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

[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.

[Roma_te]

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.

Признаю, сделал ошибку в расчете . Нелинейность будет не 5%, как я писал, а только 0,005% (что пренебрежимо мало, по сравнению с погрешностью АЦП и ее нестоит компенсировать).
Поетому согласен, что схема работоспособна.

[картошка]

У меня тоже была задача мерять десятые ома. Сделал я такой нехитрый инструмент: спаял на шим контролере LM2576T источник на 1.998 вольта, нашел прецизионное сопротивление на 2 ома. И через это сопротивление включал нагрузку. Ток конечно при измерениях сильный, но мощность в итоге небольшая. Замерял падение и перерасчитывал. Но не в этом суть - очень хороший шим стабилизатор оказался, при разницах тока при измерении в ампер держал точное до единиц миливольта опорное напряжение. До измерения 1.998 вольта , а во время амперного тока падал до 1.996.
Вот это да !

[Massi]

Можно мне...я не сильно...ПЛЗ...AN-306 АналогДевайсис...
Статейка - Синхронная система меряет микроомы....там всего три опера стоит...и линейность хороший...

[CD_Eater]

Старенькую темку, однако, раскопали...

Странно, что никто не заметил ошибку в схеме поста #7
При указанном условии (R2=R3, R4=R5) напряжение на выходе схемы (которое предполагается подавать на ADC), будет отрицательным. То есть, схема-то конечно, правильная, но раз уж речь идёт про AVR-ки, то на вход интегрированного АЦП нужно подавать только положительное напряжение.
Кстати, в той формуле (для Uout) ошибка не только в знаке, но и в множителях.

Сообщение отредактировал CD_Eater - Feb 28 2007, 02:21

[exSSerge]

Старенькую темку, однако, раскопали...

Странно, что никто не заметил ошибку в схеме поста #7
При указанном условии (R2=R3, R4=R5) напряжение на выходе схемы (которое предполагается подавать на ADC), будет отрицательным. То есть, схема-то конечно, правильная, но раз уж речь идёт про AVR-ки, то на вход интегрированного АЦП нужно подавать только положительное напряжение.

Да, уж ....
Вот так вот баги-то и обнаруживаются, потом, через год с лишним...

Кстати, в той формуле (для Uout) ошибка не только в знаке, но и в множителях.

Знак признаю , а насчёт множителей - не согласен.
Ток через Rx будет Vref/R1, падение напряжения на нём (Vref/R1)*Rx, а к-нт передачи каскада на DA1-2 равен R4/R2.

[Stanislav]

Старенькую темку, однако, раскопали...
Странно, что никто не заметил ошибку в схеме поста #7
При указанном условии (R2=R3, R4=R5) напряжение на выходе схемы (которое предполагается подавать на ADC), будет отрицательным. То есть, схема-то конечно, правильная, но раз уж речь идёт про AVR-ки, то на вход интегрированного АЦП нужно подавать только положительное напряжение.

Да, уж ....
Вот так вот баги-то и обнаруживаются, потом, через год с лишним...

Ай-яй-яй.
Хотел написать, что нет ошибки - ан есть-таки. R5 надо просто изъять из схеммы, тогда будет всё нормально. R3 вовсе можно положить =0 Ом, но лучше всё-таки выбрать равным R2||R4. Ну, и диоды поставить параллельно Rx, ессно.
ФормУла тогда будет:
Uвых=Uref(1-Rx*R4/(R1*R2). Соотношение R4/(R1*R2) выбирается так, чтобы при Rx=Rx.max напряжение на выходе было ~0В.

[CD_Eater]

Знак признаю , а насчёт множителей - не согласен.

У меня получилось
Uout = - Vref * Rx * R4 * (R1+R2+R4) / R1 / R2 / (R2+R4)
Если предположить, что R1 (как эталонное для измерения малых сопротивлений) много меньше R2+R4, то действительно можно упростить до Вашего варианта

Сообщение отредактировал CD_Eater - Mar 1 2007, 01:11

[exSSerge]

Хотел написать, что нет ошибки - ан есть-таки. R5 надо просто изъять из схеммы, тогда будет всё нормально. R3 вовсе можно положить =0 Ом, но лучше всё-таки выбрать равным R2||R4.

Оно, конечно можно и изъять, но лучше всё-таки этого не делать, а честно посчитать к-нт передачи:

Пусть к левому концу R3 приложено напряжение Ucm, а к левому выводу R2 - напряжение Ucm+Uin.
Тогда в точке соединения R3 и R5 будет
U35 = Ucm*R5/(R3+R5)
аналогично, в точке соединения R2 и R4 будет
U24 = Uout + (Ucm+Uin-Uout)*R4/(R2+R4)
Далее полагаем, что усилиями операционника Uout будет таким, что U35=U24.
Приравниваем, переносим члены с Uout в левую часть, а всё остальное - в правую.

