Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Дифференциальный усилитель для измерения тока
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему > Схемотехника
nixotronic
Здравствуйте!
Подскажите, пожалуйста, по использованию дифференциального усилителя. Я взял стандартную схему дифф. усилителя на одном ОУ. Я хочу использовать ее для измерения тока потребления устройства, которое может находиться в двух режимах: сон и работа. В режиме сна потребления устройства может быть менее 1 мА, при работе потребление может составлять несколько сотен мА. Насколько я понял, с помощью данной схемы охватить такой динамический диапазон с достаточной точностью не получится?
КОСС данной схемы определяется допусками резисторов и при использовании резисторов с допусками 1 % КОСС для худшего случая = 1120 (61 дБ). При уровне синфазного сигнала 3 В и данном КОСС я оценил уровень напряжения на выходе при отсутствии сигнала Uвых = 0.117 В. Правильно ли я оценил этот уровень? Т.е. если имеется такая погрешность, то с точностью порядка 20 % можно оценить потребление до единиц мА?
Я попробовал смоделировать данную схему в OrCAD (режим переходных процессов). Непонятно, почему при увеличении сопротивления нагрузки начинает расти и общий коэффициент усиления схемы?
Как еще можно улучшить измерения при использовании данной схемы?

Herz
Почему же не получится? Всё зависит от того, что считать достаточной точностью. Я бы Вам советовал выбрать интегральный дифференциальный усилитель, то есть такой, в котором уже встроены четыре подогнанных резистора. Или даже больше, для разных усилений.
Другой путь - использование инструментального усилителя с большим КОСС или даже специально предназначенных для измерения тока в плюсовой шине микросхем.
Tanya
Цитата(nixotronic @ May 24 2016, 11:09) *
Здравствуйте!

Есть специальные велосипеды (усилители) для таких задач. Для измерений с большим динамическим диапазоном нужен усилитель с "нулевым" дрейфом и многоразрядный АЦП.
А зачем Вы это хотите измерять?
Александр1
Цитата(nixotronic @ May 24 2016, 11:09) *
Непонятно, почему при увеличении сопротивления нагрузки начинает расти и общий коэффициент усиления схемы?

Попробуйте убрать R2: питание ОУ двухполярное. Поэтому, зачем привязывать неинв вход ОУ к дополнительному потенциалу? При ХХ нагрузки потенциал неинв входа 2,94 В, а инв входа-3 В. При потреблении нагрузкой тока потенциал неинв входа не изменяется, а инв входа-уменьшается, причем относительно неинв входа потенциал изменяется в противоположную, по знаку, сторону. Возможно, это и было причиной изменения усиления. Точнее даже не изменение усиления, а изменение знака усиливаемого напряжения. Тогда как на выходе ОУ напряжение измеряется как усиленное напряжение одного знака.
Если в чем-то ошибаюсь, пусть меня поправят.
Tanya
Цитата(Александр1 @ May 24 2016, 12:12) *
Если в чем-то ошибаюсь, пусть меня поправят.

ТС правильно нарисовал стандартную схему ИУ на одном ОУ. Там ни убавить, ни прибавить... Только соотношение величин сопротивления резисторов должно быть точным и стабильным.
Herz
Цитата(Александр1 @ May 24 2016, 11:12) *
Если в чем-то ошибаюсь, пусть меня поправят.

См стр. 447-448 здесь.
Александр1
Цитата(Herz @ May 24 2016, 15:40) *
См стр. 447-448 здесь.

К сожалению антивирус не пускает.
Herz
Цитата(Александр1 @ May 24 2016, 14:57) *
К сожалению антивирус не пускает.

Выбрасывайте свой антивирус. А пока откройте Хоровица с Хиллом. В разных изданиях этот параграф имеет номер 7.08 или 7.09, а называется "Простой разностный усилитель".
Огурцов
для шунта в землю ad8551
для шунта в цепи питания INA194
haker_fox
LMP8640. Есть КУ 20, 50 и 100.
Alex11
INA194 и компанию нельзя использовать для широкодиапазонных измерений. У них там при малых напряжениях на входе бардак, читайте DS целиком.
rudy_b
ZXCT1107/1109/1110
ZXCT1051
AD8211
trofim2
TSC101
Herz
Автор вреде не просил названий, зачем это перечисление?
andron86
Цитата(Herz @ May 26 2016, 16:52) *
Автор вреде не просил названий, зачем это перечисление?

