Пожалуй, лучше всего будет сделать так, как предложил SSerge в посте # 7, только вместо "правого" ОУ можно использовать внутренний дифф. усилитель атмеги с к-том усиления 10. В качестве опоры для измерительной схемы и для АЦП логично взять внутренний источник, выведенный на AREF. Параллельно измеряемому сопротивлению можно подключить цепочку из 2-3 диодов, плюсом вверх, чтобы опер с ума не сходил при его отключении. Опер нужно брать с вых. током не менее 20 мА.

Вот достаточно точно работающая схема, не требующая инстр.усилителя
и позволяющая компенсировать сопротивление проводников
до измеряемого сопротивления при трех проводном подключении.
R1 задает ток, R2 R3 должны быть равны, R4 и R5 задают усиление.
защита по входу и интегрирующие цепи не показаны.
ОУ должны иметь малые смещения.
точность схемы не зависит от Uref если оно идет от ADC.
источник Uref не нагружается.
Результат в дополнительном коде.

Ну, инструментальный усилитель в Вашей схеме все же есть - он сделан на двух "правых" операх. В нем, однако, нет нужды, т.к. он имеется внутри самой АТмеги, используемой автором темы.

Stanislav, спасибо! Только проблема во внутреннем источнике (Aref). Он у всех м/к разный, 2.56 - идеал, но он плавает, у меня он 2.48, люди здесь же пишут что он достаточно сильно плавает - у каждого м/к свой. Мне эта схема (пост #7 от Sserge) понравилась, мне ещё понравилась схема от yung (пост#13). Не знаю пока с какой начну. Хочу попробовать обе. Не подскажите с какой лучше начатЬ?
Вообще я хотел бы обойтись без внутренних усилителей, тех что на самом м/к стоят, не будет ли из-за них увеличина погрешность?

Извиняюсь, когда упрощал схему один проводок оказался не там.
Ниже два варианта правильный первый вариант с компенсацией
проводников до измеряемого сопротивления
и второй вариант без компенсации.
В обоих схемах значение сопротивления в АЦП не зависит от
величины Aref.

Последний ОУ можно выкинуть если у Вас в МК
уже есть усилитель и его можно использовать.

Эта схема "идеальна" так как не отбирает ток от измеряемого
сопротивления, не нагружает Aref и не зависит от него.

Станислав, обычный ОУ и инструментальный отличаются по цене.
Да и по схемотехнике инструментального у меня нет,
что хорошо видно по второй схеме.
Чистый инвертирующий усилитель.

Сообщение отредактировал vm1 - Dec 11 2005, 16:53

Ничего страшного, если его использовать в качестве опоры для АЦП и ГСТ на ОУ одновременно, измеряемая величина от него не будет зависеть вовсе (проверьте самостоятельно), как совершенно справедливо отметил и vm1. Дополнительных компонентов только 2 - опер и резистор, желательно точный. К ним не мешало бы добавить еще несколько компонентов, примерно вот так:

Все кондеры - по 0,1мкФ, эталонный резистор Rэт нужно рассчитать, исходя из желаемого диапазона сопротивлений.

Погрешности будут в любом случае (смещение нуля ОУ, погрешность эталонного резистора, смещение нуля, нелинейность и отклонение от идеального к-та преобразования АЦП). Поэтому, для достижения хорошей точности систему придется калибровать.Введение дополнительно инструментального усилителя только даст доп. погрешность, которая будет учтена при калибровке (кстати, он в АТмеге вполне приличный, в схеме на двух операх такую точность получить довольно трудно). Хороший же интегральный ИУ по цене превосходит АТмегу, поэтому игра не стоит свеч. Внутренний ИУ, возможно, добавит шума, поэтому при измерении и калибровке нужно делать накопление (64-128 отсчетов). Небольшой шум на входе АЦП даже полезен - в результате накопления можно получить разрешение >10 разрядов!
Калибровку в простейшем случае можно проводить только по 2-м точкам (линейная аппроксимация функции преобразования). Для этого сначала нужно изм. выводы замкнуть (R=0), а потом поключить эталонное R=Rмакс. Для учета нелинейности нужно провести калибровку еще в 1-2 точках с последующей кусочно-линейной (или полиномиальной) аппроксимацией.

2 vm1
Инструментальный усилитель - это дифф. усилитель с высоким входным сопротивлением обоих входов и известным к-том усиления (во всяком случае, я так считал до настоящего времени). Вы предложили его сделать на двух операх (классическая схема, есть еще на трех операх). АТмега содержит именно инструментальный усилитель, так что необходимости в дополнительных схемных элементах нет.

Сообщение отредактировал Stanislav - Dec 11 2005, 17:58

Станислав, у меня по инвертирующему входу низкое
сопротивление, я там имею право отбирать ток
так как это не влияет на величину тока измерения,
чем и пользуюсь экономя на инстр.ОУ
У меня один вход высокоимпедансный
а второй низко импедансный.

Задача дополнительного ОУ в первой схеме
компенсировать сопротивление проводки,
свою задачу он выполняет аналогичным
способом - с подключением к измеряемому
сопротивлению проводки через низкоимпедансный вход.

