Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Точное (0,01%) измерение тока 4-20 мА
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Метрология, датчики, измерительная техника
Страницы: 1, 2
blackfin
Цитата(shreck @ Feb 22 2018, 19:43) *
И утраивать количество встанет в копеечку.

В начале я приводил ссылку на прибор с ещё лучшей точностью.

Чисто любопытно, а конкурирующий "прибор с ещё лучшей точностью" стоит копейки?
Baser
Цитата(shreck @ Feb 22 2018, 18:43) *
Да, была такая мысля. Но как верно было замечено, хороший АЦП дело тоже не простое и не дешевое. И утраивать количество всанет в копеечку. На текущий момент этот вариант отложен.
А что касается озвученных проблем, кроме синфазного, то они не пугают, т.к. есть опыт их решения.
Я надеялся на то, что есть какие-нибудь схемотехнические хитрости, про которые я не знаю.

Если все три канала измерения одинакого будут подключаться или к заземленной стороне петли или к стороне питания,
то можно попытаться все каналы сделать на одном АЦП, но если возможен разнобой в подключении датчиков, то вряд ли.

Да и по вашим словам, это оборудование для поверки точных датчиков.
Такое оборудование обычно стоит не копеечку, а вагон и маленькую тележку копеечек sm.gif
nicom
...давно не заглядывал на форум Радио-Кота...

http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=10&t=52829

а - тема разрослась...

...может будет полезна с точки зрения создания прецизионного измерителя, в котором рассматривают проблему(проблемы) достаточно разносторонне... плюс есть отсылки на дополнительную документацию... плюс обсуждение элементной базы...

Посмотрите, особенно, с 4 страницы обсуждения...

.........
И вопрос - Вы сказали, что у Вас 1 В диапазон... обычно в цепь 4-20мА резистор устанавливают, ориентируясь на 5В.

Вам 5 В никак?
........
И еще...
Многоканальный прибор - В7-78/1 в режиме измерения постоянного напряжения (0,0035 %изм. + 0,0005%диапазона) с ВСТРОЕННОЙ ОПЦИЕЙ- "СКАНЕР" (не скажу - сколько он может добавить%%%)

...- и этот расширенный в плане многоканальности вольтметр смог бы измерять на ПОВЕРЕННЫХ с большой точностью резисторах ток. а обработку через GPIB или USB проводить в компьютере.... такой подход может Вас устроит? тем более, что частоты у Вас совсем низкие...

В результате: косвенным способом (при соответствующем утверждении такой установки) результат мог бы получиться """ попроще""" ...
Кстати - установку можно откалибровать, используя или приличный калибратор - или, например 3458A...
gregory
Цитата(shreck @ Feb 22 2018, 06:27) *
Я не понял вопроса.

Я о том , что при 0 вашей измеряемой величины надо установить начальное значение тока в цепи 4 мА с очень высокой точностью. Так как при измерении токов, например, в диапазоне 4,0...4,4 мА из -за разности 4,400 - 4,000 относительно погрешность разности увеличится более , чем в 20 раз по сравнению с погрешностью самих 4,000 и 4,400.
VNS
Цитата(gregory @ Feb 27 2018, 10:02) *
Я о том , что при 0 вашей измеряемой величины надо установить начальное значение тока в цепи 4 мА с очень высокой точностью...

Следует помнить о времени переходных процессов, электрических и теплофизических. Допустим, что измерительное средство существует, но измеряемый параметр, например температура, изменяется и необходимое время установления с заданной точностью первичного датчика растёт... Аналитический рассчёт времени установления показаний с необходимой точностью является необходимым и должен быть проведён до начала разработки, а не после...
Динамические характеристики измерительного средства описаны в ГОСТ 8009-84.
Подробные обоснования и рассчёты приведены в "Новицкий, Электрические измерения неэлектрических величин. 1975 г." стр.172.
Егоров
Цитата(gregory @ Feb 27 2018, 10:02) *
Я о том , что при 0 вашей измеряемой величины надо установить начальное значение тока в цепи 4 мА с очень высокой точностью.