У Автора проблема с представлением как это работает, поэтому люди шлют компоненты по которым он может это сделать и посмотреть как это делается.
Herz
Цитата(andron86 @ May 26 2016, 17:42) *
У Автора проблема с представлением как это работает, поэтому люди шлют компоненты по которым он может это сделать и посмотреть как это делается.

У автора не проблема с измерением тока или поиском подходящего компонента, а вопрос по конкретной схеме. Как это делается вообще - вопрос десятый.
nixotronic
Всем спасибо за ответы.

Цитата(Herz @ May 24 2016, 11:40) *
Почему же не получится? Всё зависит от того, что считать достаточной точностью. Я бы Вам советовал выбрать интегральный дифференциальный усилитель, то есть такой, в котором уже встроены четыре подогнанных резистора. ...

Я уже смотрел статьи по применению различных специальных решений для таких задач (напр., Микросхемы для измерения тока). А при использовании моей вышеприведенной схемы руководствовался материалами: Резистивные методы измерения тока..., Current Sensing Circuit Concepts and Fundamentals. Из второй статья я использовал формулы для оценки КОСС при данном включении. И пока нужно использовать решение, сделанное из того, что имеется под рукой и определить с какой погрешностью получится это сделать...

Цитата(Tanya @ May 24 2016, 11:41) *
... А зачем Вы это хотите измерять?

Я хочу измерять этот ток, чтобы можно было провести оценку времени работы устройства (в различных режимах) от различных источников питания (аккумуляторы, батарейки).
Plain
Цитата(nixotronic @ May 27 2016, 10:56) *
хочу ... провести оценку времени работы устройства ... от различных источников

Задача решается гораздо проще — кулонометром, для чего берётся любой стабилизатор, питаемый от относительно большого конденсатора, и замеряется разность напряжений на этом конденсаторе при разряде равными интервалами на известную и искомую нагрузки.
Tanya
Цитата(Plain @ May 27 2016, 13:18) *
Задача решается гораздо проще — кулонометром, для чего берётся любой стабилизатор, питаемый от относительно большого конденсатора, и замеряется разность напряжений на этом конденсаторе при разряде равными интервалами на известную и искомую нагрузки.

Тут нужен хороший конденсатор - без утечек и с малым температурным коэффициентом... Можно сделать интегратор со сбросом в "нулевом проводе". IVC102 etc (et cetera) .
rudy_b
Цитата(Herz @ May 26 2016, 20:51) *
...Как это делается вообще - вопрос десятый.

Это намек на то, что ТС пошел по неправильному пути и сам усложнил себе задачу. Это, конечно, полезно, но нужно ли...
Plain
Цитата(Tanya @ May 27 2016, 15:14) *
Тут нужен хороший конденсатор - без утечек и с малым температурным коэффициентом

За десяток минут температура на среднестатистическом лабораторном столе практически неизменна, да и откалибровать, если понадобится, заурядный алюминиевый не составляет труда. У нас, например, измерение токов порядка 50 мкА осуществляется посредством 10000 мкФ и старого 5-разрядного Fluke.
andron86
Цитата(rudy_b @ May 27 2016, 14:59) *
Это намек на то, что ТС пошел по неправильному пути и сам усложнил себе задачу. Это, конечно, полезно, но нужно ли...

:-) С Herz спорить бесполезно - мужик старой закалки - всё на рассыпухе, потом крапление над доводкой итд. , когда есть готовые решения (чипы) с минимальной развязкой....
Myron
Цитата(Plain @ May 27 2016, 11:01) *
За десяток минут температура на среднестатистическом лабораторном столе практически неизменна, да и откалибровать, если понадобится, заурядный алюминиевый не составляет труда. У нас, например, измерение токов порядка 50 мкА осуществляется посредством 10000 мкФ и старого 5-разрядного Fluke.
Да зачем это все, когда на вашем токе 50 мкА и последовательно включенном резисторе "аж" 1кОм (с последующим блокировочным конденсатором, конечно) упадет всего 50мВ. Но померить эти милливольты уже просто либо напрямую, либо дополнительной электроникой, встроенной в прибор (если необходимо) с измерительным INAxxx (или подобным) и с усилением "аж" 50 V/mV.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.