Измерить Омы, 1-30, Десятые тоже надобно знать. Опции

[High Voltage]

Помогите пожалуйста. Надо мне измерить сопротивление индуктивности, индуктивность сама малая. Я делал простую схему, вставлял измеряемую индуктивность последовательно с 240 Омами, и через АЦП который внутри контроллера, мерил напряжение. Но погрешность достаточно большая 3 разряда. АЦП 10-разряжный. Снизи лпомехи как смогу. Посоветуйте как лучше мерить?

[High Voltage]

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?

[vm1]

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

[Stanislav]

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

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.

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

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...

[Roma_te]

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).

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.

[Stanislav]

В даном случае диоды лишние поскольку они:
1. Шунтируют своим нелинейным сопротивлением Rизм и тем самым вызывают дополнительную нелинейность схемы.

Если бы Вы еще взяли на себя тяжкий труд произвести элементарный расчет, то Ваш вывод не был бы столь категоричен. Два диода, включенные параллельно измеряемому сопр-ю <50 Ом, создадут ничтожно малую поправку к изм. сопротивлению, поскольку падение напряжения на Rизм не превысит 0,256В. (Пожелание и к vm1 относится).

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.

Да не ОУ там внутри, а инстр. усилитель. В предыдущих постах это отмечено.

Станислав куда то пропал (еще спит наверно ), я отвечу

Нет, наложились два обстоятельства: сменил работу и МЖ. Инет всюду - гроб (временно).

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.

Нет, шунтироваться очень даже хорошо (опыт Акачурина). См. выше.

2 High Voltage
Методика калибровки и аппроксимации передаточной функции состоит в следующем: допустим, мы хотим выполнить кубическую аппроксимацию ПФ (как правило, этого достаточно). Для этого нужно иметь набор точных сопротивлений (или эталонный прибор). Предположим, мы имеем набор сопротивлений 15, 30 и 45 Ом. ПФ представим в виде: R=A*x^3+B*x^2+C*x+D, где R - сопротивление, x - показание АЦП. Калибруем, последовательно подключая сопротивления 0, 15, 30 и 45 ом. Имеем систему уравнений:

0=A*x1^3+B*x1^2+C*x1+D;
15=A*x2^3+B*x2^2+C*x2+D;
30=A*x3^3+B*x3^2+C*x3+D;
45=A*x4^3+B*x4^2+C*x4+D.

Здесь x1, x2, x3, x4 - показания АЦП для 0, 15, 30, 45 ом соответственно. Решая систему относительно A, B, C, D, получаем необходимые к-ты полинома. Теперь, по известному показанию АЦП, можно вычислить оценку сопротивления, пользуясь вышеприведенной формулой. К этому стоит добавить, что при калибровке в крайних точках АЦП не должен заходить в "зашкал".

[Roma_te]

[quote name='Stanislav' date='Dec 19 2005, 01:34' post='72419']
[quote]
Если бы Вы еще взяли на себя тяжкий труд произвести элементарный расчет, то Ваш вывод не был бы столь категоричен. Два диода, включенные параллельно измеряемому сопр-ю <50 Ом, создадут ничтожно малую поправку к изм. сопротивлению, поскольку падение напряжения на Rизм не превысит 0,256В.
[/quote]
Не сочтите за дерзость, но мне кажется что Вы ошиблись потому, что при напряжении AREF примерно 2,5 В ток через резистор Rэт порядка 10 мА что создает падение напряжения 0,5 В на измеряемом резисторе 50 Ом. Падение напряжения на двух последовательно включенных кремниевых диодах примерно 1,5 В. Если учесть, что зависимость тока через диод от напряжения - экспоненциальная, то нелинейность преобразователя будет существенно выше 5%. Я согласен, что ее легко компенсировать з помощью полинома построенного по результатам нескольких калибровок, но возникают проблемы калибровок температурной погрешности и.т.д. По моему лучшая схема была предложена VM1.

[quote]Да не ОУ там внутри, а инстр. усилитель. В предыдущих постах это отмечено.
[/quote]
А какая разница? Он что с диодами что без них, при отключенном Rизм, будет в глубоком насыщении с напряжением на выходе примерно равно напряжению питания.


[quote name='Stanislav' post='72419' date='Dec 19 2005, 01:34']
Если бы Вы еще взяли на себя тяжкий труд произвести элементарный расчет, то Ваш вывод не был бы столь категоричен. Два диода, включенные параллельно измеряемому сопр-ю <50 Ом, создадут ничтожно малую поправку к изм. сопротивлению, поскольку падение напряжения на Rизм не превысит 0,256В.
[/quote]
Не сочтите за дерзость, но мне кажется что Вы ошиблись потому, что при напряжении AREF примерно 2,5 В ток через резистор Rэт порядка 10 мА что создает падение напряжения 0,5 В на измеряемом резисторе 50 Ом. Падение напряжения на двух последовательно включенных кремниевых диодах примерно 1,5 В. Если учесть, что зависимость тока через диод от напряжения - экспоненциальная, то нелинейность преобразователя будет существенно выше 5%. Я согласен, что ее легко компенсировать з помощью полинома построенного по результатам нескольких калибровок, но возникают проблемы калибровок температурной погрешности и.т.д. По моему лучшая схема была предложена VM1.

[quote]Да не ОУ там внутри, а инстр. усилитель. В предыдущих постах это отмечено.
[/quote]
А какая разница? Он что с диодами что без них, при отключенном Rизм, будет в глубоком насыщении с напряжением на выходе примерно равно напряжению питания.

[Stanislav]

Не сочтите за дерзость, но мне кажется что Вы ошиблись потому, что при напряжении AREF примерно 2,5 В ток через резистор Rэт порядка 10 мА что создает падение напряжения 0,5 В на измеряемом резисторе 50 Ом. Падение напряжения на двух последовательно включенных кремниевых диодах примерно 1,5 В. Если учесть, что зависимость тока через диод от напряжения - экспоненциальная, то нелинейность преобразователя будет существенно выше 5%.

Простите, но что за ерунда? Подумайте хорошенько о том, что Вы написали. 0,5В/2=0,25В. Для справки: ток через диод I=Io*(exp(U/kT)-1), а напряжение на малогабаритном диоде при токе ~1мА можно принять равным 0,6 В.

Я согласен, что ее легко компенсировать з помощью полинома построенного по результатам нескольких калибровок, но возникают проблемы калибровок температурной погрешности и.т.д. По моему лучшая схема была предложена VM1.

Датчик температуры в АТмеге есть, можно сделать и температурную коррекцию результатов. Если у опера большой температурный дрейф "нуля", можно уменьшить его саморазогрев, включив на его выходе эмиттерный повторитель на n-p-n транзисторе, тогда будет греться только он, что практически не скажется на результатах измерений. Температурное же изменение тока через диоды, повторяю, ничтожно, как ничтожен и сам этот ток при Rизм < 50 Ом.
Схемы же, и моя, и vm1, полностью работоспособны, и выбор между ними - дело вкуса.