Перейти к содержанию
    

Измерение дифференциального напряжения

Доброго времени суток!

 

Подскажите пожалуйста, в правильном ли направлении двигаюсь...

Есть задача - мерять DC до 60В с аккумуляторных батарей, т.е. когда аккумуляторы последовательно соединяются и так получается от +12В до +60В, т.е. максимум 5шт аккумуляторов.

Но замер может осуществляться как на батарее относительно общего минуса, так и на любом аккумуляторе в цепи батареи, т.е. допустим 5 аккумуляторов последовательно, а мерить нужно

только на 3-ем аккумуляторе относительно его же минуса. Т.е. в этом случае напряжение на "плюсе" 3-его аккумулятора будет 36В, а на его "минусе" +24В.

 

Требования: недорогое решение, точность желательно +/- 1-2%.

АЦП у нас встроенный в контроллер STM, single-ended input.

 

 

Вопрос в общем-то про входную цепь. Хочу поставить ОУ с single-ended выходом и его завести на АЦП. Сигнал на ОУ будет заводится после резисторного делителя на входе, т.е. ОУ будет низковольтный. Смогу ли я обойтись простой схемой, вроде этой?

Какой ОУ можете посоветовать из доступных?

Чем лучше защищать входы ОУ: TVS или можно обойтись диодами вроде 1N4148? Места немного на плате, желательно минимальная защита, но наиболее нужная.

 

Спасибо!

post-17829-1513803630_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

На каждую клемму для любого внешнего подключения — двунаправленный ограничитель на заведомо больше максимально возможно расчётного, т.е. SMAJ75CA и т.п.

 

После чего, к каждой ранее защищённой клемме — обыкновенный делитель с зашунтированным конденсатором нижним резистором, сигнал с которого на вход АЦП МК, которым и вычислять разность.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Plain, если учесть, что ТС хочет ещё и -

....так и на любом аккумуляторе в цепи батареи

...., то, если я правильно понял, потребуется ещё и коммутатор, который последовательно подключит каждый из выходов делителей на вход АЦП, АЦП измеряет эти напряжения, контроллер их запомнит, а уже после, простым вычитанием, вычислит напряжение на каждом из аккумуляторов... Или я усложняю?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

На каждую клемму для любого внешнего подключения — двунаправленный ограничитель на заведомо больше максимально возможно расчётного, т.е. SMAJ75CA и т.п.

 

После чего, к каждой ранее защищённой клемме — обыкновенный делитель с зашунтированным конденсатором нижним резистором, сигнал с которого на вход АЦП МК, которым и вычислять разность.

 

Спасибо.

Уточню, что нужно каждый дифф. вход заводить на 1 канал АЦП, т.е. ВАРП правильно уточнил.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Смогу ли я обойтись простой схемой, вроде этой?
Нет. Замучаетесь с такой схемой - она требует очень точного соласования пар резисторов. А резисторы плывут от температуры и даже неодинаковый обдув резисторов пары будет приводить к "чудесам". Возьмите готовый инструментальный ОУ (серия INA у Analog Devices или подобные), у которого эти резисторы выполнены на одном кристалле и точно подогнаны. Он стоит дороже дешевого ОУ, но в итоге общие затраты окажутся ниже.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Нет. Замучаетесь с такой схемой - она требует очень точного соласования пар резисторов. А резисторы плывут от температуры и даже неодинаковый обдув резисторов пары будет приводить к "чудесам". Возьмите готовый инструментальный ОУ (серия INA у Analog Devices или подобные), у которого эти резисторы выполнены на одном кристалле и точно подогнаны. Он стоит дороже дешевого ОУ, но в итоге общие затраты окажутся ниже.

 

Хорошо, учтём. А насколько это всё "плывёт"? Прямо на +/-5%?

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Нет. Замучаетесь с такой схемой - она требует очень точного соласования пар резисторов. А резисторы плывут от температуры и даже неодинаковый обдув резисторов пары будет приводить к "чудесам". Возьмите готовый инструментальный ОУ (серия INA у Analog Devices или подобные), у которого эти резисторы выполнены на одном кристалле и точно подогнаны. Он стоит дороже дешевого ОУ, но в итоге общие затраты окажутся ниже.

