika A/C by pomiar by faktycznie różnicowy?

    0 5
  • #2 06 Kwi 2015 20:58
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Mam do zaprojektowania układ, który mierzy natężenie promieniowania słonecznego za pomocą ogniwa słonecznego (kalibrowanego) referencyjnego. Ogniwo jest w środku obudowy obciążone rezystorem na którym przy natężeniu słońca 1000Wm-2 mamy 32 mV.
    Sam wymyśliłeś, czy dali ci gotowe? Pytam bo w każdej nocie aplikacyjnej zalecaja żeby dla zachowania dobrej liniowości fotodioda/fotoogniwo pracowały prądowo - na zwarcie, choć te 32mV nie powinny znacząco popsuć liniowości.

    Cytat:
    Aby zmierzyć dobrze małe napięcie na długich kablach potrzebuję przetwornika A/C o wejściu różnicowym odpornym za zakłócenia indukowane na obu kablach ogniwa.
    Mierzysz sygnały DC zakłócenia można po prostu odfiltrować.

    Cytat:
    Moje pytanie brzmi: jak podłączyć ogniwo do przetwornika A/C by pomiar by faktycznie różnicowy?
    Bocznik który znajduje sie w obudowie ogniwa trzeba podzielić na dwie równe połowy, wyprowadzony ze środka przewód podłączyć do źródła napięcia wspólnego.

    0
  • #3 06 Kwi 2015 22:51
    Pocketer
    Poziom 9  

    jarek_lnx napisał:
    Cytat:
    Mam do zaprojektowania układ, który mierzy natężenie promieniowania słonecznego za pomocą ogniwa słonecznego (kalibrowanego) referencyjnego. Ogniwo jest w środku obudowy obciążone rezystorem na którym przy natężeniu słońca 1000Wm-2 mamy 32 mV.
    Sam wymyśliłeś, czy dali ci gotowe? Pytam bo w każdej nocie aplikacyjnej zalecaja żeby dla zachowania dobrej liniowości fotodioda/fotoogniwo pracowały prądowo - na zwarcie, choć te 32mV nie powinny znacząco popsuć liniowości.


    Ogniwo słoneczne jest gotowe, wyprodukowane przez fabrykę, hermetycznie zamknięte w metalowej obudowie z szybką, kalibrowane przez Instytut Fraunhoffera, na pewno z liniową zależnością napięcia na rezystorze od natężenia promieniowania słonecznego. Ogniwo wraz z wewnętrznym rezystorem tworzą obwód zamknięty. Na zewnątrz z tego obwodu (złożonego z 2 elementów: ogniwa i rezystora) wyprowadzono 2 kable umożliwiając pomiar napięcia w obwodzie.

    jarek_lnx napisał:
    Cytat:
    Aby zmierzyć dobrze małe napięcie na długich kablach potrzebuję przetwornika A/C o wejściu różnicowym odpornym za zakłócenia indukowane na obu kablach ogniwa.
    Mierzysz sygnały DC zakłócenia można po prostu odfiltrować.


    Zakłócenia AC mogę owszem odfiltrować bankiem kondensatorów bypass, które podpięte by musiały być do tego samego potencjału odniesienia - jaki to miałby być potencjał i dlaczego?

    jarek_lnx napisał:
    Cytat:
    Moje pytanie brzmi: jak podłączyć ogniwo do przetwornika A/C by pomiar by faktycznie różnicowy?
    Bocznik który znajduje się w obudowie ogniwa trzeba podzielić na dwie równe połowy, wyprowadzony ze środka przewód podłączyć do źródła napięcia wspólnego.

    Rezystor jest w wewnątrz obudowy i nie ma możliwości go podzielić aby uzyskać ze środka symetryczny sygnał dla przetwornika A/C o wejściu różnicowym. Pomysł fajny, ale w tym przypadku nierealny.

    0
  • #4 08 Kwi 2015 16:23
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Prosta odpowiedź jest taka nie da się tego w sposób elegancki podłaczyć symetrycznie, bo każde podłaczenie rezystorów polaryzujących albo będzie niesymetryczne, albo zmieni kalibrację.

    Rozwiązania "brzydkie" są dwa, zmierzyć rezystor wewnętrzny i podłaczyć dwa identyczne dużo większe rezystory szeregowo na zewnątrz i spolaryzować j.w. na koniec skompensować stratę czułości.
    Drugie rozwiązanie to spolaryzować jedno wyprowadzenie dla DC, a kondensatorami zrobić symetryczne impedancje i filtr dla AC.

    Cytat:
    Zakłócenia AC mogę owszem odfiltrować bankiem kondensatorów bypass, które podpięte by musiały być do tego samego potencjału odniesienia - jaki to miałby być potencjał i dlaczego?
    Nie ma powodu żeby był to inny wspólny potencjał niż dla pozostałych układów, czyli masa układu.

    0
  • #5 12 Kwi 2015 23:11
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Powinno się dać - na wejściu układu mierzącego podłączyć wzmacniacze operacyjne tak, żeby dla sygnału różnicowego działały jak wtórniki o "nieskończonej" impedancji wejściowej, a dla sygnału wspólnego miały możliwie małą impedancję wejściową. Tylko jeśli przewody mają różne opory, a popłynie jakiś prąd, to spowoduje zafałszowanie wyników.

    0
  • #6 08 Sie 2015 14:27
    Pocketer
    Poziom 9  

    Rozwiązałem to tak, że podłączyłem ogniwko referencyjne bezpośrednio do wejść analogowych przetwornika A/C ADS1248. Aby spełnić wymagania na napięcie wspólne narzucone przez wbudowany w przetwornik wzmacniacz PGA do ujemnego wyprowadzenia ogniwka podłączyłem napięcie ze środka zasilania (Vdda+Vssa/2) poprzez wbudowany multiplekser. Wzmocnienie PGA ustawiam tak aby spełnić wymagania na napięcie wspólne.

    0