Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

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

Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.

djanj 12 Cze 2007 15:29 3909 20
  • #1 12 Cze 2007 15:29
    djanj
    Poziom 21  

    witam
    chce mierzyc prad w ukladzie jak na obrazku

    Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.

    problem polega na tym ze mierzony prad bedzie z zakresu 1uA-400uA
    pomiar bedzie wykonywany 8-bitowym przetwornikiem AC, myslalem zeby napiecia z rezystora R1 podac na wzmacniacz operacyjny i wzmacniac roznice, ale musialbym miec wzmacniacz ktory mozna zasilic napieciem ok 50V, albo porobic dzielniki napiecia przed OpAmpem, ale znowu nawet przy rezystancji dzielnika rzedu dziesiatek MΩ prad dzielnika bedzie znaczaco wplywal na pomiar, chyba ze rezystancja dzielnika bedzie rzedu 100MΩ to chyba by bylo w porzadku?
    Moze ktos ma jakis pomysl jak to zrobic?

    0 20
  • #2 12 Cze 2007 15:38
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Będziesz mierzył upływność linii telefonicznej ?

    0
  • #3 12 Cze 2007 15:55
    djanj
    Poziom 21  

    bede mierzyl prad pobierany przez telefon

    0
  • Pomocny post
    #4 12 Cze 2007 16:45
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Z powodu, że mi upload cos nie działa to opiszę słownie


    1. Bierzesz wzmacniacz z wejściem FETowym np. TL071

    2. Napięcie pomiarowe Up (48 .. 50V) podajesz na wejście nieodwracające (pin 3)

    3. Na nóżkę 7 (Vcc+) podajesz Uzasilania+ = Up+10V ≈60V

    4. Na nóżkę 4 (Vcc-) podajesz Uzasilania-=Up-10V≈40V


    Zasilanie układu można zrobić następująco

    Masa -|>[--|>[--(Vcc-)---|>[-(Up) ----[=====]----Ucc=60V

    ______D1_ D2_________D3___________R

    D1, D2 - 20 V 0.5W
    D3 - 10V
    R=680Ω 0.25W

    Prąd zenerów rzędu 15 mA wystarczy do zasilania układu, dokładność pomiaru nie zależy od Up (bo go odejmujemy)


    5. Pomiędzy nóżkę 6 (wyjście) i nóżkę 2 (wejście odwracające) włączasz
    rezystor Rw=10 kΩ o tolerancji 1% lub lepszej

    6. Aparat telefoniczny włączasz pomiędzy nóżkę 2 i masę (masa odniesienia dla Vcc+)

    7. Pomiędzy Vcc- i wejście - (nóżka 2) włączasz diodę na 100V katodą do nóżki 2 (zabezpiecza ona wejście wzmacniacza przed wystąpieniem na nim napięcia dużo niższego niż Vcc-


    8. Woltomierz włączasz pomiędzy nóżkę 3 (czyli napięcie Up) a nóżkę 6 czyli wyjście wzmacniacza.


    Ponieważ w takim układzie wzmacniacz minimalizuje napięcie różnicowe pomiędzy wejściami wzmacniacza (nóżki 2 i 3) to na aparacie telefonicznym jest też napięcie Up (z dokładnością do mV).

    Prąd płynący przez aparat jest podawany z wyjścia wzmacniacza przez rezystor Rw (ponieważ wzmacniacz ma wejścia FET-owe, to prąd wejściowy wzmacniacza można pominąć)

    Uwy=Up+Ix*Rw

    Teraz wystarczy odjąć napięcie Up od wyniku (np. włączając woltomierz pomiędzy Uwy i Up i otrzymamy

    Uwy=Ix*Rw

    dla Rw=10k

    napięcie wyjściowe będzie się zmieniać od 10 mV do 5V w zakresie prądów od 1 µA do 500 µA

    0
  • #5 12 Cze 2007 21:24
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    Kolega Paweł znowu fantazjuje, ale co gorsze to nie bardzo na temat... :D
    Nie możesz pobierać energii z linii telefonicznej, a więc pozostał Tobie tylko amperomierz w układzie pływającym i niepobierający energii z obwodu mierzonego.
    Taki amperomierz (i to na dodatek prawdziwy amperomierz) można zrealizować za pomocą wzmacniacza operacyjnego izolowanego, np. jak ten AD202JN od Analog Devices, ZOBACZ .
    Na wyjściu (po zapięciu odpowiedniej pętli sprzężenia zwrotnego na którą złoży się tylko jeden rezystor Rs pomiędzy pin-3 i pin-4), od strony zasilania (pin-38 względem pin-37), otrzymasz napięcie wyjściowe Uo proporcjonalne do mierzonego prądu Iin:
    Uo = - Iin•Rs, oraz praktycznie zerową rezystancję wewnętrzną tego amperomiarza Ra;
    Ra = Uin/Iin, gdzie;
    Uin - wejściowe napięcie niezrównoważenia wzmacniacza operacyjnego (po stronie izolowanej).
    Jak wygląda schemat prawdziwego amperomierza, zrealizowanego za pomocą wzmacniacza operacyjnego, nieizolowanego znajdziesz w każdym szanującym się podręczniku od Techniki Analogowej.

