Привет.

Требуется измерить ток на выходе датчика с унифицированным сигналом 4-20мА. Измерить весьма точно - 0.01% от измеряемой величины. Токоизмерительный резистор может включаться как возле земли, так и возле питания (до 24В). Соответственно имеется и синфазное напряжение.
Плюс ко всему нужны три канала.

Больше всего меня смущает, что надо мерить как без синфазной составляющей, так и с ней.
Берем усилитель с КОСС 120 дБ, что дает 24мкВ ошибки при синфазном 24В. Что уже неприемлемо.

Как можно решить данную задачу? Что за схемотехника входного усилителя здесь используется?

ну вот, вы сами всё и подтвердили
измеряя 1мм линейкой с ЦМД 1мм, вы будете крутиться около погрешности 1мм, округляя полученные измерения

Пусть у вас есть эталон 10 условных единиц с точностью 1%. Т.е. размер эталона будет попадать в диапазон 9,9...10,1у.е.
Вы желаете калибровать по нему свои копии и надеетесь на их точность тоже 1%
И вот попался вам эталон, имеющий фактическое значение 10 -1%, т.е. 9,9
Тогда ваши копии будут иметь диапазон 9,8...9,99у.е., т.е. нифига не 1%

Взяв эталон на порядок выше точностью, сможете добиться своих 1%.

Вы давно сдавали эту линейку на госповерку? Когда будете сдавать - поинтересуйтесь чем они ее там поверяют - такой же линейкой или чем-то поточнее.
Тут речь идет о том, что для измерения с точностью в 1% вам компоненты в схеме нужны в три-пять раз точнее. И самое противное - стабильные. Резистор - увы, не линейка, плывет со временем намного сильнее.
В целом задачу вы поставили очень сложную. Наверное, реализовать такую точность можно только в лабораторных условиях.

Да, сделать самому. Для одноканального варианта я представляю как добиться такой точности, а для трех канального - нет.
Вопрос в схемотехнике входного преобразователя. Конкретно, как сделать инструментальный усилитель с большим КОСС

Так, а чего гадать-то? В ДШ приведен график:
[attachment=111188:Screensh...16_09_41.jpg]
Из графика можно сделать вывод, что со временем плывет, но меньше чем 80 ppm за 10 лет.
Ну и периодические поверки никто не отменял..


Да это не я поставил, это ТС.. С него и спрашивайте..


Пардон, за мой плохой французский, но я бы сделал гальванически развязанную схему из CN0194 с заменой АЦП на AD4011 или подобный.

А у Вас есть эталонное напряжение с такой стабильностью?
Вы еще скорость не сказали.

А если взять усилитель с CMRR: 150dB (Typ) LTC2057?

Linear, кстати, рекомендует делать на этом ОУ фильтрацию опоры: EDN.

Ну и вопрос про источник опорного напряжения тоже интересен.

Не пойдет - товарищ сказал же, что у него одноканальный такой есть. Ему трехканальный нужен.
Подождать надо, может, еще что-то будет интересное - про пятую приемку, например.

Насколько большим-то? Ничего ж ещё не озвучено — ни полоса помехи, ни амплитуда.

Это подмена понятий. Вы же не ширину экрана собираетесь мерить линейкой с миллиметровой точностью, а изготовить другую линейку, такой же точности, при помощи этой, так?

Нет, не так.

ТС собирается с помощью своего прибора измерять ток в цепи с точностью 0.01% и не собирается поверять своим прибором другие амперметры имеющие точность 0.01%..

Так?

Полоса - условно постоянный ток. Ну или для определенности, до 0.1 Гц.
Опора - 2.5ppm/°C, термостатированная до 0.02°С (пик-пик колебаний температуры). Слегка шумноватая, но АЦП давит этот шум. По долговременной стабильности - пока не знаю.

Точность моего измерителя напряжения - 0.003% в диапазоне ±1В.
КОСС для входного преобразователя в 140 дБ хватит всем мне хватит, при условии преобразования входного тока 4-20мА в 200-1000мВ.

Опора - 2.5ppm/°C, термостатированная до 0.02°С (пик-пик колебаний температуры). Слегка шумноватая, но АЦП давит этот шум. По долговременной стабильности - пока не знаю.
Сложности не только в стабильности температуры.... Какова у вас точность от включения к включению, а точность поддержания температуры кристалла стабилитрона в "опоре"?

Расскажите подробнее об "опоре".... Что за чудо обеспечивает метрологические характеристики лучше чем правильно приготовленная LTZ1000? А производители такой "измериловки" LTZ1000 еще отбирают и состаривают под контролем. Чтобы долговременная стабильность была да и полка фликкер-шума была не особо высокой.

Может там у вас и резисторы VISHAY 0,005% состаренные?
АЦП и фликкер шум задавит? Да еще на уровне 2,5ppm? Вы с какой частотой отсчеты получать будете?


Точность моего измерителя напряжения - 0.003% в диапазоне ±1В.

Что есть 30 ppm. Какое там у вас АЦП?
Вы понимаете, что ни одна серийно выпускаемая микросхема АЦП не обеспечивает требуемой вам точности. Все перечисленные вами измерительные приборы содержат в своем составе "железные" самодеятельные АЦП. Даже при все этом keithley 2002 в заданном диапазоне обеспечивает только 10 ppm стабильности в год.

Сделать измеритель такого уровня с бухты-барахты не получиться,
например погрешность токов утечки... например у вас входные сопротивления усилителя 1МОм, ток утечки по поверхности платы 1пА (в жизни бывает сильно-сильно больше), погрешность выхода получается уже 1ppm, причем ток этот не постоянной величины и зависит от влажности и запыленности. Тут выплывают эквипотенциальные защитные поверхности....
Еще пример - термо ЭДС, создался у вас градиент температуры по плате около 5 градусов, а это обычная величина, а у вас припой свинцово-оловянный, дорожки медные, а выводы микросхем в металле - коваровые, вот свои 5-10 мкВ вы уже поймали.

И таких камешков по дороге к вашей точности в 0,01% еще много!

Я не говорю, что это невозможно. Это во-первых- дорого, во-вторых - долго! Возьмите любой 6,5 разрядный вольтметр и пользуйтесь, производитель за вас уже все камешки с дорожки собрал.

Сообщение отредактировал iliusmaster - Feb 20 2018, 05:54

Да, все это так.
Добавлю, что в 9 случаях из 10, когда задача формулируется полностью, а не только первый наспех надуманный вариант решения, то оказывается что и измерять-то так точно не нужно или измерять нужно не то и не там или вообще измерять не нужно, есть другие пути решения.

Петля, в подавляющем большинстве,— это интерфейс датчиков, типовая погрешность которых 0,5%. Нет никакого коммерческого смысла использовать её для чего-то другого, равно и выжимать что-то большее. Того же плана петрушкина работа изобретать калибратор, которых в продаже вагон и тележка.

Чтобы правильно решить задачу - нужно, для начала, ее правильно поставить.
Не в терминах "датчиков-точностей", которые Вы себе нафантазировали,
а в конкретном описании решаемой Вами проблемы, для начала...