Current source 2A Опции

[UralAlex]

Здравствуйте, форумчане!

Возникла задача сделать самодельный источник тока на 2А (это будет часть установки по измерению удельного электросопротивления сталей). Нагрузка близка к КЗ (ток будет протекать через короткий участок стального образца). Захотел сделать плату с минимальными радиаторами, а лучше вообще без них.
Посмотрел, что в природе существуют специализированные микросхемы, например, LT3083, TPS74401. Однако пример применения TPS74401 в качестве источника тока в описании не увидел (пример для LT3083 в описании есть, однако микросхема дорогая и ждать заказа долго).
Вопрос такой: можно ли сделать что-то подобное специализированным микросхемам, применяя отдельные (а главное широко распространенные) элементы: ОУ, MOSFET, ИОН? Если кто-то подобное создавал, поделитесь, пожалуйста, опытом.
Требования к готовому устройству - однополярное напряжение питания +3,3...5 В, минимальное падение напряжения вход/выход, стабильность тока в нагрузке на уровне 1-2%. Схема будет включаться кратковременно (до 5 секунд). Предварительно собрал 1А источник на LM317. Не нравится, что ощутимо греется, да и для увеличения тока нужно ставить транзистор и обвязку.
Заранее благодарю за ответы.

[ikm]

А какие значения сопротивлений вы ожидаете измерять?
и почему нельзя применить инструментальный усилитель, включив ему на входы ваш кусок стали, тогда токи пропускаемые можно сильно уменьшить.

[UralAlex]

А какие значения сопротивлений вы ожидаете измерять?

Измеряется падение напряжения на участке цепи. Например, при токе 1А падение напряжения (при расстоянии между контактами 10 мм и сечении образца из низкоуглеродистой стали 7 мм^2) составляет около 2 мВ.

[ikm]

Измеряется падение напряжения на участке цепи. Например, при токе 1А падение напряжения (при расстоянии между контактами 10 мм и сечении образца из низкоуглеродистой стали 7 мм^2) составляет около 2 мВ.

Инструментальные усилители позволяют измерять смещение от десятков мкВ, так что можно уже перейти к источнику питания в 100мА.

[UralAlex]

Инструментальные усилители позволяют измерять смещение от десятков мкВ, так что можно уже перейти к источнику питания в 100мА.

Что легче с точки зрения построения системы: задавать ток 1А и измерять сигналы единицы мВ или задавать ток 100 мА и измерять сигналы порядка 100-200 мкВ?
Можете дать ссылку на Application Note какого-нибудь подходящего для измерения десятков мВ инструментального усилителя?

[Tanya]

Что легче с точки зрения построения системы: задавать ток 1А и измерять сигналы единицы мВ или задавать ток 100 мА и измерять сигналы порядка 100-200 мкВ?

Мы легких путей не ищем... Лучше напишите, что Вы хотите измерить, с какой точностью и зачем.

[UralAlex]

напишите, что Вы хотите измерить, с какой точностью и зачем.

Общая задача - определить удельное электросопротивление стальных образцов. Цель: фундаментальное изучение свойств материалов. Из справочных данных следует, что удельное электросопротивление сталей от 0,1 до 0,7 Ом*мм^2/м. Требуемая погрешность не более +/-0,005 Ом*мм^2/м.
В старой лабораторной установке использовался 4-х контактный метод: через образец пропускался постоянный ток 5А и измерялось падение напряжения на базе 40 мм с помощью вольтметра В7-34. Зная сечение образца, вычислялось Ро. Сечение образцов (по моим прикидкам) может быть от 5 до 100 мм^2. Сейчас задача собрать переносной макет прибора, питаемый от сети 220 В (вариативно от аккумулятора).
Пример.
Расстояние между потенциальными контактами (база) 40 мм.
Сечение образца 100 мм^2.
Ток 1 А.
Измеряемая разность потенциалов между контактами 50 мкВ.
Тогда удельное электросопротивление равно 0,125 Ом*мм^2/м.
Т.е. при неизменности тока разность потенциалов необходимо измерить с точностью не более +/-2 мкВ (для обеспечения погрешности определения Ро +/-0,005 Ом*мм^2/м).

[Tanya]

Общая задача - определить удельное электросопротивление стальных образцов.

От четырехконтактного метода тут не уйти...
Если Вам так уж не хочется греть окружающую среду, то как и предлагалось, можно питать от трансформатора тока.
Шунт тоже должен быть четырехконтактным скорее всего.
Тогда получается, что нужно два ИУ. один умножающий ЦАП и синхронный детектор.

[UralAlex]

можно питать от трансформатора тока.

Спасибо за совет, только я не встречался с таким устройством. Это что-то из области энергетики? Где прочитать про применение трансформатора тока для моей задачи или близкой к ней?

И какой совет после такого Вы хотите здесь получить?

Если не сложно, напишите, что по Вашему мнению не так в вышеприведенной предложенной мной схеме. Если таким образом стабилизировать ток в цепи нагрузки, можно ли обойтись без его измерения, т.е. сэкономить на оцифровке? Если да, то тогда останется измерять падение напряжения на образце.

Площадь контактов по сравнению с сечением?

Площадь контактов много меньше сечения образца. С термоЭДС, на сколько я знаю, борются путем измерения падения напряжения без тока и вычитают из результата, полученного при протекании тока.
Картинки интересные. Если не секрет, какой пакет для моделирования использовали?

[Plain]

что ... не так в вышеприведенной предложенной мной схеме

Для измерения сопротивлений в ней неприлично много деталей, особенно непассивных.

Ручки для переноски у В7-34 имеются, измерять отношение напряжений он умеет. Следовательно, для измерения сопротивлений к нему требуется добавить лишь эталон сопротивления, также именуемый шунтом, ампер эдак на 50, последовательно с ним сопротивления проводов, измеряемое сопротивление, любой подходящий готовый источник питания, завалявшийся в той же лаборатории, где сдох старый источник 5 А, и что-то, без разницы как ограничивающее в этой цепи ток — в пределе это заурядный цементный резистор, но куда логичнее избавить всех от мучений и купить соответствующий БП с токовым выходом, т.е. светодиодный — просто напрочь непонятна Ваша дрожащая экономия каждого "непассивного компонента" при создании ни много ни мало средства измерения.