    Układ przeze mnie wielokrotnie wykonany praktycznie i stosowany również do pomiaru b. małych prądów (rzędu pA), ale wtedy rzeczony wzmacniacz operacyjny izolowany poprzedzony był wzmacniaczem operacyjnym pomiarowym MOS typu AD549LH.

    Pozdrawiam

    0
  • #6 13 Cze 2007 13:10
    djanj
    Poziom 21  

    :arrow: Paweł Es.
    ciekawy pomysl, moglbys sprawdzic czy dobrze to zrozumialem z opisu?

    Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.

    czy mozna by na kolejnym wzm. operacyjnym odjac to Up? zeby na wyjsciu bylo juz gotowe napiecie na przetwornik?

    :arrow: Quarz
    ile ten uklad moze pobierac pradu z linii?
    a moglbys cos szerzej powiedziec o tych amperomierzach albo jakiegos linka podeslac bo moje ksiazki nic nie mowia na ten temat.
    a tak sprawdzilem i uklad AD202JN kosztuje 209zl, takze raczej bede szukal innego rozwiazania

    0
  • #7 13 Cze 2007 13:25
    Quarz
    Poziom 43  

    djanj napisał:
    [ ... ]

    :arrow: Quarz
    ile ten uklad moze pobierac pradu z linii?

    ten, to znaczy który?

    djanj napisał:
    a moglbys cos szerzej powiedziec o tych amperomierzach albo jakiegos linka podeslac bo moje ksiazki nic nie mowia na ten temat.

    Najwyraźniej za dużo ode mnie wymagasz, dostałeś podpowiedź i szukaj sobie sam... Google, podręczniki, itp.

    djanj napisał:
    a tak sprawdzilem i uklad AD202JN kosztuje 209zl, takze raczej bede szukal innego rozwiazania

    Taaa... wszyscy by dziś chcieli za darmo... nawet w Burdelu... :cry:
    Jak potrafisz zrobić to taniej, na innym układzie, a na dodatek bez poboru energii z obwodu mierzonego ("prawdziwy amperomierz") i w układzie pływającym (czyli odizolowanym od obwodu pomiarowego), to proszę mnie o tym tu poinformować.
    Wzmacniacze operacyjne izolowane są również produkowane przez inne Firmy, poszukaj sobie.
    Idea "prawdziwego amperomierza", przy wykorzystaniu wzmacniacza operacyjnego, jest zawsze taka sama.

    Pozdrawiam

    0
  • #8 13 Cze 2007 14:31
    djanj
    Poziom 21  

    ten, tzn zaproponowany przez Pawła Es. o ktorym napisales ze nie bedzie dobry, bo pobiera prad z linii (pozatym aparat nie bedzie zasilany z linii tylko z zasilacza)

    moze za duzo od Ciebie wymagam, ale "prawdziwy amperomierz" jest to chyba Twoje okreslenie jakiegos ukladu

    Quarz napisał:

    Taaa... wszyscy by dziś chcieli za darmo... nawet w Burdelu... :cry:

    nie wnikam w oplaty w burdelach, skoro tak piszesz to wierze Ci na słowo,
    nie chce nic za darmo, ale takie rozwiazanie jest dla mnie za drogie

    0
  • #9 13 Cze 2007 14:42
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    [quote="djanj"]:arrow: Paweł Es.
    ciekawy pomysl, moglbys sprawdzic czy dobrze to zrozumialem z opisu?

    czy mozna by na kolejnym wzm. operacyjnym odjac to Up? zeby na wyjsciu bylo juz gotowe napiecie na przetwornik?


    Tak, dokładnie mi o to chodziło :))

    Teraz musisz dodać zwykły układ różnicowy, podający różnicę napięć pomiędzy wyjsciem wzmacniacza a napięciem UP, czyli różnicę napięcia pomiędzy 6 i 3 nóżką pierwszego wzmacniacza.

    Dobrze jest jeszcze dodać diodę pomiędzy - zasilania ierwszego wzmacniacza a wejściem nieodwracającym (katoda do wejścia - nóżka 2).

    Zabezpiecza ona wzmacniacz przed podaniem na wejście nieodwracające napięcia niższego niż napięcie zasilania. Stanie się to wtedy gdy wzmacniacz się nasyci (Uwy≈58.5V)

    Powiedzmy, że przy takich napięciach zasilania, nasycenie wzmacniacza "prądowego" nastąpi dla prądu Ix>850 &micro;A czyli dla R<58 kΩ
    Od tego momentu przy zmniejszaniu Rx obniża się napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacz "prądowego" i osiągnie ujemne napięcie zasilania wzmacniacza dla ok. 23 kΩ.

    Teoretycznie, licząc się z pewnym błędem, można po prostu wrzucić szeregowo z aparatem rezystor zabezpieczający układ pomiarowy przed zbyt wysokim napięciem.

