Здравствуйте! Разрабатываю многоканальный вольтметр постоянного напряжения (32 канала, напряжение 1..30 вольт, с дополнительным шунтом возможно расширение диапазона). Предложенная мною схема работает следующим образом:
1) Входные шунты состоят из последовательно включенных сопротивлений 4.3 Мом и 68.8 Ком
2) Напряжение с нижнего по схеме шунта поступает на мультиплексор к591кн3, затем на усилитель ad620, после на канал АЦП микроконтроллера.
3) Микроконтроллер управляет преключением как внешнего, так и внутреннего мультиплексора. Микроконтроллер atmega8, АЦП 10 бит, 8 каналов ацп. Таким образом, теоретически можно измерять до 8*16 каналов, требуется в настоящий момент только 32.
Имеются следующие вопросы:
1) При большом количестве каналов и постояном включении шунтов к измеряемой цепи (земля у всех источников общая, естественно), входное сопротивление прибора будет падать пропорционально количеству каналов. Следует ли поставить дополнительный коммутационный элемент в цепь шунта? Чему лучше отдать предпочтение - полевику с малым сопротивлением открытого канала или реле с подходящим минимально коммутируемым током?
2) Предлагают заменить аналоговые коммутаторы на галетные переключатели, и использовать в качестве измерителя имеющийся вольтметр. Насколько это хорошая идея?
Схема входного канала показана условно, без фильтрующих конденсаторов

касательно схемы с галетниками: как я понимаю, учитывая входное сопротивление вольтметра, токи будут составлять доли микроампер, то есть, не каждый галетник сможет адекватно обеспчить измерение. Тут и нелинейность контакта при малых токах, и даже вероятность того, что ток просто "не пойдет", и вольтметр покажет темпратуру на марсе. Тем более, что штатный вольтметр маде ин чиайна и его параметры не известны. Питается, кстати, от измеряемой же цепи, что не радует

Вот магазины сопротивлений на галетных переключателях ведь работают?
А реле... Промышленность давно уже делает такие многоканальные вольтметры Keithley 200X, 2700, например. Есть у другие приличные фирмы.
Там коммутируется малогабаритными реле с защелкой. NEC, Takamisawa... или подобными.
Что до Вашего плохого вольтметра, то простой совет - заменить его. Или сразу купить подержанный прибор с коммутатором.

Иначе говоря, мои опасения по поводу негерметичности контактов и вносимой погрешности не серьезны? С другой стороны, вероятно, погрешности при использовании электронного коммутатора могут быть и выше... Мне предлогали решение вопросов с контатами галетников путем промывки спиртом. Смущает то, что схема с галетниками будет более громоздкой, подверженной механическим повреждениям, о дистанционном контроле и речи не идет. В схеме с МК можно использовать гальванически развязанный uart или rs232. От промышленного варианта отталкивает их цена. К тому же, честно говоря, интересно самому разбираться в теме практически.

Спиртом - это правильно. На промывание нужно просить побольше.
Выпил - подышал на контакты.
Большим керамическим галетным переключателем с посеребреными контактами я коммутировал токи на уровне десятков фемтоампер при напряжении около милливольта.
Замечательно все в принципе работало.
Про долговременную надежность не знаю. Где-то лежит этот мультиметр уже 20 лет.

То есть, идея с аналоговым мультиплексором никак не катит?

Катит, только спирта еще больше надо просить.
Там же не только контакты нужно промывать, а целую плату.


Сообщение отредактировал Белый дед - Aug 17 2015, 08:59

Например, запитанной с ноги таймера микроконтроллера помпой, повышающим преобразователем и т.п., накачать +34 В, от них запитать повторитель на таком ОУ и 32-входовый мультиплексор на четырёх таких компонентах, на входах которого поставить 32 цепей защиты (каковой конденсаторы ни разу не являются), а буферированный тем повторителем выход которого подать на единственный в схеме делитель из двух прецизионных резисторов, выход которого подать на буферированнный же вход соответствующего же этим резисторам класса АЦП, опёртого на соответствующий же тому же классу ИОН, ну и т.д.

Конденсаторы для фильтрации; в качестве защиты стабилитрон либо по паре диодов к земле и к питанию. Касательно операционника, рассматривал такую идею, но в ней есть один недостаток, а именно - больше 30 вольт не померить. Что касается входных шунтов, то разброс параметров можно компенсировать програмно либо при помощи подстройки смещения усилителя.

Стабилитрон в качестве защиты подохнет сразу же в первый момент, потому как ни разу не предназначен для такой работы.

Немного ранее Вам также не помешает разобраться, почему то, что вся планета называет делителями напряжения, Вы называете шунтами.

Ну и, ещё раньше,— растолкуйте нам сию загадку:

— т.е. почему Вы говорите об этом в единственном числе, потому как на Вашей ленивой схеме показан лишь один канал, но этого вполне достаточно, чтобы говорить о наличии у прибора никак не одного, а ровно 32-х входных сопротивлений — ну или, какая непостижимая схема их включения даёт Вам повод считать их среднее арифметическое.

Если не подать напряжение порядков сотен вольт, выдержит, думаю. Его ток же будет ограничен резистором 4,3 Мом. А то, что я назвал шунтом, таки да, делитель. Касательно входного сопротивления: Если подключать к разделенным нагрузкам, то да, сопротивление приборов не поменяется. Но в ситуации, когда имеется одна АКБ, а к ней подключена куча преобразователей, ситуация несколько иная. В прочем, посчитав лучше, все равно оказывается, что на делителях выделится ничтожно малая мощность, минимльно повляв на входные цепи.

Форум пестрит темами про балансировщики от программистов, Вы лишь добавили ещё процентов к уровню их наивности.

Уважаемый Начальник Темы!
Не изобретайте велосипед. Скачайте из сети схему какого-нибудь старого вольтметра, например, - HP3478A. Изучите там входные цепи и цепи защиты. После этого задавайте вопросы. А на входе сделайте коммутатор на реле.

Сдаётся мне, что с советами Вы поспешили.
Начальнику Темы ещё бы мат.часть подучить. Времени на это пойдёт немало, если судить по тому, как он "путается в показаниях".
А если по примеру Белого Деда перевести на потребный для понимания спирт, то в этом спирте утонуть можно. Путём полного погружения.