caxapa.ru :: Возникла задача измерять ток в достаточно широком диапазоне, от 0.1А до 0.1мА с точностью не хуже 1% во всем диапазоне. Частота сигнала от нуля до 1кГц. Дальше это будет обрабатываться м

AlexBi_ (31.08.2017 00:02, просмотров: 21525)

Возникла задача измерять ток в достаточно широком диапазоне, от 0.1А до 0.1мА с точностью не хуже 1% во всем диапазоне. Частота сигнала от нуля до 1кГц. Дальше это будет обрабатываться м /к. Предполагаю взять простой шунт, например 30 Ом, сигнал с него усилить в 10, 100, 1000 раз, дальше измерять обычным встроенным АЦП у м/к. Чем плоха такая идея? Как сделать лучше?

- поставить три шунта.На одном шунте не вытянуть диапазон 1000 да ещё при 1000Гц. - VNP(31.08.2017 17:07)
  - Легко! AD4011 и ему подобные решают эту задачу с одним шунтом. - ВКПб(31.08.2017 17:29, )
    - А как насчет двуполярного тока, о чем ТС сказал изначально? - Evgeny_CD(31.08.2017 18:24)
      - Там же специально под логарифмом двойка стоит. См. пост ниже: ВКПб(23 знак., 31.08.2017 18:39, )
        
        Да я про схемотехнику. Ставить 4 очень одинаковых резистора, и их общую точку на некий положительный потенциал, +питания или опору, например? Одно плечо на одни конец шунта, другое - на другой, средние точки резисторов на входы АЦП - так что ли? - Evgeny_CD(31.08.2017 18:44)
        
        Схема приведена, например, в описании на AD7989: ВКПб(80 знак., 31.08.2017 19:03, )
        
        Спасибо! Я говорил о похожем, но без промежуточного операционника. - Evgeny_CD(31.08.2017 19:16)
    - если шунт идеальный . - VNP(31.08.2017 17:53)
      - Такой - Y16061R00000B9W, подойдет? ВКПб(140 знак., 31.08.2017 18:16, )
        
        Не знаю.С резисторами С2-29 погрешность внизу диапазона со временем сильно возрастала.Диапазон постоянного тока поменьше чем 1000. - VN(31.08.2017 20:57)
        
        Кхм...он дороже АЦП стоит... - Evgeny_CD(31.08.2017 18:23)
- Ровно для этого предназначены модуляторы amc1303m2510 - General(31.08.2017 13:54, ссылка)
  - Точности не хватит. ВКПб(290 знак., 31.08.2017 16:19, )
- А измеряемый ток, он сам по себе существует? Или у него есть некий потенциал относительно земли? Может, там напряжение десятки вольт, а мы тут гениальные схемы рисуем. ;) - ВКПб(31.08.2017 13:12, )
  - Гальваническую развязку никто не отменял. - Codavr(31.08.2017 13:27)
- Как уже было предложено, лучше взять MCU с ADC, у которого есть PGA. Мое предложение - RL78/G1F R5F11BBEAFP#30 Digi 25 - $2.5. Там PGA до 32, 10 битный АЦП, но 2 мкс! Программируется с COM порта по простому протоколу, среда разработки есть Evgeny_CD(88 знак., 31.08.2017 13:07)
  - Я конечно дико извиняюсь, но почему цены на Renesas всегда смотрят на DigiKey, Mouser или RS. Это каталожные дистрибьюторы - со всеми вытекающими. Советую смотреть на "нормальных" официалов: (извиняюсь, за ссылки на продавцов, если они здесь не renesas.ru(1162 знак., 01.09.2017 18:21 - 19:22)
    - Спасибо! DigiKey - это 1) лучший из известных мне справочников по мировой ЭКБ 2) хороший способ оценки распространенности той или иной ЭКБ и стоимости дизайна сверху. Кроме того, анализ соотношения цен разных продуктов помогает понять тенденции и Evgeny_CD(587 знак., 02.09.2017 00:05)
    - Потому, что так можно оценить доступность и верхнюю границу цены. Или нет? - Toчкa oпopы(01.09.2017 20:23)
      - обычно, хотят узнать нижнюю границу ))) renesas.ru(519 знак., 04.09.2017 11:27)
        
        Нижняя граница - это результат торговли, интимного процесса. А вот быстро оценить, от чего надо начинать торговаться - это важно :) - Evgeny_CD(04.09.2017 13:04)
  - 2 опера с малым смещением типа ->, усилением ~10 (для положительных и отрицательных токов), + АЦП внутри MCU со встроенным PGA будут самым бюджетным решением проблемы, судя по всему. И калибровать, калибровать... - Evgeny_CD(31.08.2017 17:06, ссылка)
- Идея ничем не плоха, но нужен будет операционник с малым смещением и малым температурным дрейфом - scorpion_с работы(31.08.2017 13:02, )
  - И крайне малым шумом. 100 нА * 300 Ом это всего лишь 30 мкВ. Большинство ОУ имеют шумы (Vpp) от 1 мкВ и более в полосе от 0,1 до 10 Гц - AU08(31.08.2017 15:02)
- Посмотри схемотехнику силабовских демобордав. - Shatun_(31.08.2017 09:55)
- вы никогда не состыкуете диапазоны измерений и при переключении диапазонов получите скачек. - 3m(31.08.2017 09:49)
  - Можно независимые усилители на каждый диапазон, и оцифровывать одновременно. "Переключение" программно. - Codavr(31.08.2017 10:08)
    - Так и предполагается, по усилителю на каждый диапазон, плюс некое подобие оконной функции, позволяющей складывать все измерения сразу. Так получится плавность перехода между диапазонами. - AlexBi(31.08.2017 10:22)
      - Сюда еще глянь. Мои любимые ADuC845/ADuC847/ADuC848 24/16 бит АЦП + PGA 1...128. Когда они появились у меня столько гимора с прецизными резисторами убралось. У них к тому же временная стабильность отличная. Дополнительные бонусы тактирование от Codavr(53 знак., 31.08.2017 11:03 - 11:41)
        
