Измерение 4..20мА. Расчет усилителя Опции

[evsx1]

Необходимо мерять значение токовой петли датчика. Есть схема на простом операционном усилителе. Меряем с резистора 0.1Ом R7. на выходе надо получить напряжение до 1В = 20мА. Расчет номиналов сопротивлений вел, исходя из соображений, что Uвых макс =1В, таким образом максимальный ток петли 20мА*0,1Om=Uвых/Kусл. исходя из это коэффициент усиления равен 500. Взял номиналы напряжений R2=5,1Om R1=2200Om(впаян постоянный резистор) таким образом коэффициент усиления=434. Те при максимальном токе у нас на выходе усилителя должно быть 0.87В. Генерирую токовый сигнал с помощью lm317 выставляю сопротивление 65Ом(по даташиту 1,25/65=0,19мА). однако на входе делителя(R3,R10) напряжение равно 1,33В,что самое интересное при увеличении сопротивления до 300(4мА) напряжение почти такое же 1,35В(измеряю обычным мультиметром). Вопрос где ошибка? Схемотехника в картинке, номинал R6=51Om

[Дмитрий_Б]

C7 необходим? Он даёт фазовый сдвиг в ОС и может привести к возбуждению. Посмотрите осциллографом. Кроме того, при расчёте надо учесть напряжение сдвига и токи смещения ОУ.

[evsx1]

Я так понимаю надо смотреть в сторону C7 и C9

[Fujitser]

А у вас полярность тока на входе правильная? Проверьте напряжения на входах ОУ, посмотрите осциллографом, не возбуждается ли ОУ.

По схеме: конденсатор на выходе ОУ - ошибка, ОУ склонны к возбуждению при работе на емкостную нагрузку. Зачем столько конденсаторов и индуктивностей? Для фильтрации? Я бы оставил только С100, С5, и, может быть, С9, а индуктивности убрал бы.

ОУ при однополярном питании дожен быть rail-to-rail, проверьте по datasheet или сделайте двуполярное питание.

Почему такое маленькое сопротивление на входе? Смело закладывайтесь на падение напряжения 10 - 12В при токе 20мА, всё проще будет.

И да, подстроечники - зло, программные настройки коэффициентов передачи - добро.

[evsx1]

А у вас полярность тока на входе правильная? Проверьте напряжения на входах ОУ, посмотрите осциллографом, не возбуждается ли ОУ.

По схеме: конденсатор на выходе ОУ - ошибка, ОУ склонны к возбуждению при работе на емкостную нагрузку. Зачем столько конденсаторов и индуктивностей? Для фильтрации? Я бы оставил только С100, С5, и, может быть, С9, а индуктивности убрал бы.

ОУ при однополярном питании дожен быть rail-to-rail, проверьте по datasheet или сделайте двуполярное питание.

Почему такое маленькое сопротивление на входе? Смело закладывайтесь на падение напряжения 10 - 12В при токе 20мА, всё проще будет.

И да, подстроечники - зло, программные настройки коэффициентов передачи - добро.

Полярность однозначно правильная. усилитель Lm324ADR, даташит говорит ,что можно использовать униполярное питание. к сожалению, резистор поменять не могу,нет других номиналов под такой смд корпус. сейчас проверю без лишних компонентов,подстроечники не впаяны,вместо них стоят постоянные чипы 2200Ом. Мне надо получить просто 1В,поэтому не думаю,что нужна программная подстройка, необходим правильный расчет схемы

[Plain]

мерять значение токовой петли датчика

Множество таких датчиков просто откажутся работать на КЗ, по этой причине такие схемы представлены в единичных случаях, обычно как экспонаты захламлённых лабораторных столов.

[evsx1]

Убрал С7,С8, L2, перепаял R6 на перемычку, картина не изменилась

[nicom]

...может быть не в кассу...
... но в такие цепи мы ставим резистор 249Ом ... и на токе 20мА имеем 5В...
...с этим напряжением можно работать с достаточно высокой точностью...
Для 3,3В контроллера поставил бы резистор 124Ом... (точнее, вогнал бы в диапазон опоры АЦП)...
...да и добавил бы небольшой пассивный RC фильтр с необходимым в задаче быстродействием-> постоянной времени, плюс защиту на вход АЦП от "греха"...

