Jump to content

    

Измерение напряжения на аккумуляторной батарее

Встречный вопрос: а откуда появились приборы с погрешностью 0,1%, если их поверять ещё было нечем? :biggrin:

Ошибаетесь - они поверялись эталонами мер. А сейчас по первичным эталонам поверяются вторичные эталоны, а уже по ним - приборы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это как? Вы хотите сказать, что можете измерить некую величину с точностью 0,1% прибором с погрешностью 1%? :)

Если построить модель погрешностей конкретного экземпляра прибора, то вполне возможно корректировать результат измерения до точности, превышающей исходный класс точности прибора. Лет 10 тому неоднократно попадались предложения "улучшателей" метрологических характеристик - голая статистика и никакого мошенства.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если построить модель погрешностей конкретного экземпляра прибора, то вполне возможно корректировать результат измерения до точности, превышающей исходный класс точности прибора. Лет 10 тому неоднократно попадались предложения "улучшателей" метрологических характеристик - голая статистика и никакого мошенства.

Допустим, мы знаем характеристику АЦП - 8 разрядов, характеристика линейная. И что - мы можем какими-то ухищрения получить на нем 10 разрядов? :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Можно. Не просто, но можно. Десять незнаю, а девять точно можно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Запомните - никогда нельзя подбирать резисторы.

Ой ли?

Речь не идет о подборе резисторов, а о масштабировании делителя напряжения номиналами из стандартных рядов согласно R=R1*R2/(R1+R2).

Ествественно это не совсем эквивалентно установки высокоточных и стабильных с малым ТКС и низким шумом, но это работает.

Все на что ссылаетесь дальше - букварь - но все зависит от задачи и очень часто (в 99% из 100) не нужно стрелять из пушки по воробьям.

 

 

 

 

Это как? Вы хотите сказать, что можете измерить некую величину с точностью 0,1% прибором с погрешностью 1%? :)

Я этого не утвержал. ))

Если посморите даташит на любой АЦП то найдете несколько гисторам распределений шума младшего разряда (от разных факторов). Обычно (но не всегда) можно считать, что эффективное разрешение меньше физического на 1-2 разряда, т.е. 2 последние шумят и шум распределен по определенному закону. (более подробно посмотрите на сайте AD)

Конечно на это все наложатся еще шумы сигнала входных цепей и т.п. Так вот точность можно улучшить применив статистическую обработку - расплата скорость реакции прибора, т.к. измеряемый сигнал приходится наблюдать достаточное время для того чтобы накопить статистику. Но здесь все "законно", в принципе ни один серьезный измерительный прибор не работает без подобной обработки.

По поводу младших разрядов просто где то был пост, вот и пришлось к слову...

Edited by Dimy

Share this post


Link to post
Share on other sites
Речь не идет о подборе резисторов, а о масштабировании делителя напряжения номиналами из стандартных рядов согласно R=R1*R2/(R1+R2).

Это одно и тоже.

Ествественно это не совсем эквивалентно установки высокоточных и стабильных с малым ТКС и низким шумом, но это работает.

 

Только на столе и только в данный момент времени. Даже обсуждать не хочу, именно что букварь.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Допустим, мы знаем характеристику АЦП - 8 разрядов, характеристика линейная. И что - мы можем какими-то ухищрения получить на нем 10 разрядов? :)

Все 8 бит значащие? Или имеют место аддитивная, мультипликативная погрешности, шумы от питания (которые не обязательно по Гауссу размазаны), от частоты сети (тоже, зараза, не по Гауссу ползает), кривизна от температуры, от фаз Луны и погоды на Марсе? Если попробовать учесть в модели погрешности значимые факторы, то вполне воможно в некоторой степени от них и избавиться. Но, естесно, эти факторы придется измерять.

А если характеристика линейна до 10 разрядов, и шумы не мешают, то еще пара разрядов выковыривается всего 4-хкратным оверсемплингом (сигма-дельта АЦП где-то рядом по смыслу).

И вряд ли для прибора на 8-разрядном АЦП будут декларировать класс точности 0.5 :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
... точность можно улучшить применив статистическую обработку ...

Да, только лишний разряд к АЦП не добавится, а автору нужно было именно это. :)

 

... А если характеристика линейна до 10 разрядов, и шумы не мешают, то еще пара разрядов выковыривается всего 4-хкратным оверсемплингом (сигма-дельта АЦП где-то рядом по смыслу)...

Это уже интересно - есть АЦП последовательного приближения, 10 разрядов. И шо - можно сделать из них 12 разрядов? :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да, только лишний разряд к АЦП не добавится, а автору нужно было именно это. :)

Если автор готов готов пуститься в соответствующие математические приключения, которым будет предшествовать исследование характеристик (конкретного экземпляра) АЦП (в конкретных условиях), то почему бы и нет?

Это уже интересно - есть АЦП последовательного приближения, 10 разрядов. И шо - можно сделать из них 12 разрядов? :)

Со стороны математики - ограничения только в линейности АЦП и шумах.

Со стороны обсуждаемого железа и задачи - овчинка выделки не стОит, дешевле взять более приличествующий задаче АЦП.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ошибаетесь - они поверялись эталонами мер. А сейчас по первичным эталонам поверяются вторичные эталоны, а уже по ним - приборы.

Хорошо, откуда свалились эталоны? Инопланетяне забросили?

