Измерение тока, меряю падение напряжения на резисторе 0.2R Опции

[Terrabyte]

не могу разобраться-
меряю падение напряжения на резисторе 0.2R, к резистору с одной стороны подключается нагрузка, которая питается от блока питания, а с другой стороны- земля того же блока питания. Проблема следующая – возникает большая нелинейность при измерении тока > 450mA, на меньших токах зависимость U( I ) более менее, c температурой резистора это не связано (2 резистора 0.1R-2W последовательно), проверял- пропускал ток 1А и мерил Омы – всё в норме, даже температура их не меняется. Пробовал ставить другие резисторы (0.1R*5W, 0.33R*2W) не помогло. Падение подаю на вход инструм. AD623 через выравнивающие резисторы 100R 1% т.к вход биполярный, далее на вход 10bit ADC. Максимальный ток который может дать блок питания = 1.2 A, при этом напряжение на выходе БП падает с 25В до 2В- может в этом дело? , если да то почему тогда амперметр меряет правильно? Если растянуть эти 1.2А на всю шкалу ацп, то к примеру при таком токе показания точного амперметра совпадают с моим измеренным значением- “1.200”, но если ток снизить, по амперметру до 300mA, то мои показания будут “0.705”. Может быть это глупый вопрос. Скорее всего неверен сам принцип измерения- шунт включен в схему не правильно, может нужно использовать спец. измерительный резистор с четырьмя выводами?… разъясните please, кто понял проблему.

[bgc]

разъясните please, кто понял проблему.

Вы правы, без схемы понять проблему трудно. Тащите схему, а может быть потребуется и разводку, така как тут от разводки земли очень много зависит.

[Terrabyte]

Выкладываю схему, земли блока питания и проц-й платы оъединены.

[Terrabyte]

разводка к созалению не влазит в одно сообщение

Да кстати забыл, того кондёра на входе AD623 нет, пробую упакованную разводку отправить

[el34]

по схеме ни (извините ) не понял мелковато....
выдам пару предположений
-у операционника допустимо синфазное -150mV ... уверены..?
-у операционника min питание +2.7V - уверены ?

я бы сразу попробовал поставить вместо 0.2R например 2R или 1R и посмотрел. когда начнется нелинейность.... может вопросы и упадут.......

[Terrabyte]

Схема самого блока питания на L200 полностью рабочая, питание LM258: -2.5… +27V, а питание ad623 +/- 3.3V. А если можно про синфазное поподробнее, особого внимания этому я не уделил.

[el34]

Terrabyte>А если можно про синфазное поподробнее

ну чтоб не было испорченного телефона сразу вот сюда

http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/AD623.pdf

если что...может подскажу ....конкретно этот оу не использовал...
но как только Вы спросили о измерителе тока...первый параметр
кот я стал смотреть у этого оу - диапазон входных сигналов...
и прочел
Input Voltage Range Extends 150 mV Below Ground
(Single Supply)

[Terrabyte]

Т.е. синфазное не должно выходить за 150mV при однополярном, или..?
но как же тогода - Input Voltage Range : (–VS) – 0.15 (+VS) – 1.5 (при VS = +2.5 V to +/-6 V)

я считал что проблем быть не должно, промоделировал в EVW Multisym7, с резистором 1-2R я попробую спасибо за совет

[el34]

при однополярном там не оч внятно но я думаю надо понимать не более отрицательное (относительно 0 ) чем -0.15....
да , извините , слово "синфазное" относится к предыдущему параметру...

так, что это для любого входа (учитывая сноску #2) другой вход при этом заземлен и усиление 1.

[Terrabyte]

Падение на резисторе 0.2R при максимальном токе не превышает 430mV, при VS=3.3В --> max Input Range: VS-1.5 = 1.8V при том что инв. вход заземлён, и при G = 1, как в сноске, а у меня там резик 8k66, G где то = 12, если считать что Input Voltage Range напрямую зависит от G, то эти 1.8В должны быть /12, т.е при G=12, +Input Range = +0.15V выходит так. То есть надо снижать G, либо шунт меньше, что хреново, лучше G. Input Range должен быть < 0.43В при G <= 4, то есть на выходе 1.72В при G = 4, а я могу опору ацп переключить с 2.5В на 1.5В, тогда чтоб на выходе AD623 было <= 1.5В g должен быть примерно 3.4, буду пробовать

[el34]

простите, если я правильно понял...у Вас оу выходил за диапазон гарантированных выходных напряжений?

