Как сделать амперметр со средней точкой 0...5в на выходе??

[DX168B]

Какой операционник и по какой схеме собрано?
Подозреваю, что требуется подать начальное напряжение смещения.
Дело в том, что большинство ОУ имеют порог срабатывания и по этому им требуется подавать смещение.
Есть ОУ и со встроенным смещением (internal bias voltage)

Выше я приводил вариант схемы со смещением.

[terio007]

В итоге до 1 ампер показывает день рождение бабушки а потом начинает нормально показывать.
Что за фигня? Откуда до 1 ампер нелинейность такая??

Вы серьёзно?
При токе в 1А на вашем шунте выделяется 1,2мВ напряжения.
А входное напряжение смещения между входами ОУ несколько мВ, да ещё и дрейфует от температуры корпуса ОУ.
Так что на самом деле вы получили отличный результат - на простеньком ОУ линейная работа с диапазоном 1 -60А, это не каждому удаётся получить!
Если же ваши желания простираются до линейной работы датчика в диапазоне скажем 0,1-60А, то надо применить прецизионный ОУ типа К140УД17, или его импортный аналог OP 07.
У этих ОУ входные смещения в 100 раз меньше, соответственно линейность при входных сигналах в сотню микровольт обеспечена.

[DX168B]

terio007
Мне удавалось получить достаточно хорошие характеристики в диапазоне 0.5 - 150А (и то, уперся в разрядность АЦП)
Шунт - 75ШСМ-150-0.5. Это те-же 500 микроом, 500 мкВ/А. Мертвая зона по входу ОУ - 250мкВ, что полностью укладывается в этот диапазон токов.
А ОУ - обычный MCP607
Этого ОУ для тока 60Аmax хватит за глаза.
Если точно подобрать offset voltage (смещение по входу), то можно получить хорошие характеристики.
Ну и с современными ОУ особо серьезных проблем с линейностью не наблюдается.

Последний раз редактировалось DX168B Ср апр 08, 2015 14:07:02, всего редактировалось 1 раз.

[terio007]

Если точно подобрать offset voltage (смещение по входу)

Собственно точный подбор дал вам возможность работать на таком же шунте не с 1А, а с 0,5А.
Это конечно победа, но не так чтобы очень
Подобрать точно смещение можно только для определённой температуры, измениться температура - кранты подбору.
Так что надо термостабилизировать ОУ, что дороже применения прецизионного ОУ.
Можно поставить и ОУ с модуляцией-демодуляцией или на обычный ОУ добавить схему периодической коррекции напряжения сдвига, но этого ли ждёт простой радиогубитель?
Нет, он ждёт простоты, дешевизны и мгновенной работоспособности схемы.
Наивно, но мило

[DX168B]

Ну, когда на выходе сидит АЦП, это плавание смещения не видно один черт из-за дискретности
и зашумленности самого АЦП. К тому-же, греется не только ОУ, но и остальные узлы. И все они дают некий разброс.
У MCP607 дрейф смещения по температуре - 1.8 мкВ\С. Применяемые сопротивления в схеме тоже имеют свой ТКС.
При изменении температуры, меняется ток внешнего смещения (из-за температурного дрейфа сопротивлений)
и производится воздействие на выходное напряжение внешнего ИОН. (Он ведь тоже не идеален и при росте нагрузки, у него падает напряжение)
Так что небольшая компенсация имеется. Я правда не заморачивался с этим. Мне точности с шагом в 1А достаточно было.

Автору рекомендую взять еще и шунт с более большим сопротивлением, иначе - чем крупнее железяка и ниже сопротивление, тем хуже точность.
Кому на 150 амперах нужен жесткий контроль за каждой сотней миллиампер? Это только если какая-то лаборатория. А там уже и класс
измериловки другой и дешевым "general purpose" ОУ на простенькой схеме там не обойдешься.

[AVT-28]

Буду знать. То есть сделать теперь смещение и готово, ну это еще как то можно допаять без особой переделки.
Переключил амперметр на Ма и да точно, но вот не понимаю как сделать смещение на нижнем плече который измеряет обратную полярность.

[DX168B]

AVT-28

Тут реализовано смещение на обоих плечах. REF_2.5V является источником напряжения для смещения.
Как видно по схеме, смещение на обоих плечах подано на неинвертирующий вход ОУ (тот, что со значком "+")
Идея в том, что напряжение с шунта суммируется с напряжением смещения. Так можно контролировать с нуля ампер.
На выходе ОУ появится некое напряжение. Его надо свести к минимуму, но с учетом возможных
дрейфов этого напряжения от температуры внешней среды. Если на выходе ОУ сидит микроконтроллер,
то производим замер, когда нагрузки нет и запоминаем значение АЦП.
После, это значение нужно будет вычитать из последующих замеров тока под нагрузкой.
Если есть иной способ осведомить МК о том, что нагрузки нет, то по оповещению можно обновить
вычитаемое значение, чтобы исключить влияние дрейфа напряжения смещения.



А по какой схеме собирали? По вашей?