Автор темы считает, что на другом конце токовой петли сидит автор другой, похожей, темы. Потому, абсолютная точность 4 мА автоматически обеспечена.
Остается только измерить напряжение на токовом резисторе. Что оно практически будет означать - неважно, главное точно измерить.
Herz
Цитата(blackfin @ Feb 19 2018, 20:05) *
Нет, не так.

ТС собирается с помощью своего прибора измерять ток в цепи с точностью 0.01% и не собирается поверять своим прибором другие амперметры имеющие точность 0.01%..

Так? biggrin.gif

Так, только наоборот. biggrin.gif Он-то своим прибором другие (столь же точные) амперметры поверять не собирается. Собирается свой поверять прибором той же точности? Это не одно и то же?
Егоров
Возможно, мы тут о принципиально разных точностях разговариваем.
Инженеры долго и нудно считают уход семи компонентов с номинальной точностью 0.1% в наиболее неблагоприятную сторону, бесконечно сверяются с данными изготовителя по климатике, вычисляют температурные дрейфы, старение, параметры подстроечных компонентов и т.п. Наконец, выдыхают: "0.25% при ежегодной поверке".
А у программистов это легко и просто: 10-разрядный АЦП - 0.1%, 12-разрядный - 0.025%, сторазрядный - соответственно. И никаких сомнений.
Нужная разрядность выбирается исходя из того, сколько денег дадут на микросхему АЦП. Что измерять, зачем, с какой необходимой точностью - безразлично.
То же самое с гальванической развязкой. Это вообще какая-то надуманная заморочка от старорежимных железячников. Просто нужно найти очень точный ОУ с синфазным в три киловольта. Не может быть чтобы его не было в природе в виде одного корпуса SOIC8 !
Такое сложилось впечатление от темы.
blackfin
Цитата(Herz @ Feb 27 2018, 23:09) *
Это не одно и то же?

Утомили.. biggrin.gif

Измерение любой физической величины предполагает сравнение этой величины с эталоном.

Именно поэтому в недрах любого измерительного прибора хранится эталон измеряемой величины.

От точности этого эталона зависит точность, с которой мы можем измерить ту и или иную физическую величину.

В случае косвенных измерений таких эталонов может быть несколько.

В этом случае помимо эталонов физических величин нам необходим некий фундаментальный "Закон Природы" позволяющий установить взаимно-однозначное соответствие между реально измеряемыми величинами и той физической величиной, значение которой мы хотим косвенно измерить.

В случае измерения тока мы можем использовать для этих целей "Закон Ома", поскольку в диапазоне измеряемых токов этот закон устанавливает взаимно-однозначное соответствие между напряжением "U" на участке цепи, сопротивлением "R" этого участка цепи и током "I" через эту цепь.

С учетом этой функциональной зависимости измерение тока "I" теперь сводится к измерению напряжения "U" и последующему вычислению значения тока с использованием "Закона Ома".

Но теперь наш измерительный прибор должен хранить два эталона - эталон напряжения "Uэт" и эталон сопротивления "Rэт". От точности этих эталонов естественным образом зависит точность измерения тока "I".

Чтобы найти эту зависимость нам нужно просто воспользоваться формулой Ома для участка цепи: I = U/R.

С учетом погрешностей измерения эта формула будет выглядеть так:

I+δI = (U+δU)/(R+δR), где:

I,U и R это точные(!) значения величин, а δI, δU и δR это погрешности их измерения и погрешности эталонов.

Для вычисления относительной погрешности измерения тока "I" перепишем эту формулу в виде:

I*(1+δI/I) = U*(1+δU/U)/[R*(1+δR/R)] = [U/R]*(1+δU/U)/(1+δR/R).

Откуда находим:

1+δI/I = [U/(I*R)]*(1+δU/U)/(1+δR/R) = (1+δU/U)/(1+δR/R) ≈ 1+δU/U+δR/R.

Или:

δI/I ≈ δU/U+δR/R.

ТС хочет измерять своим прибором ток "I" с относительной точностью: δI/I = 0.01%

Для этого ему нужны эталоны напряжения и сопротивления имеющие суммарную(!) точность меньше: 0.01%..

То есть:

δU/U+δR/R < 0.01%

Иными словами, если у ТС есть эталон напряжения "U" имеющий точность: δU/U = 0.005% и эталон сопротивления "R" имеющий точность: δR/R = 0.005%, то в результате измерения, он найдет ток с точностью: 0.01%.

