Доброго времени суток. Нужно измерять сопротивление в границах 1-60 ГОм. Меряю через делитель с повторителем напряжения:

Повторитель на ОУ ОРА129, очень хороший входной импеданс. Потом сигнал идет на ФНЧ чтобы отсечь 50 Гц и на АЦП.

Проблема в том, что Rx находится на длинном (ок. 50 см) кабеле. Даже если это коаксиал, наводки идут жуткие. Соответственно схема очень "пугливая" - махнуть рукой над схемой или встать-сесть и сигнал скачет в диких пределах. К сожалению больше чем +-5В дать в схеме не могу. Есть ли способы увеличить стабильность схемы? Как правильно меряют такие сопротивления?

Поместить резистор в металлическую коробочку. Сделать триаксиальный кабель. Наружный экран соединить с коробочкой. Внутренний (изображаем охранное кольцо для убивания утечек кабеля) должен быть под потенциалом внутреннего проводника. Может быть, и без наружного экрана можно обойтись.
Тут много вариантов измерения.
1. Измеряем ток. 5 вольт/50 ГОм = 100 pA легко измерить, например интегратором со сбросом.
2. Измеряемый резистор в обратную связь ОУ. На -вход подаем ток. Это труднee - нужно сделать генератор малых токов.
Вот еще посмотрите - http://edn.com/design/analog/4315271/Integ...th-gigohm-range

Можно попробовать сделать дифференциальный измеритель на 2-х ОУ с дифференциальным же выходом. В качестве сигнальных проводов использовать витую пару в экране (желательно двойном).

Проблема в том, что Rx - это деревянное бревно больших габаритов (схема меряет влажность древесины после просушки), и экранировать его невозможно. Это самое треклятое бревно еще и неплохой конденсатор, а при некоторых условиях и почти полупроводник. Поэтому на клеммах всегда будут помехи. Можно ли их как-то погасить в первичной цепи? Пробовал ставить конденсаторы, но тогда измерение занимает вечность (пока конденсатор зарядится пикоамперным током). На самой плате конечно защитное кольцо вокруг входа в наличии.
Чем прямое измерение тока может быть лучше измерения падения напряжения в данном случае? Извините за такие наивные вопросы, я практически чистый цифровик. Пробовал подключить ОУ в режиме преобразования из тока в напряжение, ничего внятного не получил.
А это не то же самое, что Instrumentation Amplifier? Я думаю над такой схемой, но пока не придумал как подключить резистор на входы - или снова ставить делитель?

Сообщение отредактировал count_enable - Feb 4 2014, 16:28

Вот готовый влагомер. Интересно, он тоже сопротивление измеряет ?
http://sushka.kiev.ua/ru/ruchnoy-izmeritel...siny-md918.html

Сперва поймите, как неправильно:



А правильно где-то около 5 кВ.

У меня есть похожий влагомер, внутри ОУ и MSP430. Меряет каким-то хитрым алгоритмом, до конца с логикой не разобрался. Но точность невысока и щупы прямо в прибор встроены. Пока буду пробовать с улучшеной экранировкой кабеля и компенсацией уплыва земли (у меня есть аналоговая и цифровая земли).

на бревно тоже будут действовать наводки, а это элемент цепи
оба провода нужно в экранированном виде доводить до бревна.
Модель помехи - 50 Гц от фаз питающей цепи, через паразитную емкость 10-100пф поступает на входное сопротивление цепи относительно нейтрали
или общего заземления

Поэтому входные линии должны быть максимально отвязаны от питающей сети
и симметричны, как будто бы они питаются от батарейки

Теоретически можно было бы зарядить какую-нибудь емкость через реле, измерить на ней напряжение,
потом переключится на бревно потом обратно посмотреть насколько упало напряжение

или например DC/Dc.
Вся измерительная часть с АЦП питается от DC DC, выход цифровой через развязку ADUM
Но здесь проблема, что некоторые дают мощную коммутационную помеху между первичной и вторичной цепью
Да и емкость большая. Можно конечно отключать на период измерений

Может увеличить количество электродов? и усреднять
Сопротивление заземлителей измеряют по четырехэлектродному методу
По краям два электрода, на которые подается напряжение,
а между ними два электрода между которыми измеряется ЭДС