    Chyba jednak lepsze jest rozwiązanie z diodą od "minusa" zasilania wzmacniacza (nóżka 4)


    Jeżeli to ma współpracować z jakimś przetwornikiem, to można zrobić tak, że masa układu jest tez masą przetwornika a napięcie Up (50V z nóżki 3 ) u Uwy z nóżki 6 wzmacniacza można spuścić dzielnikami do poziomów akceptowalnych przez przetwornik a całe odejmowanie zrobić już po przetwarzaniu (jeżeli w układzie będzie mikroprocesor, to dochodzą ciekawe możliwości: kalibracji, przeliczania prądu na rezystancję, itd.)

    0
  • #10 13 Cze 2007 16:53
    djanj
    Poziom 21  

    przetwornik mierzy do 5V, niechcialbym dzielic tego napiecia, bo zmniejszy mi sie zakres, najbardziej pasowaloby odjac to Up, ale to juz trzeba by zrobic na OpAmpie normalnie zasilonym (tzn.Vcc-=GND) czyli musialby byc zasilany wysokim napieciem, a takie OpAmpy sa trudno dostepne, pozatym i tak nie zszedl by z napieciem wyjsciowym do masy

    0
  • #11 13 Cze 2007 20:45
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Ewentualnie można zrobić przesuwnik napięcia (źródełko prądowe i rezystorek )

    Przez rezystor płynie stały prąd wywołujący spadek napięcia na nim,
    na górny koniec rezystora podajesz napięcie z wymienionego już układu (nie wpływa ono na wydajność źródła prądowego) a na drugim końcu rezystora masz to napięcie przesunięte o Iźr*R w dół.

    0
  • #12 13 Cze 2007 21:26
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    nie ma to jak "ułańska fantazja", przecież układ przedstawiony na poniższym schemacie, autorstwa Paweł Es. a zamieszczony w załączniku pn.: schemat2bk6.jpg, nie ma prawa działać w zakresie liniowym wzmacniacza operacyjnego typu TL071, nawet gdyby wszyscy bardzo tego chcieli...

    Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.

    A dlaczego, to niech dochodzi autor tego "knota" i zainteresowany...

    djanj napisał:
    ten, tzn zaproponowany przez Pawła Es. o ktorym napisales ze nie bedzie dobry, bo pobiera prad z linii (pozatym aparat nie bedzie zasilany z linii tylko z zasilacza)

    Patrz wyżej...

    djanj napisał:
    moze za duzo od Ciebie wymagam, ale "prawdziwy amperomierz" jest to chyba Twoje okreslenie jakiegos ukladu

    Gdybyś ze zrozumieniem przeczytał moje tu wcześniejsze wypowiedzi, to wiedziałbyś, iż jest to amperomierz o praktycznie zerowej rezystancji wewnętrznej, a wynika z tego istotna dla praktyki pomiarowej zaleta, ponieważ skoro Ra =0, to moc (energia) pobierana przez taki amperomierz też równa jest zero: Pa = Ia²•Ra =Ia²•0=0.
    Natomiast wzmacniacz operacyjny pracujący w układzie przetwornika (odwracającego); prąd - napięcie, to nic innego jak właśnie "prawdziwy amperomierz" ale uziemiony.
    Układ ten należy do jednego z podstawowych układów zastosowania wzmacniacza operacyjnego w zakresie liniowym, więc dziwię się ja, skąd takie zdziwienie u autora tego tematu.

    Pozdrawiam

    0
  • #13 14 Cze 2007 13:06
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Quarz napisał:
    Witam,

    nie ma to jak "ułańska fantazja", przecież układ przedstawiony na poniższym schemacie, autorstwa Paweł Es. a zamieszczony w załączniku układ, nie ma prawa działać w zakresie liniowym wzmacniacza operacyjnego typu TL071, nawet gdyby wszyscy bardzo tego chcieli...

    A dlaczego, to niech dochodzi autor tego "knota" i zainteresowany...



    Wiem Kolego Quartz, że jesteście Alfą, Omegą a nawet Zietą (by zeczepić jeszcze o polski alfabet) w dziedzinie elektroniki ale dosmucę was, że niejaki P. Spice (znany symulantom elektronicznym ) ma w temacie tego układu zupełnie odmienne zdanie od Waszego :))

    Pomijając już świadectwo niejakiego P. Spice'a ;)) to układ ten pracuje w
    zakresie liniowym jeżeli wzmacniacz operacyjny jest w stanie wymuszać takie napięcie na wyjściu, które po zdzielnikowaniu przez Rw i Rx wymusi na wejściu odwracającym takie samo (a dokładnie różniące się o Uwy/Ku woltów) jak jest na wejściu nieodwracającym.

