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!

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.

Plain, если учесть, что ТС хочет ещё и -

...., 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?

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

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%?

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?

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.

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

... 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.

Сообщение отредактировал варп - Dec 21 2017, 10:26

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.

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

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...
Дак опускаемся на землю..?

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.