В первом случае усилитель имеет 3 входа
а во втором 2 входа.
Какой из них похож на инструментальный?

Верхний. Если подключить левый конец R2 к средней точке (земле), а в качестве входов ДУ использовать неинвертирующие входы DA2.A и DA1.B, при выполнении равенства R2/R3=R5/R4, получим инструментальный усилитель с Ку=1+R5/R4. Ваши схемы полностью работоспособны, нижняя лучше верхней, а в мою нужно внести дополнение, чтобы полностью использовать диапазон АЦП (прочитал внимательно даташит к меге). У меня пропадает кнопка редактирования предыдущих постов, поэтому приведу схему снова. Красным - добавленный резистор. Ку встроенного инструментального усилителя предполагается равным 10.


Сообщение отредактировал Stanislav - Dec 11 2005, 20:37

Stanislav, тогда начну с вашей схемы. Следующие вопросы по ней. Какой взять эталонный резистр, измеряемые сопротивления до 50 Ом (большой запас)? Зачем в схеме 2 последовательнх Диода?
Опишите пожалуйста по подробнее сам процесс калибровки, какие точки фиксировать? И выдержит ли Aref?

vm1, в файле 2 схемы. Чем они отличаются? Они достаточно простые, я вот всё на счет ОУ волнуюсь, мало с ними работал. У меня MCP601 есть, они прокатят?

Станислав, нельзя резистор на 9К ставить
он же на входном 1К падение создает.

to HV.
Диоды он добавил чтобы ток не прерывался когда
нет измеряемого резистора,
хотя в этом ничего страшного нет.

Я уже писал выше, первая компенсирует сопротивление
проводников до измеряемого сопротивления
по трех проводной схеме подключения,
вторая этого не делает.
Этим схемам не требуется внутренний усилитель в МК.
Если убрать последний ОУ то в диапазоне 0-511 кода
ацп можно использовать внутрений усилитель МК.

При 50Ом диапазона и точности 0,1Ом Вам АЦП не хватает.
Тем более что он врет не на один квант (см. pdf).

Если хотите получить более точный преобразователь
используйте AD7741, он недорогой и очень линейный 0.012%
заодно и 50Гц подавите очень аккуратно.

У каждого ОУ есть напряжение смещения и
главное, ее зависимость от температуры.
Это смещение будет суммироватся с
напряжением на измеряемом сопротивлении.
выбор ОУ зависит от той ошибки которую выхотите получить.
Например при токе 5mA, 50 омах на входе, на 10 градусов будет
дрейф на 0.01% для MCP602
(температурный дрейф смещения у него 2.3uV на градус)

Сообщение отредактировал vm1 - Dec 11 2005, 23:44

Для того он там и поставлен. Вообще-то лучше 9,1Ком, с небольшим запасом. Учтите, что усилитель в АТмеге не операционный, а инструментальный (предполагается установить Ку=10), а также посмотрите даташит на данную мегу - все сразу станет ясно.

Нет, без диодов будет нехорошо - напряжние между входами ОУ будет большим, т.к. обратная связь будет разорвана. Если между входами ОУ есть защитные диоды, это может привести к насильственному подтягиванию напряжения вывода AREF, а также всего источника опоры к "земле" через низкое сопротивление Rэт, что чревато неправильной работой всего микроконтроллера (следует вспомнить, что встроенный источник опорного напряжения используется в МК и для других внутренних целей).

2 High Voltage
Постараюсь ответить завтра - засыпаю...

А ничего что ток через него завист от
величины измеряемого сопротивления?

Ну вообщем можно,
смещение пропорционально измеряемому R,
только изменится немного коэф. преобразования.

Stanislav, надеюсь хорошо спалось? =)
Почему именно 2 диода, почему 1-го мало?

В даном случае диоды лишние поскольку они:
1. Шунтируют своим нелинейным сопротивлением Rизм и тем самым вызывают дополнительную нелинейность схемы.
2. Напряжение вывода AREF никогда не подтягивается к земле поскольку этот выход непосредственно не связан с Rэт. При отсутствии диодов и Rизм ОУ заходит в насыщение с параметрами: выходное напряжение +питание, выходной ток 0, напряжение на -входе ОУ 0, напряжение на +входе ОУ REF. При подсоединении Rизм ОУ переходит в линейный режим. Внутренний ОУ при отсутствии Rизм будет насыченным независимо от присутствия диодов.

Станислав куда то пропал (еще спит наверно ), я отвечу.
Он указал что в ОУ могут применятся защитные диоды между входами + и -
при разрыве обратной связи AREF будет нагружен на 220ом через них и два входа.
Но и свами я согласен в том что шунтироватся так диодами нехорошо.
Я бы поставил последовательно с входом AREF резистор 10-100ком ограничивающий ток.
Так даже дешевле.

to HV:
А какие у Вас были вопросы по програмной калибровке,
что здесь не ясного?
Замерили две точки, например 10% и 90%.
Пересчитали константы k и b для преобразования типа y=kx+b и все.