Всё.

Никаких десятикратных запасов по точности от эталонов напряжения и сопротивления не требуется.

PS. Понятно, что измерение напряжения помимо учета точности собс-но эталона напряжения требует учета и точности АЦП, но в целях упрощения изложения можно считать, что погрешности АЦП уже учтены в величине: δU/U = 0.005%.
gregory
Цитата(blackfin @ Feb 28 2018, 07:23) *
Утомили.. biggrin.gif

Речь идет не столько о том , как точно измерить ток в токовой петле, сколько о том, как точно померить физическую величину , которую регистрирует датчик.

Цитата(blackfin @ Feb 28 2018, 07:23) *
Утомили.. biggrin.gif

А где Вы учли , что надо вычесть начальный ток 4 мА, а он устанавливается тоже с погрешностью.
VNS
Цитата(blackfin @ Feb 28 2018, 05:23) *
...Иными словами, если у ТС есть эталон напряжения "U" имеющий точность: δU/U = 0.005% и эталон сопротивления "R" имеющий точность: δR/R = 0.005%, то в результате измерения, он найдет ток с точностью: 0.01%.
Всё...

Допустим, что измерительный блок с названными параметрами по точности разработан и работает продолжительное время, что гарантирует установившийся режим переходного процесса. Но постоянная времени переходного процесса (Т) при изменении любой составляющей в цепочке измерительного преобразования не исчезает и, следовательно, необходимо время (t) для установления нового значения показаний прибора. Значение Т рассчитывается теоретически или определяется экспериментально. Сказанное описано во множестве статей по метрологии, а конкретно предлагается скан страницы из учебника "Электрические измерения неэлектрических величин, Новицкий"...
Из таблицы, для установления показаний с точностью 0.1% требуется время t=7Т.
Для значения 0.01% и 0.001% время переходного процесса t будет составлять 9.2Т и 11.5Т, соответственно.
Herz
Цитата(blackfin @ Feb 28 2018, 04:23) *
Утомили.. biggrin.gif
Уж потерпите... Или отдохните от спора, если так утомительно.
Цитата
Измерение любой физической величины предполагает сравнение этой величины с эталоном.

Именно поэтому в недрах любого измерительного прибора хранится эталон измеряемой величины.

Первая часть здесь - аксиома, а вторая - заблуждение.
Нет в измерительных приборах эталонов, есть, если угодно, "образцы" - компоненты с параметрами, известными с некоторой точностью. Например, сопротивление шунта или напряжение опорного источника напряжения. Закон Природы позволяет нам с помощю этих компонентов определить измеряемую величину с погрешностью не ниже суммарной погрешности компонентов измерительного тракта. В данном случае - шунта, усилителя, вольтметра.
А эталоны, годящиеся для поверки такого прибора, хранятся в метрологических учереждениях, куда и принято регулярно обращаться с целью удостовериться, что точность не ушла за пределы допустимого.
Цитата
Никаких десятикратных запасов по точности от эталонов напряжения и сопротивления не требуется.

От тех "эталонов", что Вы подразумеваете, не требуется, разумеется. Я этого и не говорил.
А вот от эталонов, используемых при поверке приборов на соответствие метрологическим параметрам - таки да.
Иначе, следуя Вашей логике, достаточно было бы подключить к одному источнику измеряемой величины два прибора, имеющих одинаковую (заявленную) точность, убедиться, что показывают они одно и то же, и считать, что оба - в порядке.
shreck
Цитата(nicom @ Feb 23 2018, 00:34) *
...давно не заглядывал на форум Радио-Кота...

http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=10&t=52829

а - тема разрослась...

...может будет полезна с точки зрения создания прецизионного измерителя, в котором рассматривают проблему(проблемы) достаточно разносторонне... плюс есть отсылки на дополнительную документацию... плюс обсуждение элементной базы...

Посмотрите, особенно, с 4 страницы обсуждения...

.........
И вопрос - Вы сказали, что у Вас 1 В диапазон... обычно в цепь 4-20мА резистор устанавливают, ориентируясь на 5В.

Вам 5 В никак?
...