    Wzmacniacz jest zasilany:

    Vcc+=+60V
    Vcc- =+40V

    czyli napięcie wyjsciowe wzmacniacza może się zmieniać w przybliżeniu w zakresie +41.5V do +58.5 V


    Co oznacza, że napięcie na wejściu (-) wzmacniacza może się zmieniać w zakresie

    $$U(-)=Uwy*\frac{Rx}{Rx+R2}$$

    od 37.7V do 53.2 V dla Rx=100k

    od 41.49 V do 58.49 V dla Rx= 50 MΩ

    Z czego wynika, że w tym zakresie istnieje takie Uwy, że po podzieleniu go w dzielniku Rx i R2 na wejściu (-) będzie napięcie ≈50V.


    Rozpatrując układ jako wzmacniacz różnicowy mamy:

    $$Uwy=Up*\frac{Rx+R2}{Rx}-Uwe2*\frac{R2}{Rx}$$

    W tym równaniu:

    Up=50V
    Uwe2=0 (bo Rx jest podłączone do masy)

    R2=10 k <---- rezystor wzorcowy do pomiaru prądu

    Rxmin=100 kΩ
    Rxmax=50MΩ

    Z czego wynika, że

    Uwy_max(Rxmin)=55 V

    Uwy_min(Rxmax)=50.01 V

    Obie te wartości doskonale mieszczą się w zakresie 41.5 do 58.5 V dostępnych napięć wyjściowych wzmacniacza zasilanego z napięć 40 i 60 V (jednocześnie 60-40=20 nie przekracza zakresu dopuszczalnych napięć zasilania TL071)


    Zalecam też uważniejsze czytanie wpisów autora tematu, gdzie jest zauważone, że układ nie będzie zasilany z linii telefonicznej a z zasilacza, czyli, że jest to układ laboratoryjny.


    djanj napisał:
    moze za duzo od Ciebie wymagam, ale "prawdziwy amperomierz" jest to chyba Twoje okreslenie jakiegos ukladu



    Quartz napisał:

    Gdybyś ze zrozumieniem przeczytał moje tu wcześniejsze wypowiedzi, to wiedziałbyś, iż jest to amperomierz o praktycznie zerowej rezystancji wewnętrznej, a wynika z tego istotna dla praktyki pomiarowej zaleta, ponieważ skoro Ra =0, to moc (energia) pobierana przez taki amperomierz też równa jest zero: Pa = Ia&sup2;•Ra =Ia&sup2;•0=0.


    NIE MA amperomierzy nie pobierających energii do pracy (oprócz tych na papierze), bo to by było równoznaczne ze zrobieniem czegoś w rodzaju perpetuum mobile, tj. amperomierz do wskazań brałby energię z niczego.

    Amperomierz o praktycznie zerowej rezystancji wejściowej, wymaga praktycznie bardzo dużego wzmocnienia dla uzyskania jakiegoś rozsądnego wskazania a to się wiąże z takimi niedogodnościami układowymi jak wzmacnianie szumów własnych oraz napięć i prądów niezrównoważenia samego układu przetwarzającego


    Pozdrawiam

    PS

    Uważam też, że wyciąganie przykrych doświadczeń finansowych autora poniższego tekstu:

    Cytat:
    Taaa... wszyscy by dziś chcieli za darmo... nawet w Burdelu...


    na forum elektronicznym jest nie na miejscu (tu są też osoby nieletnie, wierzące, niewierzące ale z zasadami itd, które nie powinny nawet dowiadywać się o takich miejscach o niealtruistycznym podejściu do drugiego człowieka)

    0
  • #14 14 Cze 2007 14:35
    Quarz
    Poziom 43  

    Panie Kolego, Paweł Es., proszę zmontować "wynaleziony" przez siebie układ i praktycznie go sprawdzić, czy mierzy (przetwarza) to, co autor tego tematu sobie życzył (w pobożnym życzeniu).
    Symulatory zaś mają to siebie, iż nie uzwględniają wszystkiego, a więc i tego czego w modelu elementu liniowego nie ma, czyli m. in. zakresu liniowego wejść tego wzmacniacza, ale i nie tylko to.
    Natomiast cały ten poniższy teoretyczny wywód jest dla mnie niezrozumiały, ponieważ inne oznaczenia rezystorów występują na schemacie a inne we wzorach poniżej, co jednoznacznie dyskwalifikuje cały ten wywód.

    Paweł Es. napisał:

    Wzmacniacz jest zasilany:

    Vcc+=+60V
    Vcc- =+40V

    czyli napięcie wyjsciowe wzmacniacza może się zmieniać w przybliżeniu w zakresie +41.5V do +58.5 V


    Co oznacza, że napięcie na wejściu (-) wzmacniacza może się zmieniać w zakresie



    od 37.7V do 53.2 V dla Rx=100k

    od 41.49 V do 58.49 V dla Rx= 50 MΩ

    Z czego wynika, że w tym zakresie istnieje takie Uwy, że po podzieleniu go w dzielniku Rx i Rw na wejściu (-) będzie napięcie ≈50V.


