Перейти к содержанию
    

Масштабирование сигнала токового шунта

Здравствуйте форумчане

Сигнал с токового шунта 0..75 мВ необходимо преобразовать в 0..5 В, который пойдёт на вход АЦП мк.

Планирую для этого использовать неинвертирующий усилитель с подстройкой нуля и питанием RTR 5 В.

Хотелось бы один подстроечник на Ку, другой на смещение нуля

Какой операционник можете порекомендовать ? Или возможно более простое решение ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Интересуют конкретные модели ОУ.

Питание 5В, регулировка Offset, невысокая стоимость, желательно малые токи по входу ОУ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Здравствуйте форумчане

Сигнал с токового шунта 0..75 мВ необходимо преобразовать в 0..5 В, который пойдёт на вход АЦП мк.

Планирую для этого использовать неинвертирующий усилитель с подстройкой нуля и питанием RTR 5 В.

Хотелось бы один подстроечник на Ку, другой на смещение нуля

Какой операционник можете порекомендовать ? Или возможно более простое решение ?

измерять 0-5 вольт системой, у которой питание 5 вольт, даже с rail-to-rail - это стратегическая ошибка. Вы не найдете усилителя, дающего тот же размах выхода как и питание, размах выхода всегда будет меньше на десятки-сотни милливольт (зависит от типа ОУ, нагрузки и коэффициента усиления).

Вам придется пожертвовать отсчетами в области этих граничных милливольт. Ну и про Input Offset Voltage не забудьте.

Гораздо правильнее приподнять над нулем и привести выход к диапазону, например, 100 мВ-4900 мВ. Сигнал на выходе должен лежать в гарантированном для ОУ диапазоне, регламентированном для этого ОУ, с учетом допусков на питание, Ку, величину шунта. При этом АЦП может продолжать измерять в диапазоне 0-5 вольт.

 

Тип ОУ - тут очень много кто подойдет, зависит от доставабельности в Ваших местах.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Например, смещённый неинвертирующий усилитель на MCP6001 (MCP6541 и т.п.) и его калибратор на 74HC4053.

 

Посредством меандра с выхода одного из таймеров микроконтроллера, резистора последовательно с конденсатором и первого ключа 74HC4053 делается инвертирующая помпа, которая создаёт отрицательное питание для самой же 74HC4053. На втором ключе, RC-цепочке и ШИМ-выходе ещё одного таймера делается ШИМ-делитель опорного напряжения АЦП, а третий ключ переключает положительный вход ОУ между конденсатором этой RC-цепи и сигналом датчика тока.

 

Калибровка по двум точкам заключается в переключении неинвертирующего входа ОУ на ШИМ-делитель, измерении верхней точки, затем его остановки, т.е. занулении конденсатора, и измерении нижней точки.

 

Коэффициент усиления в данном случае выбирается в первую очередь исходя из смещения ОУ, а оно по паспорту ±4,5 мВ. Навскидку, 110 кОм и 2 кОм дадут Ку=56 и, соответственно, усиленное смещение на уровне 4,5 мВ · 56 = –0,252 В. Размах на выходе ОУ ограничен уровнями по 25 мВ от шин питания, поэтому с запасом можно задаться его номинальным смещением на уровне +0,35 В, для чего потребуется отбирать от точки инвертирующего входа ОУ ток 0,35 В / 110 кОм = 3,2 мкА.

 

Допустив, что полученное помпой отрицательное напряжение практически равно опорному напряжению АЦП, т.е. –5 В, потребитель такого тока можно получить посредством NPN транзистора, например BC847, коллектором к инвертирующему входу ОУ, базой на общий, и эмиттером к –5 В через резистор (5 В – 0,7 В) / 3,2 мкА = 1,3 МОм. Напряжение Uбэ=0,7 В взято исходя из худшего случая работы при –60°C, и при худшем же случае смещения +4,5 мВ напряжение на выходе ОУ будет +0,111 В, а в случае противоположных крайностей, т.е. при +100°C (Uбэ=0,32 В), смещении –4,5 мВ и сигнале на неивертирующем входе 75 мВ, соответственно +4,847 В.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

измерять 0-5 вольт системой, у которой питание 5 вольт, даже с rail-to-rail - это стратегическая ошибка. Вы не найдете усилителя, дающего тот же размах выхода как и питание, размах выхода всегда будет меньше на десятки-сотни милливольт (зависит от типа ОУ, нагрузки и коэффициента усиления).