Был случай в детстве молодости: попросили сделать многоканальную систему измерения емкости. Я молодой, фонтанирую идеями.... А заказчик мне и говорит: вот тебе одноканальный китаец с выводом на ЖКИ, качество измерения абсолютно устраивает, 10 баксов стоит, сделай мне просто коммутатор на входе и ком-порт на выходе. И еще дал мне распечатку из интернета как снять с ЖКИ информацию.
Как результат- я, неопытный вчерастудент, сделал абсолютно работоспособную измерительную систему с первой итерации и на макетке, полностью удовлетворяющую заказчика по стоимости и качеству работ, и супербыстро.
Это я к чему: если Топикстартер не съел пару слонов в измериловке а измерять нужно, то можно купить нечто и снимать с этого нечто уже измеренные данные. Этот путь самый предсказуемый и успешный. Взять готовый девайс за 80 баксов, и к нему уже прикрутить на уровне чтения ЖКИ ну и может управление. Как раз все на цифровом уровне, никакой измериловки. Работы- от недели до трех, вместе с пайкой и микроконтроллером для передачи данных.

Спасибо всем за добрые и дельные советы.
К сожалению внутрь китайца я вставить не могу, так как ТЗ предусматривает усложненную процедуру измерения влажности, с калибровками, изменением полярности, свистами и плясками, а так же попутно косвенное измерение каких-то еще параметров дуб-дерева. Позитивная сторона в этом та, что это НИОКР и industry-grade стабильности и простоты никто не требует. Сам я в это вляпался по своей неопытности, должен был делать только цифровую часть, да оказалось что аналоговые "спецы" мягко говоря, не очень. Ну хоть хороший опамп выбрали, и то хлем, жаль только что не рейл-ту-рейл.
Буду делать тесты, попробую экранировать по максимуму схему.
Интересная идея с измерением падения напряжения на конденсаторе. Можно ссылку с подробным описанием такого метода измерений? Звучит очень даже неплохо, закон разряда кондера известен, время засеку без проблем.

Сообщение отредактировал count_enable - Feb 4 2014, 22:29

Это взято из головы.
Но вообще в курсе метрологии говорилось что большое сопротивление измеряют так:
берут маленькую емкость, включают последовательно и измеряют постоянную времени.
Например наделал отсчетов кривой, закон знаешь можно вычислить RC окуда и R

Емкость должна быть высокостабильной полистироловой, полипропиленовой, с малым гистерезисом
К71-7 напр

Могут возникнуть трудности с емкостями оплетки экранирующего кабеля - они тоже будут заряжаться.
Поэтому лучше применять двойной экран - на внешний землю, на внутренний потенциал самого провода через повторитель и резистор

Уже ответили, что классически для измерения таких сопротивлений нужны высокие напряжения.

А чтобы пофантазировать на эту тему, определите точнее условия задачи. Вам нужно измерять влажность разных бревен (т.е. например длиной 5-10 м. ) по их сердцевине ?
Если да, то фантазировать трудно, лучше применить, как уже сказано, что-то готовое и снять с него показания для ваших целей.

Еще одна фантазия. А что если подавать переменное напряжение, скажем 1 КГц и синхронно детектировать? С наводками должно побороться.

Тогда придется компенсировать емкостную составляющую

Я бы попробовал измерять ток вместо напряжения. Во-первых, не придется заботиться о входном сопротивлении (которое будет равно нулю), а во-вторых, с помощью резистора ОС можно выбрать нужное усиление. Заодно зашунтировать весь переменный мусор конденсатором.

Ну или как уже сказали, использовать метод разряда калиброванного конденсатора на измеряемом сопротивлении.
Пожалуй, лучше ничего не придумаешь.

Прикольная задачка Мысля насчет повышенного напряжения на бревне мне нравится. Ну пусть не 5 кВ(тут уже начитаются пробои), а 100-500 В, и то.
Да, конденсатору действительно будет мешать кабель. Мож., его около бревна повесить. Шо касается борьбы с сетевой наводкой, таки можно интегрировать ток с бревна, и интеграл оцифрять. 50 герц будет давать волну на пиле интеграла. Можно выловить участок, соответствующий целому числу периодов, и т. о. избавиться от влияния наводки. Дополнительно можно рядом с электродом можно повесить специальную антенну со своим кабелем, и сигнал с нее с подбираемым коэффициентом заводить на интегратор. Коэффициент можно подбирать до пропадания пульсаций.