    Rozpatrując układ jako wzmacniacz różnicowy mamy:


    W tym równaniu:

    Up=50V
    Uwe2=0 (bo Rx jest podłączone do masy)

    Rw=10 k

    Rxmin=100 kΩ
    Rxmax=50MΩ

    Z czego wynika, że

    Uwy_max(Rxmin)=55 V

    Uwy_min(Rxmax)=50.01 V



    Zaś niezauważenie w mojej wypowiedzi słów: "..., iż jest to amperomierz o praktycznie zerowej rezystancji wewnętrznej, ..." i odnoszenie tego do czystej teorii zakrawa na hipokryzję czystej wody.
    Bo cóż to jest kilka miliohmów w "prawdziwym amperomierzu" do setek, czy tysięcy ohmów w tradycyjnym (z ustrojem magnetoelektrycznym) mikro(mili)amperomierzu?

    Reszta Waszej wypowiedzi, Panie Kolego, Paweł Es., nie zasługuje na moją ripostę...

    Quarz

    0
  • #15 14 Cze 2007 18:58
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Quarz napisał:
    Panie Kolego, Paweł Es., proszę zmontować "wynaleziony" przez siebie układ i praktycznie go sprawdzić, czy mierzy (przetwarza) to, co autor tego tematu sobie życzył (w pobożnym życzeniu).


    Kolego Quartz, abstrahujecie od układu odniesienia ... ;)) {cytat za "Seksmisją" (c) Juliusz Machulski, Jolanta Hartwig, Pavel Hajný}



    Quartz napisał:

    Symulatory zaś mają to siebie, iż nie uzwględniają wszystkiego, a więc i tego czego w modelu elementu liniowego nie ma, czyli m. in. zakresu liniowego wejść tego wzmacniacza, ale i nie tylko to.


    Pomijam już pokrętność stwierdzenia o braku zakresu liniowego w modelu elementu liniowego ;))) (patrz zdanie powyżej)

    Nie wiem, jakich Kolega używa symulatorów, ja do swoich nie mam zastrzeżeń, a co do wiedzy na ten temat, to na Politechnice Warszawskiej na Wydziale Elektroniki, musiałem na zaliczenie napisać samodzielnie program analizujący zadany przez prowadzącego układ. Musiałem robić na piechotę analizę DC (z uwzględnieniem nieliniowych modeli elementów użytych w układzie) i AC, co się wiązało w pewnym sensie z napisaniem jednozadaniowego programu Spice (tworzenie macierzy na podstawie układu, wielokrotne rozwiązywanie układu równań - iteracje Newtona Raphsona dla znalezienia punktu pracy układu nieliniowego, a potem rozwiązywanie zespolonego układu równań dla wyliczenia charakterystyk częstotliwościowych na modelu małosygnałowym w stałoprądowym punkcie pracy). Wyniki musiały się zgadzać z wynikami symulatora Optima, (polska wersja SPice, stworzona na PW). I to wszystko jednoosobowo i w jeden semestr !!!!

    http://www.ise.pw.edu.pl/index.php?id=188

    u której Autora: dra (w 1988 roku) Jana Ogrodzkiego robiłem to zadanie zaliczeniowe.

    Inną "zabawą" jaką nam zadawano to była symulacja działania układów scalonych (z katalogu Philipsa) na podstawie uproszczonego schematu zamieszczonego w katalogu (dla "ułatwienia" bez podanych wartości rezystorów). W ramach symulacji trzeba było tak dobrać punkt pracy (a więc i wartości elementów) tak by uzyskać parametry układu podane w katalogu lub lepsze.

    Tak więc temat symulacji układów nie jest mi całkowicie obcy ...

    Quartz napisał:


    Natomiast cały ten poniższy teoretyczny wywód jest dla mnie niezrozumiały, ponieważ inne oznaczenia rezystorów występują na schemacie a inne we wzorach poniżej, co jednoznacznie dyskwalifikuje cały ten wywód.







    Mój Boż ... Wielki Elektroniku, niezrozumiały wywód z powodu innego oznaczenia jednego rezystora w stosunku do schematu (zresztą nie mojego, tylko Kolegi zadającego zadanie - proszę cofnąć do mojego pierwszego postu ze słownym opisem układu tam występował rezystor Rw (który Kolega zadający zadanie przemianował na R2 na schemacie).

    Być może mieliśmy różnych nauczycieli ale moi mówili, by się nie przywiązywać do szczegółów i oznaczeń, bo można zgubić sens rozważań.

    Nie ważne jest czy jest dę/dą czy też dy/dx, cały czas mówimy o pochodnej ... {cytat z dra Radosława Godowskiego, z ćwiczeń z analizy matematycznej}


    Quartz napisał:

    Zaś niezauważenie w mojej wypowiedzi słów: "..., iż jest to amperomierz o praktycznie zerowej rezystancji wewnętrznej, ..." i odnoszenie tego do czystej teorii zakrawa na hipokryzję czystej wody.
    Bo cóż to jest kilka miliohmów w "prawdziwym amperomierzu" do setek, czy tysięcy ohmów w tradycyjnym (z ustrojem magnetoelektrycznym) mikro(mili)amperomierzu?




