Optymalne metody pomiaru prądu stałego 0-10A przy 50V z wykorzystaniem wzmacniacza różnicowego

Wed Jan 03, 2007 1:57 pm   

Witam

Zastanawiam sie jak zrobić dokładny pomiar pradu stałego w zakresie 0-10A
przy napieciu do 50V. Pomiar ma być na rezystorze szeregowym 0,1 om po
stronie "goracej". Zastanawiam sie jak zrobic wzmacniacz róznicowy aby
uzyskać jak najlepsza dokładnośc dla 16-bitowego przetwornika A/D. Zdaje
sobie sprawe że uzyskanie dokładnosci rzedu 1mA bedzie raczej trudne.

Przychodza mi dwa rozwiazania :
1. Zwykły wzmacniacz róznicowy na dobrym opampie np OP07 z rezystorami tak
dobranymi aby napiecia na wejsciach nie przekroczyły wartosci
dozwolonych. Wada bedzie chyba małe wzmocnienie.
2. Zastosowanie tzw. " Instrumentation Amplifiers" np. INA129 z dodatkowymi
rezystorami na wejściach (max. napiecie dla tych układów jest rzedu 30V).

Jakie rowiazanie bedzie najbardziej optymalne pod wzgledem dokładnosci?
Jaki rezystor pomiarowy najlepiej zastosować? Czy taki 0,1/20W 1% w
aluminiowej obudowie bedzie odpowiedni ?

Wed Jan 03, 2007 1:58 pm   

Dnia Wed, 3 Jan 2007 13:57:22 +0100, ADAM napisał(a):


Może zacznij od podania tej dokładności, zanim zapytasz o resztę.
--
Jacek

Wed Jan 03, 2007 2:00 pm   

ADAM wrote:

a wyjście robić już cyfrą, optoizolowane. Tylko coś trzeba będzie
zrobić z napięciem wyjściowym przetworniczki żeby się nadało do ADC.

TP.

Wed Jan 03, 2007 2:20 pm   

On Wed, 3 Jan 2007 13:57:22 +0100, ADAM wrote:

A moze umiesc przetwornik na wysokim potencjale, a optoizoluj
interfejs cyfrowy [szeregowy] ?


Hm, tak sobie przeglam pdf to common mode input jest tylko 1.4V
wieksze od napiecia zasilania, a zasilanie raptem 18V.

A ogolnie to wzmacniacze w INA129 wydaja sie gorsze niz
w OP07. Zyskujesz dobrane oporniki, na wspolnym podlozu [temperatura].

J.

Wed Jan 03, 2007 2:24 pm   

Użytkownik "Jacek Maciejewski" <jacmac.wytnij@o2.pl> napisał w wiadomości
news:hrw8zxkrt4sa.1djvv8ivt4lnq$.dlg@40tude.net...

Idealna byłaby właśnie dokładność 1mA (przynajmniej w zakresie 0-1A) ale
bez przełaczanych rezystorów lub zwiekszania wartosci rezystora
pomiarowego.

Wed Jan 03, 2007 2:26 pm   

Ale po co separować? Powiesić opampa i ADC na górze i zasilić liniowo od
dołu. Niecały wat nie powinien być problemem przy 0,5 kW.

Wed Jan 03, 2007 2:28 pm   

Użytkownik "ADAM" <simpol@wp.pl> napisał w wiadomości
news:eng94t$pfg$1@atlantis.news.tpi.pl...

na takim rezystorze uzyskasz max dokładność 1%, wiec 10mA. moc rezystora
bedzie ok. Przy takiej dokladnosci uzycie zwyklego opampa w układzie
róznicowym + precyzyjne rezystorki bedzie w zupełnosci wystarczyło. poza tym
przy takiej dokładnosci 12bit to az za duzo ;)

innym pomysłem jest izolacja galwaniczna na torze cyfrowym, i wtedy mase
przetwornika laczysz bezposrednio z jedna nózka rezystora, a napiecie
drugiej mierzysz tymze przetwornikim (ewentualnie po lekkim wzmocnieniu).
Wtedy przy uzyciu dokladniejszego rezystora mozesz miec wieksza dokladnosc.
zasilanie tego dalbym jakąś miniaturową przetworniczką.

Wed Jan 03, 2007 2:35 pm   

Użytkownik "ADAM" <simpol@wp.pl> napisał w wiadomości
news:eng94t$pfg$1@atlantis.news.tpi.pl...


Można wzmocnić sygnał wzmacniaczem referowanym do plusa po czym sprowadzić do
masy stosując np. konwerter U/I (albo w ogóle wzmacniacz pomiarowy w układzie
źródła prądowego). Od masy wystarczy wtedy dać rezystor. Jest to oczywiście
jakiś kompromis, ale sporo tańszy od pomiarów przez barierę galwaniczną.
Oczywiście napięcie na tym plusie musi mieć jakieś gwarantowane minimum, żeby
źródło prądowe mogło działać.

entrop3r

Wed Jan 03, 2007 2:44 pm   

Bogdan Gutknecht wrote:


TP.