Вам придется пожертвовать отсчетами в области этих граничных милливольт. Ну и про Input Offset Voltage не забудьте.

Гораздо правильнее приподнять над нулем и привести выход к диапазону, например, 100 мВ-4900 мВ. Сигнал на выходе должен лежать в гарантированном для ОУ диапазоне, регламентированном для этого ОУ, с учетом допусков на питание, Ку, величину шунта. При этом АЦП может продолжать измерять в диапазоне 0-5 вольт.

 

Тип ОУ - тут очень много кто подойдет, зависит от доставабельности в Ваших местах.

Интересное решение.

Как предлагаете приподнимать сигнал над нулём ? Источник опорного напряжения на 1.5 мВ ко входу ? Не очень понятно.

 

AD8226

Думал изначально об инструментальном усилителе AD620 которые есть в наличии, но там будут сложности с питанием.

 

Например, смещённый неинвертирующий усилитель на MCP6001 (MCP6541 и т.п.) и его калибратор на 74HC4053.

Это очень сложное решение. Хотелось бы что-н простое на одной микросхеме, наподобие Current shunt monitors

В общем надо ещё подумать над усилителем для токового шунта.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Это очень сложное решение

Ну да, в сравнении с аж двумя подстроечными резисторами из 19-го века. Насмешили.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

70 руб., и к нему ещё 0,1-процентные, или ещё круче резисторы, тогда как автор хотел подешевле.

 

В моём варианте деталей на 25 руб., включая все резисторы вплоть до 5-процентных, и гарантированная погрешность 1 МЗР.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

если шунт в минусовой или плюсовой цепи, то можно отвязать входной сигнал от общего провода к опорному уровню или к плюсового провода к общему проводу двумя делителями, и между ними усиливать дифференциальную разницу

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Раз такое дело и вы оставляете весьма толковые советы, попробую описать суть задачи и, возможно, уважаемые форумчане, тут получу от вас дельные наставления

Описание моей задачи во вложении

Temperature_control.pdf

R_to_U.pdf

 

Интересует:

1) Какие есть готовые решения температурного регулятора

2) Какие есть готовые решения преобразователя терморезистора R в U

 

Какие будут ваши замечания и предложения по схемотехнике ?

3) Регулятора

4) ИПТР

 

Я не пытаюсь искать сложностей, но готов на весьма простые решения этой задачи

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Раз такое дело и вы оставляете весьма толковые советы, попробую описать суть задачи и, возможно, уважаемые форумчане, тут получу от вас дельные наставления
Я бы переформулировал вопрос иначе.

В теме я ничего не смыслю и не умею даже построить самый простой усилитель на ОУ.

Ваши советы по той же причине воспринять не смог, поэтому не подкинете ли готовое решение, желательно, всей моей задачи?

Я не пытаюсь искать сложностей, но готов на весьма простые решения этой задачи

А гениальное всегда просто. Но сейчас модно искать готовое, совсем не думая своей головой? Вам разжевали достаточно простое решение.

Но не надо же ждать той простоты, что хуже воровства.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я бы переформулировал вопрос иначе.

Ну что тут сказать. Сколько людей - столько и мнений.

В теме я ничего не смыслю и не умею даже построить самый простой усилитель на ОУ.

Усилитель токового шунта в схеме построен на инструментальном RTR. Самый простой. С высокой нелинейностью по краям диапазона.

 

Ваши советы по той же причине воспринять не смог, поэтому не подкинете ли готовое решение, желательно, всей моей задачи?

Я спрашивал не решение всей моей задачи (вся задача весьма обширна). А советы и наставления по схемотехнике терморегулятора, чтобы идти более верной дорогой и снизить кол-во итераций до приемлемого результата. Мои соображения, что терморегулятор не такая уж экзотическая вещь.

 

А гениальное всегда просто. Но сейчас модно искать готовое, совсем не думая своей головой? Вам разжевали достаточно простое решение.

Но не надо же ждать той простоты, что хуже воровства.

Не уверен на счёт что это модно, тут правильней ставить вопрос эффективности работы. Ведь разрабатывать штучно изделия (пусть даже и несовершенные макеты) выходит накладнее, чем купить готовое с указанными характеристиками и параметрами. А с другой стороны, мой жизненный опыт показывает, что "изобретать велосипеды" интересно и познавательно, но времязатратно, трудоёмко и малоэффективно.

Так что с подобными мнениями я не согласен.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2) Какие есть готовые решения преобразователя терморезистора R в U

Пропустить ток через R (U = I*R) :rolleyes:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...