|
Высокоточный входной делитель, Нетривиальные требования к тривиальной схеме |
|
|
|
Aug 29 2009, 19:19
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154

|
Доброго времени суток! Я прошу помощи тех уважаемых специалистов, кто реально работал со схемами подобного класса точности.Собственно суть вопроса: Необходимо создать входной делитель вольтметра постоянного и переменного напряжения со следующими характеристиками: 1. Диапазон входных напряжений 0-1000 В (пределы : 200 мВ, 2 В, 20 В. 200 В, 650 В по постоянному и переменному напряжению). 2. Частотный диапазон 10 Гц - 100 кГц. 3. Точность по постоянке - 0,01%. 4. Точность по переменке - 0,1%. 5. Дрейф - не более 10 мкВ/8часов после прогрева на пределе 200 мВ (для других пределов - пересчитывается эквивалентно) после 0,5 часового прогрева. 6. Входное сопротивление - 10 МОм. Питание задано - однополярное +5 В. Управление входным делителем - электронное. Исходная схема приведена в прикрепленном файле. Собственно схема стандартная и применяется во многих измерительных устройствах. Номиналы R1-R4 и C1-C4 примерно соответствуют требуемым. Номиналы R5-R8 и тип опера - от фонаря (см. ниже). Каскад на ОУ имеет переключаемый коэффициент усиления - 1 и 10. А теперь собственно вопросы: 1. Подскажите, если можно, тип ОУ удовлетворяющий вышеописанным требованиям (+ минимальный шум). 2. Какими должны быть номиналы резисторов R5-R8 (хотя бы порядок)? 3. Что применить в качестве S1-S5 (герконы, реле, электронные коммутаторы)? 4. Как защитить вход ОУ от перенапряжения в случае ошибочного подключения (тип защитного элемента) ? Я также буду благодарен за ссылки на источники, описывающие устройства подобного класса. PS. При поиске по Форуму, по AN AD и AN LT я не смог получить рекомендаций по этим вопросам, может быть просто не понял...
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(1 - 14)
|
Aug 29 2009, 19:53
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Цитата(Vishv @ Aug 29 2009, 23:19)  Доброго времени суток!
Я прошу помощи тех уважаемых специалистов, кто реально работал со схемами подобного класса точности. Собственно суть вопроса: Необходимо создать входной делитель вольтметра постоянного и переменного напряжения со следующими характеристиками: 1. Диапазон входных напряжений 0-1000 В (пределы : 200 мВ, 2 В, 20 В. 200 В, 650 В по постоянному и переменному напряжению). 2. Частотный диапазон 10 Гц - 100 кГц. 3. Точность по постоянке - 0,01%. 4. Точность по переменке - 0,1%. 5. Дрейф - не более 10 мкВ/8часов после прогрева на пределе 200 мВ (для других пределов - пересчитывается эквивалентно) после 0,5 часового прогрева. 6. Входное сопротивление - 10 МОм. Вот и прикиньте... Кажется мне, что на 100 кГц ни входное сопротивление, ни тот рисунок, что Вы предоставили... никак... Емкости должны с подстройкой быть... Реле в обратной связи поставьте на выход, а то на входе их емкость... И входная емкость ОУ на самом грубом пределе... ну не впишется в 0.1%. И вообще... И, вообще, непонятно, как понимать такую точность разную на нулевой и ненулевой частотах. Вот на частоте 1 герц уже можно 0.1%? И чем будем измерять-проверять...
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 20:08
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244

|
Цитата(Vishv @ Aug 29 2009, 22:19)  Я прошу помощи тех уважаемых специалистов, кто реально работал со схемами подобного класса точности. Судя по вопросам, и схеме из букваря Вы вообще с аналоговой техникой не работали  . На коленке такое не делается и проблемы не заканчиваются за входным делителем и "схемой". Десяток мегаом, сотня килогерц, 10uV ... Да и 0,1% на переменке это, поверьте, очень, очень круто, даже для много более узкого диапазона частот и напряжений. Для ориентации в сложности подобной работы может взгляните на цены приборов такого класса? Либо урезайте осетра, либо займитесь чем-нибудь другим.
--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 20:41
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154

|
Цитата(Tanya @ Aug 30 2009, 01:53)  Вот и прикиньте... Кажется мне, что на 100 кГц ни входное сопротивление, ни тот рисунок, что Вы предоставили... никак... Емкости должны с подстройкой быть... Реле в обратной связи поставьте на выход, а то на входе их емкость... И входная емкость ОУ на самом грубом пределе... ну не впишется в 0.1%. И вообще... И, вообще, непонятно, как понимать такую точность разную на нулевой и ненулевой частотах. Вот на частоте 1 герц уже можно 0.1%? И чем будем измерять-проверять... Естественно, речь идет о том, что мне нужны указанные точности для постоянки и переменки отдельно. Да, я согласен, что при 100 кГц входное сопротивленик будет примерно 150 кОм, однако это не так важно. По поводу реле - в этом и заключается вопрос - какое должно быть реле ( или другое устройство коммутации), позволяющее обеспечить необходимые характеристики. По поводу "измерять-проверять" - калибратор класса 0,001%. Цитата(zltigo @ Aug 30 2009, 02:08)  Судя по вопросам, и схеме из букваря Вы вообще с аналоговой техникой не работали  . На коленке такое не делается и проблемы не заканчиваются за входным делителем и "схемой". Десяток мегаом, сотня килогерц, 10uV ... Да и 0,1% на переменке это, поверьте, очень, очень круто, даже для много более узкого диапазона частот и напряжений. Для ориентации в сложности подобной работы может взгляните на цены приборов такого класса? Либо урезайте осетра, либо займитесь чем-нибудь другим. Уважаемый zltigo, мой прибор класса точности 0,05% по постоянке и 0.5% по переменке (правда в диапазоне 20Гц- 20 кГц) и входным сопротивлением 1 МОм прошел сертификацию и в настоящее время проходит процедуру включения в Госреестр РФ. Поэтому хочется большего... и именно поэтому я прошу помощи у специалистов...
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 21:03
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154