Читаю по ссылке. Пользительно. Кое о чем даже не слышал.
У нас есть прибор - измеритель напряжения в диапазоне +-1В и сопротивления до 2КОм с погрешностью по напряжению 0.005%. Прибор очень нишевый, старый и морально устарел. Было решено его модифицировать, сохранив или улучшив его метрологию и добавив определенных плюшек. Не так давно рабочий образец нового прибора был завершён. У него погрешность по напряжению чуть лучше старого - 0.003%. долговременную стабильность все ещё наблюдаем. Как это обычно бывает, в конце появилось новое требование о трёх канальном измерении тока в токовой петле с озвученной погрешностью (прибор трёхканальный). Раз измеритель напряжения есть остаётся вопрос о входном преобразователе. О чем и спрашиваю.

Цитата(gregory @ Feb 28 2018, 11:38) *
Речь идет не столько о том , как точно измерить ток в токовой петле, сколько о том, как точно померить физическую величину , которую регистрирует датчик.

Речь именно о том как померить ток в токовой петле. Измерение физической величины я вообще не обсуждаю.
Baser
Цитата(blackfin @ Feb 28 2018, 04:23) *
Утомили.. biggrin.gif

Всецело вас поддерживаю и у меня складывается впечатление, что отдельные коллеги, хорошо разбирающиеся в вопросе, целенаправленно троллят в этой теме, уводя разговор на темы важные, но к вопросу ТС никакого отношения не имеющие sm.gif

Цитата(gregory @ Feb 28 2018, 07:38) *
Речь идет не столько о том , как точно измерить ток в токовой петле, сколько о том, как точно померить физическую величину , которую регистрирует датчик.

Колоссально! Об этом упорно говорите только вы. Тема же о том, как точно измерить ток в токовой петле, вопросы точности датчиков тут вообще никаким боком.

Цитата(gregory @ Feb 28 2018, 07:38) *
А где Вы учли , что надо вычесть начальный ток 4 мА, а он устанавливается тоже с погрешностью.

То же самое, см. выше. Нужно измерять ток, калибровка нуля датчика это уже следствие.

Цитата(VNS @ Feb 28 2018, 08:21) *
... необходимо время (t) для установления нового значения показаний прибора. ...

Это тоже к вопросу ТС отношения не имеет. Это вопрос методики измерений. Естественно все замеры проводятся в установившемся режиме.

Цитата(Herz @ Feb 28 2018, 09:47) *
Первая часть здесь - аксиома, а вторая - заблуждение.
Нет в измерительных приборах эталонов, есть, если угодно, "образцы" - компоненты с параметрами, известными с некоторой точностью.
...
А эталоны, годящиеся для поверки такого прибора, хранятся в метрологических учереждениях, куда и принято регулярно обращаться с целью удостовериться, что точность не ушла за пределы допустимого.

От тех "эталонов", что Вы подразумеваете, не требуется, разумеется. Я этого и не говорил.
А вот от эталонов, используемых при поверке приборов на соответствие метрологическим параметрам - таки да.

Никакое это не заблуждение. Это ваши слова просто тавтология. Нет в нашем мире ничего абсолютного. Все относительно.
Ваши "эталоны" хранящиеся в Палате мер и весов тоже не идеальны. Просто имеют большую точность. И периодически уточняются.
Эталон времени уже несколько раз уточняли.

Цитата(Herz @ Feb 28 2018, 09:47) *
Иначе, следуя Вашей логике, достаточно было бы подключить к одному источнику измеряемой величины два прибора, имеющих одинаковую (заявленную) точность, убедиться, что показывают они одно и то же, и считать, что оба - в порядке.

Такого в теме тоже никто не утверждал.
Егоров
Цитата(shreck @ Feb 28 2018, 12:05) *
Речь именно о том как померить ток в токовой петле. Измерение физической величины я вообще не обсуждаю.