...а при 0.1Ом огромный вклад будут вносить погрешности невидимые с первого взгляда... например, смещение нуля, "кривизна" земли, просто помехис длинных проводов ...и много чего еще...
Выбор такого значения, на мой взгяд, не оправдано...

[evsx1]

Для 3,3В контроллера поставил бы резистор 124Ом... (точнее, вогнал бы в диапазон опоры АЦП)...
...да и добавил бы небольшой пассивный RC фильтр с необходимым в задаче быстродействием-> постоянной времени, плюс защиту на вход АЦП от "греха"...

...а при 0.1Ом огромный вклад будут вносить погрешности невидимые с первого взгляда... например, смещение нуля, "кривизна" земли, просто помехис длинных проводов ...и много чего еще...
Выбор такого значения, на мой взгяд, не оправдано...

Я правильно понимаю,чтобы вогнать в "(точнее, вогнал бы в диапазон опоры АЦП)" Необходимо поставить резистор 50 Ом, 0,02А*50= 1В. Если нежалко, могли бы предоставить кусок схемы аналоговой части?

Сообщение отредактировал evsx1 - Jul 8 2013, 16:27

[Tanya]

Я правильно понимаю...

А я вот совсем не могу понять, что у Вас не получается. А также, - что Вы хотите. Вам нужен просто масштабный усилитель для превращения напряжения на шунте в пригодное для АЦП значение? Может быть и усилитель никакой не нужен, а нужно просто резистор на вход АЦП поставить и посчитать? Возможно, с некоторой простейшей фильтрацией....
Вы хотя бы тестером измерили ток, который Вы подаете на Ваш измеритель?

[evsx1]

А я вот совсем не могу понять, что у Вас не получается. А также, - что Вы хотите. Вам нужен просто масштабный усилитель для превращения напряжения на шунте в пригодное для АЦП значение? Может быть и усилитель никакой не нужен, а нужно просто резистор на вход АЦП поставить и посчитать? Возможно, с некоторой простейшей фильтрацией....
Вы хотя бы тестером измерили ток, который Вы подаете на Ваш измеритель?

А я не понимаю зачем вы задаете вопрос с ответом?) В жизни может быть все,что угодно,но,если вы видели первый пост, схема вот такая и это данность. В принципе мерть его необходимости не было),но чтобы ваша душа была спокойна, ток такой, какой и должен быть, по стандартной схеме включения LM317 в качестве регулятора тока, мерял миллиамперметром, с нелинейностью конечно,но это не проблема

Сообщение отредактировал evsx1 - Jul 8 2013, 18:05

[Tanya]

А я не понимаю зачем вы задаете вопрос с ответом?)

Я такие вопросы задаю по той причине, что вижу абсолютно бесплодное обсуждение непонятно чего.
Я тут приставлена начальством такого не допускать.
Предлагаю кардинальное решение - вход АЦП подключить к токоизмерительному резистору. А на схему с ОУ можно даже подать питание... по желанию.

[evsx1]

Спасибо!Предложение отклоняется. Где вы увидели бесплодие я не понимаю. Однако, я прошу помощи в ситуации, почему выходное напряжение ОУ не соответствует расчетам? И не содержит ли,что-то грубых ошибок

[stells]

для чего такое обилие реактивных компонентов?

[АндрейЦ]

Спасибо!Предложение отклоняется. Где вы увидели бесплодие я не понимаю. Однако, я прошу помощи в ситуации, почему выходное напряжение ОУ не соответствует расчетам? И не содержит ли,что-то грубых ошибок

У вас есть осциллограф? Посмотрите свой выходной сигнал.
Для чего эта схема? Если для оцифровки сигнала датчика, поставьте токоизмерительный резистор такого номинала, какое напряжение вам нужно. А 324 используйте повторителем. Для этого вам нужно будет недопаять на плату часть деталюшек. Неблагодарная весьма задача ловить 324 доли милливольта.