[Terrabyte]

нет на выходе оу не было больше 2.5V, а щас я сделал <1.5 - при токе 1.2A - но ни чего не изменилось - всё таже нелинейность - 100mA и у меня 100мА; 200мА --> у меня 220мА, 1.2A --> у меня 0.670 А. то есть получается что на выходе оу U прямо ~ падению на шунте, но ток при этом ?

[el34]

>нелинейность - 100mA и у меня 100мА; 200мА --> у меня 220мА, 1.2A --> у меня 0.670 А. то есть получается что на выходе оу U прямо ~ падению на шунте, но ток при этом ?

подождите, ничего не понимаю.......
что это за зависимость какой ток где...

у Вас напряжение на выходе оу линейно зависит от тока через шунт?

[nicom]

>нелинейность - 100mA и у меня 100мА; 200мА --> у меня 220мА, 1.2A --> у меня 0.670 А. то есть получается что на выходе оу U прямо ~ падению на шунте, но ток при этом ?

подождите, ничего не понимаю.......
что это за зависимость какой ток где...

у Вас напряжение на выходе оу линейно зависит от тока через шунт?

...меня насторожило то, что Вы изменяете коэффициент усилителя при помощи ДД2. Т.к. у Вас на ее входах напряжение может быть в районе 0В, и даже, минус... посмотрите, она не работает на входных отрицательных напряжениях -0.3В: Analog, Digital Inputs2 . . . . . . . . . . . –0.3 V to VDD +0.3 V or
30 mA, Whichever Occurs First... (см. стр. 4 собственно самого ADG704.PDF)
При приближении к этому напряжению растет нелинейность...
Может быть здесь "собака зарыта"...
Исправить... например GND подтянуть к минусу...

[Don2]

нет на выходе оу не было больше 2.5V, а щас я сделал <1.5 - при токе 1.2A - но ни чего не изменилось - всё таже нелинейность - 100mA и у меня 100мА; 200мА --> у меня 220мА, 1.2A --> у меня 0.670 А. то есть получается что на выходе оу U прямо ~ падению на шунте, но ток при этом ?

Зачем мучиться? Подключите на выход ОУ вольтметр и убедитесь что при изменении тока нагрузки от 0 до 1,2А (как я понял это максимальный ток нагрузки) напряжение не превышает 2.35V(минимальное опорное напряжение MSP430).Если превышает-
правильно выберите усиление.Убедитесь в наличии линейной зависимости между выходным напряжением ОУ и током нагрузки. Если ее нет- ищите неисправность.
Затем переходите к анализу своей программы.

[Terrabyte]

Да линейно абсолютно, я не верно сказал извините,- U на выходе оу прямо ~ падению на шунте, и соответственно току через шунт. Я проверил - собрал схему в Multisim7, промерил всё, аналоговая часть вся работает как надо, т.е. мой AD623 выдаёт тоже что и программа EWB M7 --> при 0.2R , 1.2А , Rg=20kOm, на выходе оу 1.44V, как и у меня, наверное я неверно пересчитываю, быду смотреть..

[Terrabyte]

спасибо за совет, вы раньше ответили, скорее всего в программе дело, я считаю так: измеренное умножаю на макс. ток = 1.250 (не 1.200) - т.к. напряжение на выходе оу = 1.49В чуть меньше опорного (1.5) при макс. токе 1.2А, а потом делю на полную шкалу ацп 1024, может не так надо

[el34]

мда....вот ведь .....(beep)
наверно надо ждать пока автор сформулирует вопрос понятно...

......
по поводу пересчета.... надо знать сколько вольт на бит...те знать какя опора включена в мсп ....ну а дальше вроде ясно...всего 4096 бит
(!!!!!!!!!!!!!!!!!!!ведь ацп 12 разрядный!!!!!!!!!!! если у вас MSP430)
(тут проскочило о нем упоминание....)
хоть биты в вольты хоть наоборот....зная К(I->U) операционника и других цепей дальше не проблема....

[nicom]

ацп 12 разрядный!!!!!!!!!!! если у вас MSP430)

...430 имеют и 10бит АЦП, например, MSP430x11x2 и MSP430x12x2

...а как с вопросом в 14 посте?...