    Pozwolę sobie przypomnieć dalszą część zdania:

    Quartz napisał:

    ... iż jest to amperomierz o praktycznie zerowej rezystancji wewnętrznej, a wynika z tego istotna dla praktyki pomiarowej zaleta, ponieważ skoro Ra =0, to moc (energia) pobierana przez taki amperomierz też równa jest zero: Pa = Ia&sup2;•Ra =Ia&sup2;•0=0.


    praktycznie zerowy oznacza Ra≈0 a nie Ra=0 !!!!!!

    Pomijając już fakt, że moc się pobiera a energię (moc razy czas) się zużywa !!!!

    Współczuję pomiaru prądu rzędu 1 mikroamper przyrządem o rezystancji wewnętrznej np. 10 miliomów, na którym występuje spadek napięcia rzedu 10 nV "łatwo" mierzalny przy pomocy standardowych metod i elementów (szczególnie dostępnych dla młodzieży szkolnej)

    Dla wyjaśnienia: dane dwóch mierników uniwersalnych cyfrowych (zmierzone innym miernikiem ):

    TES 2360

    Zakres 400 &micro;A -> Rwewn=1 kΩ
    Zakres 40 mA -> Rwewn=11 Ω
    Zakres 400 mA -> Rwewn= 1.1Ω

    METEX 3650

    Zakres 200 &micro;A -> Rwewn= 1kΩ
    Zakres 2 mA -> 100Ω
    Zakres 200 mA -> 1Ω

    Więc raczej nie są to miliomy szczególnie na zakresach mikroamperowych. !!!!!

    Rezystancja wewnętrzna amperomierza jest tak dobierana, by wystąpił na niej jakiś łatwo mierzalny spadek napięcia a z drugiej strony błąd wnoszony przez obcą rezystancję w obwodzie był mniejszy niż założony błąd przyrządu pomiarowego !!!!


    Wyjaśniam nierozumiejącym: :))

    Wzmacniacz operacyjny działa wg wzoru (pomijam nieidealności):

    Uwy=Au*(Un-Uo)

    gdzie

    Au - wzmocnienie przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego, dla TL071 jest to od 50 000 do 200 000 V/V

    Un - napięcie na wejściu nieodwracającym
    Uo - napięcie na wejściu odwracającym

    napięcia na obu wejściach muszą się mieścić pomiędzy napięciami zasilania układu wzmacniacza (Vee -> nóżka 4 i Vcc -> nóżka 7)

    W rozpatrywanym układzie są to napięcia 60 i 40 V, a więc napięcie 50V mieści się w środku tego zakresu.

    w naszym przypadku

    Un=50V

    $$Uo=Uwy*\frac{Rx}{Rx+R2}$$

    Składając to w jeden wzór:

    $$Uwy=Au*(Un-Uwy*\frac{Rx}{R2+Rx})$$

    Un=50V


    $$Uwy(1+\frac{Au*Rx}{R2+Rx})=Au*Un$$

    $$Uwy=Un* \frac{Au*(R2+Rx)}{R2+Rx+Au*Rx}$$

    dzieląc licznik i mianownik przez Au otrzymujemy wzór:


    $$Uwy=Un* \frac{R2+Rx}{\frac{R2+Rx}{Au}+Rx}$$ <- wzór dokładny na Uwy

    Jeżeli Au dąży do nieskończoności to czynnik w mianowniku:

    $$\frac{Rx+R2}{Au}$$ jest dużo mniejszy (dąży do 0) od Rx więc można go zaniedbać, co prowadzi nas znanego wzoru przybliżonego na Uwy (dla Au=nieskończoność):

    $$Uwy=Un* \frac{R2+Rx}{Rx}$$

    Teraz wracając do wzoru na napięcie podawane na wejście odwracające wzmacniacza:

    $$Uo=Uwy*\frac{Rx}{Rx+R2}$$ i składając go z powyższym otrzymujemy

    Uwy=Un (czyli też mieści się w zakresie napięć zasilających wzmacniacz)

    a dokładnie

    $$Uwy=\frac{Un}{1+\frac{R2+Rx}{Au*Rx}}$$

    Ponieważ napięcie Un jest jednocześnie napięciem na Rx, to przez Rx, niezależnie od jego wartości (z uwzględnieniem liniowego zakresu zmian napięcia wyjściowego) to:

    $$Ix=\frac{Un}{Rx}$$


    Ponieważ Ix płynie tylko przez R2 z wyjścia wzmacniacza (zaniedbujemy prądy polaryzujące wejścia TL 071, max 200 pA czyli 5000 razy mniejszy od najmniejszej wartości prądu mierzonego), to napięcie wyjściowe w stanie równowagi wynosi:

    Uwy=Un+Ix*R2

    Un=50V
    R2=10k

    jeżeli od Uwy odejmiemy Un to otrzymamy napięcie Uwy1 proporcjonalne do prądu Ix:


    Uwy1=Uwy-Un=Rw*Ix

    c.b.d.u.


