Jak zrobic dokładny pomiar prądu ?

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 ?

Reply to
ADAM
Loading thread data ...

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

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

Reply to
Jacek Maciejewski

  1. A może przetworniczka separująca galwanicznie opamp z przetwornikiem a wyjście robić już cyfrą, optoizolowane. Tylko coś trzeba będzie zrobić z napięciem wyjściowym przetworniczki żeby się nadało do ADC.

TP.

Reply to
Tomasz Piasecki

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.

Reply to
J.F.

Użytkownik "Jacek Maciejewski" snipped-for-privacy@o2.pl napisał w wiadomości news:hrw8zxkrt4sa.1djvv8ivt4lnq$. snipped-for-privacy@40tude.net...

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

Reply to
ADAM

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.

Reply to
Bogdan Gutknecht

Użytkownik "ADAM" snipped-for-privacy@wp.pl napisał w wiadomości news:eng94t$pfg$ snipped-for-privacy@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.

Reply to
nuclear

Użytkownik "ADAM" snipped-for-privacy@wp.pl napisał w wiadomości news:eng94t$pfg$ snipped-for-privacy@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

Reply to
entroper

No racja :)

TP.

Reply to
Tomasz Piasecki

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

Reply to
RoMan Mandziejewicz

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

Reply to
Waldemar

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... :)

Reply to
Jacek Maciejewski

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

Reply to
dziad_ek

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 snipped-for-privacy@o2.pl napisał w wiadomości news: snipped-for-privacy@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

Reply to
ADAM

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

Reply to
Roman

Właśnie. I stabilność termiczna i długoterminowa może być gorsza od tolerancji.

No i dobrze. Mały procesorek i masz automatyczne przełączanie zakresów. Ponieważ jest to zasilacz to masz chyba nawet nadwyżkę napięcia przed stabilizatorem do jego zasilenia.

Reply to
Bogdan Gutknecht

Użytkownik "ADAM" snipped-for-privacy@wp.pl napisał w wiadomości news:eniqck$dc4$ snipped-for-privacy@atlantis.news.tpi.pl...

(...)

Nie lepiej cały czas mierzyć napięcie na tym większym, a przełączać wzmocnienie/tłumienie wzmacniacza ?

pozdrawiam entrop3r

Reply to
entroper

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.