Так-то оно правильно, но ТС хочет входные напряжения не менее 60 вольт, это не каждый инструментальный ОУ обеспечит.

Такие сейчас стало модно называть Difference Amplifiers или High common-mode voltage:

http://www.analog.com/en/products/amplifie...amplifiers.html

http://www.ti.com/amplifier-circuit/differ...1169max=100;500

 

Но на безрыбье можно и как на картинке.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Так-то оно правильно, но ТС хочет входные напряжения не менее 60 вольт, это не каждый инструментальный ОУ обеспечит.

Такие сейчас стало модно называть Difference Amplifiers или High common-mode voltage:

http://www.analog.com/en/products/amplifie...amplifiers.html

http://www.ti.com/amplifier-circuit/differ...1169max=100;500

 

Но на безрыбье можно и как на картинке.

 

Спасибо.

Мы будем после делителя снимать, т.е 60В->3В, и уже 3В будем мерять. Наверное тогда и низковольтный ОУ подойдёт?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо.

Мы будем после делителя снимать, т.е 60В->3В, и уже 3В будем мерять. Наверное тогда и низковольтный ОУ подойдёт?

Подойдёт, но проблемы просто переместятся в другое место.

Делитель из резисторов точностью 1% даст ошибку до +/- 0.6В на фоне 60В входного. С резисторами 0.1% будет до 60мВ.

Много это или мало и стоит ли заниматься ручной подстройкой делителей - это уже Вам решать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Доброго времени суток!

Подскажите пожалуйста, в правильном ли направлении двигаюсь...

Малоногий PIC, делитель из двух однопроцентных резисторов на каждый аккумулятор. Оптическая, например, развязка.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

...Мы будем после делителя снимать, т.е 60В->3В, и уже 3В будем мерять. Наверное тогда и низковольтный ОУ подойдёт?

... если вести речь про делители от каждого плюса очередного аккумулятора относительно земли, то слово " дифференциальный" можно забыть ( он просто не нужен) и ОУ нужен относительно ( лишь как буфер) - ведь напряжение на "втором" аккумуляторе будет равно разнице напряжений на "втором" и "первом" плюсе.... А это -просто математика в контроллере...

Но повторюсь - здесь нужен аналоговый коммутатор, чтобы последовательно измерить напряжение на всех плюсах.

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Делитель из резисторов точностью 1% даст ошибку до +/- 0.6В на фоне 60В входного. С резисторами 0.1% будет до 60мВ.

уточню:

допустим что 1% резисторы дадут 1%...2% для каждого делителя. При входном 60В и делении в 10 раз абсолютная ошибка или погрешность каждого делителя составит ( может составить ) 1,2 В. На два делителя , ошибка удваивается , т.к. погрешности здесь суммируются. Итого ТС планирует после каждого делителя измерять 50..60 В , точнее их разницу примерно в 10 вольт с суммарной итоговой погрешностью 2,4 Вольта (это 24% по отношению к 10 вольт искомой разница между клеммами) при случайных резисторах с отклонением в 1% от номинала.

ТС хотел погрешность меньше ? Дешево и сердито не получится , и даже с 0,1% резисторами верхнюю банку измерять такой схемой хреново.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо всем!

Теперь понятно, что дешево и более менее точно не получится.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я полагаю, что озвучивая техническое задание ТС погорячился... Скорее всего реальная задача - измерить напряжение на каждом аккумуляторе в принципе, и с вполне вменяемой точностью. Прецизионные измерения возможно и важны..., где-нибудь в космосе..., но тогда бы речь не шла о свинцовых аккумуляторах... А на земле эти милливольтные блохи на свинце - на..ер не нужны... :biggrin:

Дак опускаемся на землю..?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

... А на земле эти милливольтные блохи на свинце...

Дык, с 1% резисторами уже не блохи, а слоны. Особливо для верхнего аккума. О том и речь.

Посмотрите хотя бы, что Тау написал, ч.б. опуститься на землю.

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...