        А кем его программировать? АД - они ведь халявы не дают? - Крок(31.08.2017 11:49)
        
        Упс, про частоту забыл. Он максимум 1.365 kHz тянет, для 1 кгц сигнала явно не достаточно. - Codavr(31.08.2017 12:37)
        
        Ну в этой банде есть АДАУ, они на звуковой диапазон рассчитаны. - Крок(31.08.2017 12:39)
        
        Но они не мои любимые :) Codavr(251 знак., 31.08.2017 12:42 - 12:46)
        
        Через COM порт. Есть у них утилитка, но я пользовался самописным софтом, ибо шил их прямо на установке где моя приблуда калибровалась в автоматическом режиме. Там же все просто как 2 копейки. Я их ваще программировал в залитом корпусе из которого Codavr(243 знак., 31.08.2017 11:52 - 12:09)
    - Только делать не жесткое переключение а усреднение в зонах где сигнал в пределах нормальной работы обоих каналов. Должен подойти многоканальный Analog Front End от счетчиков например MCP3911 - 3m(31.08.2017 10:19)
- Сразу возникает гимор с прецизионными резисторами для усилителя. Причем если речь об 1%, то 1% резисторы не годятся. Нужны точнее. Если требуется переключение диапазонов, то еще и на переключатель надо вниманеие обратить, либо отдельный усилитель Codavr(20 знак., 31.08.2017 09:43 - 09:45)
  - Точность резисторов предполагается компенсировать калибровкой после производства. - AlexBi(31.08.2017 10:20)
    - Калибровка нифига не гарантирует, что этот резистор не уйдет в процессе эксплуатации. Или предполагается регулярно перекалибровывать? Временная стабильность на длителных временных интервалах, это ваще отдельная песня. - Codavr(31.08.2017 11:27)
      - У автора топика требования к точности 1%. Это реально, IMHO - AU08(31.08.2017 11:50)
        
        Для хорошего КОСС 1% резисторов явно мало. - Yurasvs(31.08.2017 14:57 - 15:04)
        
        "Не хуже". Пара 1% резисторов в усилителе вполне может дать погрешность выше. Если это не особо волнует, тады ой, но тогда и не надо 1% точность закладывать, IMHO. - Codavr(31.08.2017 11:55)
  - Гимора особого нет, но дорого: LT5400 ВКПб(31 знак., 31.08.2017 09:59, )
    - Под гимором я и имел ввиду дороговизну + наличие у продаванов. - Codavr(31.08.2017 10:06)
- AD4011 ВКПб(7 знак., 31.08.2017 08:46, )
- 32-разрядный АЦП? :-) - SciFi(31.08.2017 08:21)
  - ... с сэмплрэйт больше 2 килогерц ;) - Codavr(31.08.2017 12:40)
    - Есть 720К ! - Крок(31.08.2017 12:55)
      - На всех 32 разрядах? Я даже боюсь спрашивать сколько это денех. - Codavr(31.08.2017 13:22 - 13:26)
        
        $7 -> - Evgeny_CD(31.08.2017 13:28, ссылка)
- Под такие частоты подойдут микросхемы от счетчиков электричества и ноутбуков. Если чуть урезать 1кГц, то можно взять INA219 без всяких усилителей и отдельных АЦП. Экспериментатор(38 знак., 31.08.2017 00:15, )
  - У большинства микросхем от счетчиков без основной гармоники близкой к 50-60Гц съедет крыша. И возможны биения с частотой выборок. - vllv(31.08.2017 04:48)
    - Подскажите в какой части при измерении тока у CS5490 должна съехать крыша. Экспериментатор(140 знак., 31.08.2017 07:55, )
      - Например 90E26 без zerocross не работает, и в части параметров сети тоже. - vllv(31.08.2017 11:53)
  - Интересный вариант, но диапазон измерения не такой большой. 12бит АЦП + делитель на 8, которым надо как-то управлять. Надо его обдумать. - AlexBi_(31.08.2017 00:43, )
- Четырехдиапазонный усилитель с шунта TSC103IDT Yurasvs(66 знак., 31.08.2017 00:14)
  - Варианты диапазонов маленькие, только в 5 раз меняются. И у меня ток может быть и плюс и минус, поэтому готовые датчики AlexBi_(34 знак., 31.08.2017 00:45, )
- И какое будет смещение 0 у усилителя 1000раз? В сравнении с рабочим падением напряжения... - Evgeny_CD(31.08.2017 00:10)
  - Усилители с входным смещением в единицы мкВ вроде бы не экзотика, на выходе получу смещение в единицы мВ, при рабочем около 1В, вроде должно сойтись. Или я что-то не учел? - AlexBi_(31.08.2017 00:48, )
    - Насчет резисторов и стабильности уже все сказано. Посмотри что-то типа OPA333. Если он подходит - то ок, более быстродействующие стоят сильно больше денег. Да, и если внимательно читать ДШ на типа прецизионные операционники, то написано - типовое Evgeny_CD(48 знак., 31.08.2017 13:19)
      - OPA335 тоже ок. - Evgeny_CD(31.08.2017 13:23)
        
        AD8571/AD8572/AD8574 - Codavr(31.08.2017 13:34)
        
        У этих AD8571/AD8572/AD8574 смещение до 10 мкВ max - AU08(01.09.2017 19:32)
        
        MAX4238 - Evgeny_CD(31.08.2017 13:34)

Схемы, платы, компоненты