    Należy tylko zauważyć, że ze względu na bardzo małe prądy mierzone układ musi być zmontowany bardzo starannie, by uniknąć upływności w samym układzie, które będą fałszować wyniku.

    Dodano po 1 [godziny] 31 [minuty]:

    Można też zrobić inną wersję układu, gdzie odpada problem przesuwania napięcia.

    Aparat (Rx) jest zasilany po centralowemu z Up=-50V :))

    Pierwszy wzmacniacz przetwarza I na U


    Ix=50V/(R1+Rx)

    R1, dioda i bezpiecznik służą do zabezpieczenia wzmacniacza U1 w przypadku zwarcia zacisków aparatu.

    R1<<Rx_min

    Drugi wzmacniacz służy do pomiaru napięcia -50V do obliczenia ewentualnych poprawek przy przeliczaniu wyniku (Ix zależy od Up)

    Na rysunkach układ dla granicznych wartości Rx

    0
  • #16 14 Cze 2007 22:17
    Quarz
    Poziom 43  

    Witam,
    powyższy post autorstwa :arrow: Paweł Es. , moim zdaniem, jest w znacznej większości swej treści niezwiązany z tematem, a więc jego miejsce jest tylko jedno ==> Kosz.
    Jednak gwoli wyjaśnienia chcę zapytać na Forum autora poniższych dwóch schematów:

    Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.

    Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.

    gdzie jest oryginalny obwód autora tematu, o ten:

    Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.,
    oraz skąd jakaś liczba -50 przy dolnym wyprowadzeniu rezystora Rx ? ? ?
    Pytanie pomocnicze: a skąd zasilanie ±10V (względem potencjału odniesienia zaznaczonego na dwóch pierwszych schematach) dla wzmacniaczy operacyjnych?

    Mam nieoparte wrażenie, iż Pan, Panie Kolego, Paweł Es., w zapalczywości udowadniania swoich racji (których tu ni jak nie widać) zapomniał dawno co jest tu głównym tematem i gdzie jest potencjał odniesienia (masa) przedstawionego tu, w tytułowym poście, przez Kolegę djanj schematu.

    Quarz

    0
  • #17 15 Cze 2007 02:52
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Szanowny Kolego Quartz !

    Proponował bym, co do wyrzucania do kosza, to zająć się własnymi
    niemerytorycznymi tekstami, które można znaleźć pod różnymi tematami.
    (typu porad zrób to sam, poszukaj sobie, uwagi o płatnosciach w burd.. itp)

    Co stosowalności podanych układów, to należy spytać Kolegę zakładającego temat.

    Podany przez niego układ jest tylko wstępem do zarysu podstaw rozwiązania.

    1. Z tego co napisał, ma zamiar mierzyć prąd pobierany przez aparat
    telefoniczny !

    2. Z podanego zakresu mierzonych prądów 1 do 400 µA wynika, że chodzi o stan kiedy mikrotelefon jest odłożony na widełki, a z punktu widzenia zacisków liniowych widoczny jest tylko obwód dzwonienia.

    3. Wedle norm, prąd pobierany z linii przez urządzenie abonenckie w stanie czuwania (odłożony mikrotelefon na widełkach) powinien być mniejszy niż 0.4 mA przy napięciu 60V (a nawet 66 jako maksymalnej wartości napięcia stałego jaka może wystąpić w linii)

    4. Napięcie w linii telefonicznej rozwartej, zależnie od typu centrali wynosi:

    - 48V (tolerancja -5/+6V) podawane przez 2*400Ω
    - 60V (±6V) podawane przez 2*500Ω

    Czyli teoretycznie napięcie stałe na zaciskach linii nieobciążonej może wynosić od 43 do 66V

    5. Kolega zakładający temat wybrał 48V (a ja dla uproszczenia obliczeń wybrałem 50V)

    6. Polaryzacja napięcia nie ma wpływu na urządzenia abonenckie (aparat jest symetryczny dla obu kierunków prądu)

    Co do układów, mając na względzie wyżej wymienione wymagania.

    Zasilanie aparatu może mieć dowolną polaryzację, więc możemy go zasilać z +50 V względem masy jak i -50V względem masy. Pierwszy układ realizuje wersję z +50, zaś drugi z -50V (jak ustawi 48 V też będzie dobrze).

    W pierwszym układzie jest ten problem, że przetworzona na napięcie wartość prądu Ix jest przesunięta względem masy o 50 V (48V) co wymagało by tez zawieszenia w tej okolicy masy przetwornika A/C, którym Kolega djani chce odczytywać wartość prądu.

    Powstała więc modyfikacja układu kiedy to masa odniesienia jest na poziomie 0V, jak w większości zwykle budowanych rozwiązań.

    Wzmacniacze można zasilać symetrycznie (akurat sobie wymyśliłem ±10V w nawiązaniu do pierwszej wersji ale może też być ±15 V wedle uznania i dostępności napięć z zasilacza).