Wed Jan 03, 2007 3:13 pm   

Hello ADAM,

Wednesday, January 3, 2007, 2:24:58 PM, you wrote:


Żądasz dokładności rzedu 0.01% licząc dla pelnego zakresu...

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Wed Jan 03, 2007 4:21 pm   

nuclear schrieb:

z obliczeń wynika 100mA. Chłop chce 0.01%, takie proste to nie będzie.
Po pierwsze wziąłbym opornik rzędu 10mOhm, czwórnik. Z normalnym
opornikiem robisz za duże błędy. Poza tym potrzebny będzie do tego
radiator i pomiar temperatury opornika. Wtedy możesz osiągnąć te 0.01%,
o ile masz charakterystykę temp. tego opornika.

Waldek

Wed Jan 03, 2007 6:08 pm   

Dnia Wed, 3 Jan 2007 14:24:58 +0100, ADAM napisał(a):


Czy nie mylisz rozdzielczości z dokładnością? Dokładność podaje się z
reguły w procentach...
--
Jacek

Wed Jan 03, 2007 6:43 pm   

a zachowanie sie samego opornika?jak sie nagrzeje to co innego bedzie
mierzone, pozatym zasada jest stosowania klasę lepszych elementów
niż zakładana klasa pomiarowa...cos mnie tu pachnie improwizacja

Thu Jan 04, 2007 1:02 pm   

W sumie to ten pomiar ma byc do zasilacza (obecnie mam zamontowany normalny
amperomierz ). Zależy mi na dokładności szczególnie w poczatkowym zakresie
pomiarowym tak do 1A lub nawet mniej np. do analizy poboru pradu przez
urzadzenie z procesorem (podłączanie miernika uniwersalnego jest bardzo
niewygodne). Jeśli chodzi o ten rezystor to wydaje mi sie że 1% to jest
tolerancja, a nie stabilnośc i rozrzut wartosci rezystora mozna bez problemu
skorygować w programie. Gorzej ze stabilnoscia termiczna ale chyba jest
lepsza niz ten 1% . Temperatura w obudowie zasilacza nie przekracza 60
stopni (radiatory sa na zewnątrz). Rezystor bedzie wytracał 10W przy pełnym
obciazeniu ale przy 1A to moc tylko 1W czyli raczej mocno sie nie
nagrzeje.

Przyszedł mi jeszcze inny pomysł na pomiar wynikajacy z konstrukcji
zasilacza. Elementem regulujacym w zasilaczu jest wyskopradowy opamp oraz
tranzystory. Podłaczone sa tak że prad do około 0,5A idzie z opampa , a
powyzej tego idzie z tranzystorów. Układ jest zrobiony w typowy sposób z
rezystorem szeregowym o wrtosci chyba 1,5 lub 2 om. Pomiaru można by było
dokonywac na obu rezystorach , dla małych wartosci pradu wyswietlać wynik z
tego wiekszego rezystora , a dla wiekszych z tego mniejszego. Takie
rozwiazanie nie zwieksza strat w układzie i przełaczanie rezystorów tez nie
jest konieczne.







Użytkownik <dziad_ek@o2.pl> napisał w wiadomości
news:1167846228.553780.310570@h40g2000cwb.googlegroups.com...
a zachowanie sie samego opornika?jak sie nagrzeje to co innego bedzie
mierzone, pozatym zasada jest stosowania klasę lepszych elementów
niż zakładana klasa pomiarowa...cos mnie tu pachnie improwizacja

Thu Jan 04, 2007 1:52 pm   

"ADAM" <simpol@wp.pl> wrote in message
news:eniqck$dc4$1@atlantis.news.tpi.pl...

Dobrze, że wreszcie podałeś dokładnie do czego to...
Oczywiście, można te błędy korygować softwarowo - musisz wykonać wzorcowanie
Twojego układu z użyciem innego, precyzyjnego amperomierza. Wtedy dokładność
rezystora nie będzie istotna. Można doprowadzić dokładność Twojego pomiaru
do poziomu dokładności tego wzorcowego amperomierza.
Do pomiaru jednocześnie dużych prądów i małych mA będzie potrzebny
przetwornik kilkunastobitowy. Tu największym problemem będzie precyzja wzm.
operacyjnego. Zauważ, że przy 2mA i 0,1 Ohm masz różnicowe napięcie 0,2mV.
Jest to spore wyzwanie: dryfty temperaturowe wejść wzm., efekty
termoelektryczne połączeń, zakłócenia EM....



Niestey - nadal będzie problem z pomiarem różnicowym kilkunastu mV na
wspólnym potencjale kilkudziesięciovoltowym. Daj ten opornik szeregowy po
stronie masy. Przetwornik ADC podłączysz bez pośrednictwa wzm. operacyjnego.
Softwarowo skorygujesz odchyłki od rzeczywistych prądów w obciążeniu.

Roman