 

Да, только лишний разряд к АЦП не добавится, а автору нужно было именно это. :)

Вы не поверите...

Это уже интересно - есть АЦП последовательного приближения, 10 разрядов. И шо - можно сделать из них 12 разрядов? :)

Таки да, бывает, что можно - уже говорилось. :rolleyes:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не далее как неделю назад была похожая задачка:

(прошу в пианиста не стрелять пока он играет на баяне) :))

 

Требуется для переносноого прибора с Li-Ion аккумулятором ввести в меню тест аккумулятора, где вывести

- текущее напряжение

- остаточную емкость

- % зарядки

- прогноз в часах времени работы устройства

- результат дополнительного теста под нагрузкой (пока в резерве)

 

Аппаратная реализация:

- делитель (параллельно нижнему плечу фильтр С 0.1)

- питание схемы 3.3V импульсник 1.3МГц

- в цепи питания аналоговой части МК LC фильтр (100мкГн, 0.1), маловат пожалуй?

- АЦП штатный на борту МК 10 разрядов.

 

Пилот был собран месяц назад. Теперь собираем тест-партию.

Собираем первый экземпляр... в одном плече нужен 68к - в кассах нет, ну так нам не впервой.

Беру 75к 1% и 1М 1% ставлю параллельно - (ну мастер что тут скажешь) на границах разброса получаем от 69.07к до 70.46к

Точность тут практически не изменилась так как подбора не было! (от 0.7% до 1%, в зависимости от того как попадутся разбросы резисторов с + или -)

Да не номинал... но пока годится.

 

В подробности не вдаюсь - принимаем решение: требуется режим калибровки через сервис меню.

 

1. Заводим два параметра (int) Nmin, Nmax - отсчеты АЦП при Umax и Uмin - граничных значений напряжения

2. Их тоже вводим как еще два настроечных параметра (float)

3. До кучи добавляем ввод номинальной емкости аккумулятора (на случай, когда они разные)

- итого 5 параметров

4. Реализуем три варианта калибровки:

1) Для стенда:

ввод непосредственно значений Nmin, Nmax в EEPROM при подаче граничных значений питания (на стенде) 4.0В и 2.9В

- ввод по нажатию Enter на соответствующем параметре

- значения Umax и Uмin не меняются и уже введены

2) Калибровка по Umax

ввод непосредственно значения Nmax, и ручной ввод Umax

при этом выполняем расчет Nmin

- ввод Nmax по нажатию Enter на соответствующем параметре

- ввод Umax с клавиатуры после внешнего замера на клеммах блока аккумулятора

- получив Nmax и Umax при полностью зараяженном аккумуляторе считаем

gK_div = u_max/adc_max*0.4; - расчитываем коэффициент деления

gADCminBat = u_min/gK_div*0.4 - Nmax

3) Калибровка по Umin (пока не понятно кому понадобится, но пусть будет)

ввод непосредственно значения Nmin, и ручной ввод Umin с клавиатуры

при этом расчет Umax и Nmax

- аналогично п.2)

 

Калибруем по варианту 2).

 

Проверяем:

Входим в меню теста аккумулятора

- на аккумуляторе 4005мВ

- на ЖКИ показывает от 3994мВ до 4047мВ - шум почти 50мВ!

Смотрю внимательно (главное знать куда :)) ) так и есть - монтажник забыл фильтр С на делителе впаять,

а я проверить, мой косяк! Впаиваю.

- на аккумуляторе 3960мВ

- на ЖКИ показывает от 3958мВ до 3964мВ - 6мВ (0.15%) при разрешении 3.9мВ можно считать что норма для нашей задачи.

 

В прошлую пятницу (15.05) прогнали девайс в климкамере от -40 до +50.

Испытания по другому поводу, но посмотрел и этот вопрос (благо все параметры сразу выводил в интерфейс - USB с протоколом ModBus).

- напряжение питания от внешнего ИП 4000мВ

-40грС от 3938мВ до 3943мВ

+50грС от 3997мВ до 4015мВ

 

З.Ы. Вот теперь желающие могут стрелять... :)

Edited by Dimy

Share this post


Link to post
Share on other sites
З.Ы. Вот теперь желающие могут стрелять...

 

Ну и? 2%. Ч.Т.Д.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну и? 2%. Ч.Т.Д.

"Эт точно" (с) Сухов.

И, как следствие, результат измерения можно обрезать до ~5.7 битов.

Занятно: проведён эксперимент, получены результаты, но вывод "Вот теперь желающие могут стрелять...". Dimy, Вам самому было лень умножить-поделить? Может стОит попробовать разобраться, что именно так плывет по температуре?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Собираем первый экземпляр... в одном плече нужен 68к - в кассах нет, ну так нам не впервой.

Беру 75к 1% и 1М 1% ставлю параллельно - (ну мастер что тут скажешь) на границах разброса получаем от 69.07к до 70.46к

Точность тут практически не изменилась так как подбора не было! (от 0.7% до 1%, в зависимости от того как попадутся разбросы резисторов с + или -)

 

Смотрю внимательно (главное знать куда :)) )

Ас просто! Два раза "ку"... Только о чём этот пост? О том, как настоящие джедаи работают с полупустой кассой?

 

Ну и? 2%.

Почему 2? Один.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Почему 2? Один.

 

-40грС от 3938мВ до 3943мВ

+50грС от 3997мВ до 4015мВ

 

По нижней - 1.5%, по верхней 2%.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this