-Uout*(1-R4/(R2+R4)) = Uin*R4/(R2+R4) + Ucm*(R4/(R2+R4) - R5/(R3+R5))

Теперь становится понятно зачем нужно R2=R3 и R4=R5, выражение в скобках при Ucm будет равно 0, так что от величины синфазного напряжения Uout не зависит.

слегка преобразуем левую часть:
-Uout*(1-R4/(R2+R4)) = -Uout*R2/(R2+R4)

И, наконец, коэффициент передачи для дифференциального сигнала:

Uout = -Uin * R4/R2, чего, собственно и добивались.

[Stanislav]

Хотел написать, что нет ошибки - ан есть-таки. R5 надо просто изъять из схеммы, тогда будет всё нормально. R3 вовсе можно положить =0 Ом, но лучше всё-таки выбрать равным R2||R4.

Оно, конечно можно и изъять, но лучше всё-таки этого не делать, а честно посчитать к-нт передачи:
............................................................
Uout = -Uin * R4/R2, чего, собственно и добивались.

Простите, но добивались того, чтобы можно было померить сопротивление микроконтроллером.
А с тем, чего Вы добились, много не намеряешь...
Отрицательного напряжения в схеме нет, да и МК его измерять не умеет.
А ежли удалить R5 - всё станет на свои места.

[exSSerge]

Простите, но добивались того, чтобы можно было померить сопротивление микроконтроллером.
А с тем, чего Вы добились, много не намеряешь...
Отрицательного напряжения в схеме нет, да и МК их измерять не умеет.

А что до знака минус и отрицательного напряжения - это да, ошибка, не отрицаю.
Легко исправляется подключением левых концов резисторов R2 и R3 к измеряемому Rx наоборот.
Отрицательное питание уже не потребуется, только операционник нужен R2R по выходу.
Если питать схему от того-же напряжения (не больше), что и МК, никаких дополнительных мер принимать не потребуется, и так ничего не сгорит. Если же ещё и в качестве Vref подать часть опоры АЦП, то устраняется зависимость от его величины и дрейфа, эталоном для сравнения будет R1.

При измерении малых сопротивлений токи через R2 и R3 можно сделать много меньше тока через Rx, чтобы их влиянием на результат измерения можно было пренебречь.
В противном же случае придётся поставить перед R2 и R3 ещё по одному ОУ в неинвертирующем включении, или уж сразу не мучаться, делая инструментальный усилитель из 3-х ОУ, а поставить готовый (INAxxx или ADxxx подходящий).

[CD_Eater]

При измерении малых сопротивлений токи через R2 и R3 можно сделать много меньше тока через Rx, чтобы их влиянием на результат измерения можно было пренебречь.
В противном же случае придётся поставить перед R2 и R3 ещё по одному ОУ в неинвертирующем включении, или уж сразу не мучаться, делая инструментальный усилитель из 3-х ОУ, а поставить готовый (INAxxx или ADxxx подходящий).

А ради чего такие усложнения? Пусть токи через R2 и R3 будут сравнимы с током через Rx. Если аккуратно пересчитать эту схему, добавится множитель, зависящий от R1, который стремится к 1 при уменьшении R1. Просто не выбрасывайте этот множитель, а учитывайте в расчётах - и два лишних операционника сэкономите Ведь эта схема пригодна для измерения сопротивления при любых соотношениях токов.

[Stanislav]

При измерении малых сопротивлений токи через R2 и R3 можно сделать много меньше тока через Rx, чтобы их влиянием на результат измерения можно было пренебречь.
В противном же случае придётся поставить перед R2 и R3 ещё по одному ОУ в неинвертирующем включении, или уж сразу не мучаться, делая инструментальный усилитель из 3-х ОУ, а поставить готовый (INAxxx или ADxxx подходящий).

А ради чего такие усложнения? Пусть токи через R2 и R3 будут сравнимы с током через Rx. Если аккуратно пересчитать эту схему, добавится множитель, зависящий от R1, который стремится к 1 при уменьшении R1. Просто не выбрасывайте этот множитель, а учитывайте в расчётах - и два лишних операционника сэкономите Ведь эта схема пригодна для измерения сопротивления при любых соотношениях токов.

Ежли удалить R5, выходное напряжение от номиналов R2 и R3 не будет зависеть вовсе. Потому, как ток через Rx определяется соотношением Uref/R1, а напряжение на нём - Uref*Rx/R1, независимо от сопротивления последующего каскада. Токи входов ОУ, ессно, при этом не учитываем.