Мы ходим по кругу.
У вас есть требуемой точности измеритель напряжения ( тока). Все, задача решена.
Токовая петля тут - совершенно постороннее и несущественное обстоятельство. Прибор не знает и не должен знать что порождает ток через его внутренний измерительный резистор. Это токовая петля и просто батарейка - ему все равно.
То же самое о трехканальности. Есть какие-то синфазные напряжения между каналами и не знаете как с этим справиться? А вы примените старый инженерный прием.
Если нужно спроектировать мост с пролетом в 100 м, а у вас долго не получается больше 90, то задачу надо облегчить, попытавшись спроектировать мост с пролетом 200м или даже 300. Это заставит искать принципиально новые подходы и после этого мост на 100 м получится легко.
У вас не получается измерить три величины, разнесенные на 10 метров? Представьте, что одна у вас на столе а две другие - в Тамбове и Пятихатках. Вы быстро поймете, что нужно три НЕЗАВИСИМЫХ, автономных измерителя а результаты их работы нужно передать в одно место. Уж как передать - скороходами, телеграммами, современным унифицированным интерфейсом - дело десятое.
Кажется, задача свелась к этому?
Прибор должен иметь автономное гальванически развязанное питание. Тогда его можно хоть на ЛЭП цеплять.
Herz
Цитата(Baser @ Feb 28 2018, 12:29) *
Всецело вас поддерживаю и у меня складывается впечатление, что отдельные коллеги, хорошо разбирающиеся в вопросе, целенаправленно троллят в этой теме, уводя разговор на темы важные, но к вопросу ТС никакого отношения не имеющие sm.gif

Вот тут Вы правы. Именно такое складывается впечатление после прочтение Вашего поста, где Вы решили всем выдать на орехи... biggrin.gif
Plain
Цитата(shreck @ Feb 28 2018, 12:05) *
Раз измеритель напряжения есть остаётся вопрос о входном преобразователе.

Преобразователь тока в напряжение это сопротивление, в чём вопрос-то?

Если же речь всё-таки об измерительном приборе, то для начала, никакой нормальный инженер никогда не выставит эталон на улицу. Следовательно, требуются грязные датчики тока и их фоновая калибровка. А ещё, защита и компенсация её вреда, и т.п. Итого, заклинание "измеритель напряжения у нас есть" превращается в топор, из которого надо сварить кашу.
Егоров
Цитата(Plain @ Feb 28 2018, 22:45) *
Преобразователь тока в напряжение это сопротивление, в чём вопрос-то?

Угу, и я дальше этого места не могу понять автора темы.
Измеритель напряжения требуемой точности есть, резистор , как преобразователь ток-напряжение давно известен. Так в чем тогда проблема?
shreck
Цитата(Егоров @ Mar 1 2018, 07:01) *
Угу, и я дальше этого места не могу понять автора темы.
Измеритель напряжения требуемой точности есть, резистор , как преобразователь ток-напряжение давно известен. Так в чем тогда проблема?

Проблему я описал в первом посте. Но, похоже, ваше величество не снизошло, чтобы приложить усилие понимания.
Егоров
Цитата(shreck @ Mar 1 2018, 11:45) *
Проблему я описал в первом посте. Но, похоже, ваше величество не снизошло, чтобы приложить усилие понимания.

Тогда извините, разбирайтесь самостоятельно. Я хотел помочь, не получилось.
Plain
Цитата(shreck @ Feb 19 2018, 06:24) *
резистор может включаться как возле земли, так и возле питания (до 24В). Соответственно имеется и синфазное напряжение

Тогда речь о частном случае трёхпроводного подключения и некоем токовом интерфейсе неких замороченных местечковых датчиков, а никак не о стандартном интерфейсе "токовая петля", который однозначно двухпроводный и ведомый по отношению к измерителю и к которому однозначно неприменимо никакое синфазное напряжение, как воздействие, полностью исключающее работоспособность.
gregory
[quote name='shreck' date='Feb 28 2018, 14:05' post='1548727'
Речь именно о том как померить ток в токовой петле. Измерение физической величины я вообще не обсуждаю.
[/quote]
Тем не менее , Вы указывали в текстах, что нужен ток в токовой петле датчика. Вот меня и других заинтересовало , куда дальше эта академическая точность направлена. Или это не по теме, как многие считают?.

Цитата(Егоров @ Feb 28 2018, 16:05) *
Мы ходим по кругу.
У вас есть требуемой точности измеритель напряжения ( тока). Все, задача решена.
Токовая петля тут - совершенно постороннее и несущественное обстоятельство.

Совершенно согласен. В постановке вопроса все так и есть.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.