[Terrabyte]

ацп 10 бит, напр-е на dd2 - в норме я померял, никакого минуса там нет, там 0.6 и 0.837В, программу проверил - вроде считает правельно, в том смысле что ошибки я не нашел

[el34]

nicom>430 имеют и 10бит АЦП, например, MSP430x11x2 и MSP430x12x2

сорри, конечно....

я пытался глянуть на схему автора - для меня очень мелко - глаза уже ни-в--куда...
это и по поводу #14 - не вижу я на схеме ничего....

но со временем начинаю понимать (а это к сожалению пришло не сразу) что автор говорит о результатах счета/перевода/преобразования ....а не о проблемах с электроникой...
а схему он привел , чтоб сбить с толку.... ну шучу конечно

2Terrabyte - пожалуйста не обижайтесь....
но в хорошем вопросе уже есть большая часть ответа...
а у Вас (конечно в случае со мной) получилось наоборот IMHO

Terrabyte>вроде считает правельно, в том смысле что ошибки я не нашел

было очень много тумана...если б сразу было ясно , что зависимоть ток-напряжение на входе ацп линейна и не выходит за допустимые пределы у ацп .....то 99% - проблемы программые...и моделировать надо не электронную часть а программную....подать на вход модуля пересчета (вместо ацп ) пилу - ну напр прямо в прерывании обслуживания ацп ставите счетчик достаточно медленный с диапазоном счета = диапазону ацп (чтоб увидеть результат на индикаторе)
подаете его (счетчика ) выход на вход модуля счета и глядите че да как.....

Сообщение отредактировал el34 - Feb 2 2007, 16:57

[Terrabyte]

возможно я не совсем понятно вопрос сформулировал, но я уже чёто сам запутался, ведь напряжение я мерию правельно- напр-е от того же блока питания, другой аналоговых вход используется A0 - буфер на AD8629, и A1 - через неинверт. ОУ (тот же AD8629), впрочем в разводке это видно

[Terrabyte]

проверил я на счет поста `14` - не в AD704 дело, я вообще её отрезал от ad623 и резик напрямую включил - получил теже самые показания что и с этим аналоговым mux, значит всё таки не правильно пересчитываю

[Terrabyte]

Прошу прощения за длительные ответы, .. в программе всё нормально и я ещё раз все тщательно промерил уже другим прибором, нелинейность всё же присутствует в самой схеме, вот что я намерил: [напряжение на выходе оу – ток через шунт]:
0.1856V – 78.1 mA
1.197V – 500 mA
2.43V – 1.21A,
всё это без мультиплексора резистор Rg = 9.36 kOm на прямую, при питании оу -3.3V +5V, пробовал питать ad623: 0 – +5V - при однополярном этот оу вообще отказывается работать, на выходе максимум 1.5V, конечно может ему надо дать вольт десять в +VS, наверное этот оу вообще нельзя было использовать в данном случае, входы у него довольно интересно построены – базы npn.. попробую слепить на другом оу

[Terrabyte]

Подеду итог
Т.к. источник питания не идеальный, мощность не большая и выходное сопротивление БП на малых нагрузках играет большое значение, т.е. на токах свыше 0.4А я начинаю мерить не только дифференциальную составляющую, но и постоянную, которая появляется в виде делителя напряжения, образованного шунтом и малой нагрузкой (а след-но выходным сопр. источника). Аналогичную нелинейность я получил и при замене ОУ, применение просто – не инвертирующего дало тоже самое. А ещё следующий момент- у меня ж в самом блоке питания “ограничиловка”, это тоже влияет, т.е. по мере увеличении нагрузки эта схема начинает постепенно ограничивать выходное напряжение, уменьшая ток и синфазное на шунте. Казалось бы – у меня дифф-й вход.. всё должно быть нормально, но один вход ОУ на земле! всегда, значит я меряю и дифф-ое + синфазное. Короче чтоб ни как не зависеть от синфазного, надо как-то организовать мостовую схему.. я пробовал смоделировать.., но это ж получится чёрти че, поэтому я решил поставить какой-нибудь Current Sense Amplifiers (ad8202/03) или Precision bidirectional current sensing (ad8210, max4173..), у таких ОУ всё внутри уже сделано как надо. С подобной проблемой сталкивался господин vintch, обсуждение на форуме РобоКлуба (см. АЦП - измерение тока и напряжения) , всем спасибо.