[amd9800]

А как вам такой вариант.
Единственное что потребуется это поиграться с рефересным напряжением через делитель.
Для упрощения расчетов я например подаю Ref Voltage на АЦП 2.56В
И ставлю его в 10 битном режиме - 1024 градаций
таким образом одна градация равна 0,0025 В
Исходя из этого выбираю среднюю точку.
Она может быть ровно по середине 2,56 и равна 1,28
А может быть со смещением в зависимости от задачи.
Например зарядка аккумулятора максимум 10А а разрядка 80А.
Значит среднюю точку надо сместить пропорционально.
Если шунт будет иметь сопротивление 0,01ом то одна градация будет равна 0,1А

Вложения

shunt.PNG

(24.23 KiB) Скачиваний: 1515

[AVT-28]

Вот эту бы доработать.
Т.к уже на плате спаяно.
Жаль опять переделывать.

Спойлер

С верхнем плечом всё ясно а вот с нижним не понятно.

[DX168B]

На нижнем надо оторвать вход (+) от земли и подать через делитель напряжения на этот вход чуть меньше одного милливольта (500мкВ).
Схему переделывать придется.

[amd9800]

А я на свои платы подумал делать все измерители в виде модулей
как дочерние платы таким образом не надо менять базовую плату

[AVT-28]

На нижнем надо оторвать вход (+) от земли и подать через делитель напряжения на этот вход чуть меньше одного милливольта (500мкВ).
Схему переделывать придется.

Подобрал в протеусе, теперь надо на деле испытать.

[DX168B]

Вот по этой схеме



приближенная математическая модель. (если интересно, как считаются такие схемы)

[kotomoto]

DX168B писал(а):

Можно обойтись хоть LM321 или TL082 (он даже лучше пойдет).
Собирается классический неинвертирующий усилитель с ООС и рассчитывается необходимый коэффициент усиления.
Это если питание ОУ двуполярное.

Как-то так:

Спойлер

Собрал ради интереса эту схему на макетеке (делитель 1к и 10к) . Питание двуполярное 8В. В место шунта подключаю разряженую батарейку напряжением около 68мВ
На выходе 660мВ. Меняя полярность подключения батарейки получаю на выходе уже 710мВ

Из за чего разница?

В симуляторе напряжения выходные равны (не учитывая полярность)

Да, и к стати, без батарейки на выходе напряжение около 21мВ. Что тоже интересно)

Последний раз редактировалось kotomoto Пт мар 01, 2024 12:59:11, всего редактировалось 2 раз(а).

[electroget]

https://www.chipdip.ru/product/ina181a3idbvr

[kotomoto]

Спасибо. Готовых решений много. Но я понять хочу почему так. С операционниками почти не знаком.

[AlexS4]

это смещение оу (неточность 0) его необходимо компенсировать смещая вход или выход. еще есть проблемка с нестабильностью этого смещения, решается например взаимной компенсацией смещений 2х спаренных оу. вам DX168B, давал ссылку на википедию с парой решений для обхода проблемы недостаточной точности оу.

еще неясно зачем вам разделять на 2 усилителя для разной полярности тока? почему просто не сделать смещение выхода если у вас однополярный ADC?? например 2V на выходе это 0A, 3V>> +10A 1V>> -10A

[kotomoto]

Спасибо, буду изучать.
Задача стоит почти же что и в автора ветки. Измерить ток заряда и разряда в диапазоне от 0.5 до 10А. Шунт китайский проволочный 0.01Ом. Питание операционниками двуполярное.
Буду рад любым подсказкам.

Добавлено after 8 minutes 24 seconds:

AlexS4 писал(а):

еще неясно зачем вам разделять на 2 усилителя для разной полярности тока? почему просто не сделать смещение выхода если у вас однополярный ADC?? например 2V на выходе это 0A, 3V>> +10A 1V>> -10A

Это я ради интереса решил поиграть с точностью измерений зарядного устройства. Прошивку менять никак, вот подумал поиграть с усилителем и заменой шунта.

Вложения

48896266.gif

(49.78 KiB) Скачиваний: 17

[АлександрЛ]

Задача стоит почти же что и в автора ветки. Измерить ток заряда и разряда в диапазоне от 0.5 до 10А. Шунт китайский проволочный 0.01Ом. Питание операционниками двуполярное.

Только ИЗМЕРИТЬ, или каким-то образом, потом, автоматически использовать результаты измерений?
Если только ИЗМЕРИТЬ и увидеть глазами, то, не морочьте людям голову, если охота "потрахаться" "попаять"- берёте ICL7107 со светодиодными семисегментниками, или ICL7106 с ЖК индикатором, собираете всё это по даташитовской схеме, и всё!
При токе 10 ампер на шунте 0,01 Ома упадёт 100 милливольт, "чувствительеость" АЦП- 200 милливольт, то есть, вы получите амперметр с пределом измерения от +- 0,01 до +-20 ампер (точнее +- 19,99 ампер)

Если хочется уменьшить количество "паяния", то покупаете самый простейший мультиметр
https://fix-price.com/catalog/dlya-doma ... -aster-and
https://www.ozon.ru/product/nabor-diagn ... 827056507/
https://aliexpress.ru/item/1005004951791846.html
https://aliexpress.ru/item/4000394156900.html
https://aliexpress.ru/item/1005005880197755.html
При желании, от мультиметра можно отрезать всё лишнее, оставить только АЦП с обвязкой, и, на пределе 200,0 мВ измерять падение напряжения на шунте..

[electroget]

kotomoto,
Опомнитесь пока не поздно, бросьте всё это.