    Ponieważ wzmacniacz jest "scentrowany" wokół 0V to dla zachowania napięcia testowego aparatu musi on być zasilany z -50V względem masy dzięki czemu daje na wyjściu wzmacniacza napięcie dodatnie (0..5V) dla prądów Ix od 0 do 500 µA, łatwo strawne przez przetworniki A/C.

    Dwa ostatnie rysunki różnią się wartością rezystancji Rx i wynikającymi z tego napięciami na wyjściach wzmacniaczy.

    Druga wersja układu jest wrażliwa na wartość napięcia zasilającego aparat: Ix=Up/Rx, więc w przypadku, gdybyśmy chcieli dodatkowo mierzyć Rx, to potrzebny jest pomiar napięcia Up (48V) lub jego stabilizacja.


    Co do pierwotnego układu Kolegi zakładającego temat, to tam pomiar też jest możliwy tyle, że rezystor 640 należało by włączyć jednym końcem do masy (zamienić rezystory na schemacie miejscami) a potem zbierane z niego napięcie np. wzmocnić 19,53 raza by dla prądu 400 uA spadek napięcie doprowadzone do przetwornika miało typową wartość zakresową przetworników A/C

    Uwe=19.53*Ix*640=12500*Ix

    Kod odczytany z przetwornika wynosiłby wtedy:

    N=Uwe/q=[256*Uwe/5V] (przyjmując napięcie zakresowe 5V)

    N=[256*12500*Ix/5]=[640 000 *Ix] [] - oznacza część całkowitą liczby

    jeden schodek przetwornika odpowiada wtedy ok. 1,56 µA


    I to było by trzecie rozwiązanie zadanego problemu :)))

    0
  • #18 20 Cze 2007 08:09
    djanj
    Poziom 21  

    i chyba tak wlasnie zrobie, jak w trzecim sposobie, tylko wlacze rezystor pomiarowy 10Ω do masy, ten uklad pomiarowy mi najbardziej pasuje bo musze jeszcze mierzyc napiecie na telefonie, zeby obliczyc rezystancje, czy moge to zrobic w taki sposob jak na rysunku? za pomoca dzielnika i wtornika? dzielnik napiecia chyba nie obciaza znaczaco ukladu?
    na rysunku Rpomiarowy ma 0,1Ω, bo bede mierzyl tez prad przy podniesionej sluchawce a wtedy prad moze byc z zakresu 17-73mA i musi byc inny rezystor pomiarowy, natomiast dzielnik napiecia pozostaje ten sam.

    Pomiar prądu. Pomiar będzie wykonany 8-bitowym przetw. AC.

    0
  • #19 20 Cze 2007 13:50
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Zamieniłeś miejscami rezystory pomiaru napięcia, większy powinien być na górze (z resztą możesz zmniejszyć wartości rezystorów na 113 k i 1.02 M (seria 1%)

    Swoją drogą to zakres pomiarowy napięcia powinien sięgać do 66V (największe napięcie stałe jakie może pojawić się na zaciskach aparatu.)

    Rezystor pomiarowe muszą być dwa zależnie co chcesz mierzyć:

    - 1Ω dla zakresu mA (mierniki uniwersalne tak mają)
    - 1-10k dla zakresu µA

    przy Rpom=10Ω przy prądzie 1 µA będziesz miał spadek napięcia 10 mikrowoltów a musisz to podnieść do poziomu akceptowalnego przez przetwornik.


    Dlaczego tak dziwnie zasilasz aparat przez 680 Ω, w warunkach bojowych
    aparat jest zasilany:

    - przez 2*500Ω + Rlinii przy zasilaniu 60V (±6V)

    - przez 2*400Ω +Rlinii przy zasilaniu 48V (-5/+6) ?

    0
  • #20 20 Cze 2007 14:54
    djanj
    Poziom 21  

    faktycznie przez przypadek zamienilem wartosci w dzielniku.

    przy pomiarze mA chce dac rezystor 0,1Ω
    a przy uA 10Ω i pozniej to wzmocnic 1000 razy

    co do zakresu pomiarowego to zasilam to z zasilacza ktory nie da wiecej napiecia niz 48V.

    jesli chodzi o rezystor 680Ω, to tak jak pisalem zasilacz ma 48V, a aparat moze pobierac z linii max 73mA, chce miec mozliwosc sprawdzenia czy czasem nie pobiera wiecej, wiec ten rezystor powinien byc nawet troche mniejszy

    0
  • Pomocny post
    #21 21 Cze 2007 12:27
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Zważ, że przy dużych wzmocnieniach, wzmacniasz także wszelkie zakłócenia (składową zmienną napięcia zasilacza, zakłócenia wchodzące po kablach). Przypadkowe wyładowanie elektrostatyczne czy nawet jakiekolwiek zakłócenie, może wprowadzić wzmacniacz w stan nasycenia. Tak więc raczej daj większe rezystory a mniejsze wzmocnienie wzmacniacza.

    0
TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo