Misura di una tensione alternata (0-220V) mediante ADC micro

Ciao a tutti,

ho l'esigenza di misurare, con sufficiente precisione (diciamo l'1%) una tensione alternata nel range 0-220V a 50Hz, mediante una conversione ADC di un micro. Naturalmente il tutto dovrebbe essere disaccoppiato, cioé l'alimentazione del micro (ed eventuale logica aggiuntiva) deve essere disaccoppiata dalla tensione alternata.

Ho pensato ad un trasformatore per disaccoppiare e ridurre la tensione, ma non è lineare neanche un po'. E' un piccolo trasformatorino comprato da RS... magari qualcuno conosce qualche altro trasformatore lineare nel range detto di bassa potenza (mi serve solo per misura).

Ho pensato ad un fotoaccoppiatore, ma non solo è poco lineare ma anche poco stabile. Il guadagno del fototransistor cambia molto da componente a componente, quindi dovrei prevedere ogni volta un punto di taratura che non vorrei avere. Dovrei prevedere qualche meccanismo di retroazione ma addio fotoaccoppiamento.

Ho pensato ad operazionali fotoaccoppiati internamente, quelli con due alimentazioni. Ma dovrei alimentare l'operazionale a monte con una tensione regolata e dovrei generarmela appositamente.

In molte soluzioni ho visto usare resistenze ad alta potenza (15W e più). Sinceramente non mi va di assorbire così tanto e/o di avere resistenze che scaldano tanto nel mio oggetto.

Possibile che non ci sia una soluzione più semplice senza spendere troppo? Come fanno i multimetri la misura di tensione alternata?

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pozz
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Ciao!

Hai provato con un trasformatore amperometrico (tipo LEM)? Non ne sono sicuro ma dovrebbero essere abbastanza lineari.

In realtà si può fotoaccoppiare anche il ramo di retroazione ma effettivamente nelle applicazioni lineari i fotoaccoppiatori non sono il massimo!

Questa soluzione secondo me è molto valida: è vero che devi alimentare l'operazionale a monte però non c'è bisogno di un regolatore particolarmente raffinato. La corrente assorbita dall'opamp, infatti, è molto bassa; inoltre la PSRR (Power Supply Rejection Ratio) dell'opamp è molto alta per cui la presenza di un leggero ripple sull'alimentazione non ha effetti sostanziali. Quello che voglio dire, in sostanza, è che ti basta trovare il metodo di abbassare la tensione di rete (eventualmente senza trasformatore) e raddrizzarla... il tuo "regolatore" a valle, quindi, può essere anche un semplice condensatore.

La soluzione più semplice è quella di non avere isolamento tra il tuo circuito e quello sottoposto a misura: la maggior parte dei multimetri, infatti, è fatta così! Per quanto riguarda COME fanno le misure in alternata i multimetri il discorso è un po' lungo... se poi ti interessa se ne puo' parlare. Attenzione solamente ad un particolare: hai detto che ti serve misurare una tensione compresa tra 0 V e 220 V: parli di valore efficace (immagino)? Se il sistema deve funzionare solo con ingressi sinusoidali puoi risalire al valore efficace, ad esempio, misurando il valore di picco del segnale e dividendolo per 1.414. Se il sistema deve funzionare con qualsiasi tipo di ingresso cioè misurare il valore efficace di una forma d'onda qualsiasi il discorso è più complesso... ci sono integrati appositi che lo fanno.

Spero di non aver divagato troppo, :-)

Stefano

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Stefano B.

Forse un trasformatore voltmetrico (TV) e' da preferirsi ad uno amperometrico, soprattutto se si deve misurare una tensione...

Non vedo problemi ad utilizzare un partitore resistivo o capacitivo se c'e' la possibilita' di separare galvanicamente l'ingresso dello strumento e la parte di conversione.

Se si vuole matenere la separazione dei circuiti, si puo' provare a far funzionare il trasformatore in una piu' zona lontana da dove comincia la saturazione, interponendo una resistenza opportuna in serie al primario, in modo da farlo lavorare in una zona piu' "lineare".

Buon lavoro!

Tom.

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Tomaso Ferrando

Mi sembra strano che un comune trasformatore non sia lineare... a meno che quello che tu hai usato non sia un trasformatore particolare non adatto allo scopo

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LAB

Se si tratta di un TRF di alimentazione e non di misura (TV) e' piu' che probabile che lavori oltre la zona lineare.

Saluti.

Tom.

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Tomaso Ferrando

"Tomaso Ferrando" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@mygate.mailgate.org...

che

allo

Si, si tratta di un comune trasformatore per alimentazione, ed effettivamente non lavorava in zona lineare.

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pozz

"Tomaso Ferrando" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@mygate.mailgate.org...

Si, spero di trovare qualcosa del genere. Voi mi sapete consigliare dove acquistarne uno?

E' questo il punto. Se devo isolare galvanicamente devo usare un trasformatore e siamo sempre lì.

Sinceramente non so perché un trasformatore venga fatto funzionare in zona non lineare. Immagino che dipenda dall'assorbimento di corrente elevato che accoppia con il nucleo un campo magnetico tale da saturarlo. Ma nel caso di una misura, assorbirei veramente poco, perché mai il trasformatore non dovrebbe essere in zona lineare?

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pozz

Ciao Semplicemente per risparmiare sul ferro e poi sul rame, fanno trasformatori con sezioni di ferro al limite , per la potenza chiesta. Quindi l'induzione sale oltre ai valori per cui vi e' linearita' nel ciclo di isteresi del ferro. Il solo modo sarebbe di usare un trasformatore nato per 220 V a soli 125 V o usare un trasformatore nato per 380 V ,a soli 220 V.

Ciao Giorgio

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Giorgio Montaguti

Nei trasformatori di alimentazione si va oltre la zona lineare per sfruttare al meglio il "ferro", visto che, al contrario dei TV, non ha importanza che si lavori in zona lineare.

Comunque il flusso non dipende dalle condizioni di lavoro del TRF ed e' lo stesso sia che si lavori a vuoto o a carico nominale.

Buona fortuna.

Tom.

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Tomaso Ferrando

"Giorgio Montaguti" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@news.tin.it...

Quindi un trasformatore di alimentazione per 380V sicuramente funzionerà in modo lineare nel range di tensione tra circa 50-250V, giusto?

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pozz

Ciao Se non e' fatto veramente ..male , direi di si .

Franco suggerisce di usarne due da 220 V coi primari in serie e i secondari in parallelo.

Per il tuo scopo forse non serve nemmeno mettere in parallelo i due secondari ;basta prendersi l'uscita che ti serve da un solo secondario.(se l'assorbimento e' modestissimo e non modifica le mezze tensioni ai capi dei due primari in serie) L'importante e' che il primario non saturi.

Ciao Giorgio

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Giorgio Montaguti

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