|
Цитата(zltigo @ Aug 30 2009, 02:48)  Чудеса встречаются, и судя по приведенной Вами схеме и вопросам это было именно чудо сертификации  . Если Вы обратили внимание, сертифицированный прибор имеет гораздо более низкие характеристики по сравнению с заявленными в начале темы, а схема приведена , естественно в упрощенном виде для того, чтобы понятнее была суть вопросов. Вы правы чудеса бывают! Но не в этом случае.. Конкретно: какой тип ОУ применили бы Вы в данной задаче?
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 21:11
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154

|
Цитата(zltigo @ Aug 30 2009, 03:07)  Ну начнем с азов - оветьте на детский вопрос, 2V синуса это сколько будет peak to peak? 2*1.41*2=5,64 и что это Вам дает ?
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 21:20
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244

|
Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 00:11)  2*1.41*2=5,64 и что это Вам дает ? Мне? Мне ничего, а Вам подумать над Вашими словами Цитата Питание задано - однополярное +5 В. Каскад на ОУ имеет переключаемый коэффициент усиления - 1 и 10. Следующий вопрос - какую частоту единичного усиления должен иметь операционник, дабы при коэффициенте усиления 10 иметь на частоте 100KHz завал много менее 0,1%
--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 22:01
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154

|
Цитата(zltigo @ Aug 30 2009, 03:20)  Мне? Мне ничего, а Вам подумать над Вашими словами
Следующий вопрос - какую частоту единичного усиления должен иметь операционник, дабы при коэффициенте усиления 10 иметь на частоте 100KHz завал много менее 0,1% Прошу прощения если я Вас чем-то задел.. Играть в детские вопросы мне не интересно. Естественно после ОУ стоит много чего, в том числе и RMC и МК и т.д. и т.п. Если Вы считаете, что реализовать подобную задачу невозможно в принципе - так и скажите. Я ведь прошу помощи, а не доказательств, что я "полный ноль". Цитата(proxi @ Aug 30 2009, 03:41)  Следующий вопрос - какую частоту единичного усиления должен иметь операционник, дабы при коэффициенте усиления 10 иметь на частоте 100KHz завал много менее 0,1%
где то под 100МГц... а у LT1006 1MHz... Ну я же сразу сказал, что тип операционника - от фонаря (просто обозначить девайс).
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 22:37
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244

|
Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 01:01)  Прошу прощения если я Вас чем-то задел.. Абсолютно нет. Цитата Играть в детские вопросы мне не интересно. Это зря,ответив на них сможете САМОСТОЯТЕЛЬНО а не полагаясь на анонимные советы решить, можно-ли по такой схеме построить желаемое и если можно, то какой операционник использовать. Для начала выяснили, что с требованием по питанию уже явно пролетели, причем вне зависимости от операционника  . Задаю наводящий вопрос к ранее заданному - какое усиление при разомкнутой петле обратной связи должен иметь операционник на частоте 100KHz, дабы при замкнутой петле обратной связи и усилении 10, иметь погрешность оного 0,1%? хотя вообще запас нужно многократный, ибо перед ним резисторы и паразитные, и разделительные емкости а за ним вообще много всего, полагаю.... Зайдем и с другой строны - посчитайте, пожалуйста, тепловые шумы (забудем про токовые) идеального резистора 10 мегаом в пролосе 100KHz и комнатных 20 градусах. И как они соотносятся с озвученным Вами десятками микровольт и 0,1% на 200mV переменного напряжения.
--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
|
|
|
|
|
Aug 29 2009, 23:11
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837

|
Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 00:41)  Уважаемый zltigo, мой прибор класса точности 0,05% по постоянке и 0.5% по переменке (правда в диапазоне 20Гц- 20 кГц) и входным сопротивлением 1 МОм прошел сертификацию и в настоящее время проходит процедуру включения в Госреестр РФ. Поэтому хочется большего... и именно поэтому я прошу помощи у специалистов... У меня встречный вопрос - я сейчас заканчиваю разработку прибора класса 0.05% и мне интересно в чем заключается сертификация? Можете вкратце описать или привести ссылки?
--------------------
|
|
|
|
|
Aug 30 2009, 04:49
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654

|
Цитата(vvs157 @ Aug 30 2009, 03:09)  Посмотрите ради интереса входные цепи AC мультиметра Agilent 34401A (они есть в Service Guide). Его характеристики на AC гораздо скромнее ваших требований. Схема вас неприятно удивит своей сложностью. Там же можете постотреть, какие реле применяются в подобных приборах. Я присоединяюсь к Вашему мнению -посмотреть. Однако,насколько я помню Аджилент,Вы занижаете его достижения по переменке  Есть еще 34410-он поточнее. Во времена СССР выпускался очень неплохой вольтметр,тип не помню,на переменку.Из серии В7. Входную цепь проще скопировать,если нет опыта создания подобных устройств.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|