Witam!
Mam pytanie odnośnie wzmacniaczy operacyjnych i wzmacnianiu małych napięć.
Próbuję za pomocą wzmacniacza (układ OP07) w układzie odwracającym wzmocnić napięcie na rezystorze zrobionego z kawałka drutu miedzianego, przez który przepływa prąd 3A, zaś spadek napięcia na nim wynosi 23,0mV. Problem polega jednak na tym, że przy dobraniu pewnego wzmocnienia, liniowy wzrost napięcia na boczniku nie idzie w parze z liniowym wzrostem napięcia na wyjściu wzmacniacza. Tzn. dla 23,0mV wynik jest może i zbliżony do prawdy, ale dla wartości mniejszych na wyjściu wzmacniacza wyniki coraz bardziej odchylają się od wartości teoretycznych. (wzmocnienie około 30x, lecz jest to szacunek na oko z połączonych na płytce stykowej rezystorów o wartościach, które teoretycznie powinny tyle dać).
Wyniki przedstawiam w tabeli poniżej:
wejście[mV]-wyjście [mV]
23,0-710
13,8-393
11,5-255
10,2-214
8,0-160,9
5,9-97,0
Sprawdzałem też dla wzmocnienia 5x ale nie spisałem wyników, gdyż objaw był ten sam. Im mniejsze napięcie wejściowe tym większe odchylenie od prawdy. Myślałem również, że błąd wprowadza chiński multimetr ale pomiary wykonane woltomierzem V640 dały takie same wyniki. Podejrzewałem również zakłócenia, ale na oscyloskopie nic takiego zarówno na wejściu jak i wyjściu nie widać.
W jaki sposób zatem wzmocnić takie małe wartości napięć? Docelowo zamierzam zbudować sobie taki układ pomiaru prądu w zakresie od 0-10A, tak aby wyjściowe napięcie wynosiło 2,56V i pasowało do przetworników ADC w mikrokontrolerach ADC.
Z góry dziękuję za odpowiedź!!
Wzmacnianie napięć rzędu 23mV do wartości około 600mV
Rezystory zastosowałem zwykłe 1/4W 5%.
Zmiana kierunku przepływu prądu w rezystorze nie pomaga. Zmienia się tylko znak na wyjściu wzmacniacza.
Zasilacze oparte na 7805 są osobno, i zasilają płytkę stykową ze wzmacniaczem przez 15cm przewody.
Rysunek ze schematem umieszczam pod linkiem poniżej, ze względu na problem z dodaniem załącznika.
http://hubertwrzesinski.ukw.edu.pl/obrazek1.JPG
Zmiana kierunku przepływu prądu w rezystorze nie pomaga. Zmienia się tylko znak na wyjściu wzmacniacza.
Zasilacze oparte na 7805 są osobno, i zasilają płytkę stykową ze wzmacniaczem przez 15cm przewody.
Rysunek ze schematem umieszczam pod linkiem poniżej, ze względu na problem z dodaniem załącznika.
http://hubertwrzesinski.ukw.edu.pl/obrazek1.JPG
To mam rozumieć, że przez rezystor próbkujący płynie prąd stały ?
No i mam nadzieje, że to tylko błąd na schemacie. Bo brakuje kondensatorowy za mostkiem prostowniczym. I WO się przypadkiem nie wzbudza ?
I przy pomiarach prądu kluczowe jest prowadzenie masy jaki samych "przewodów" pomiarowych.
I z ciekawości zmierz jakie masz napięcie na wejściu odwracającym przy rożnych wartościach prądu.
I wypróbuj też takie rozwiązanie
Tylko zostaw zasilanie symetryczne
http://www.alternatezone.com/electronic ... rticle.pdf
No i mam nadzieje, że to tylko błąd na schemacie. Bo brakuje kondensatorowy za mostkiem prostowniczym. I WO się przypadkiem nie wzbudza ?
I przy pomiarach prądu kluczowe jest prowadzenie masy jaki samych "przewodów" pomiarowych.
I z ciekawości zmierz jakie masz napięcie na wejściu odwracającym przy rożnych wartościach prądu.
I wypróbuj też takie rozwiązanie
Tylko zostaw zasilanie symetryczne
http://www.alternatezone.com/electronic ... rticle.pdf
Tak, zapomniałem tam wrysować kondensatorów. Rysowałem na szybko i są tego efekty.
Napięcie na rezystorze pomiarowym mierzyłem właśnie na nóżce wejścia odwracającego. Miałem wsadzony woltomierz tuż obok nóżki na płytce stykowej.
WO się nie wzbudza. Przebieg z oscyloskopu jest równiutki.
Układ ze schematu w zasadzie nie różni się od mojego. Zastosowany jest jedynie układ nieodwracający i dodanych jest jedynie kilka kondensatorów jako filtry. Dodatkowo w tej symulacji rezystor ma dość dużą rezystancję, przez co jest na nim podczas przepływu prądu spory spadek napięcia.
W pdf'ie który podesłałeś jest zastosowany układ MAX4239. Napięcie offsetu ma on zbliżony do OP07, więc tu też chyba nie ma problemu.
Może to wszystko jest spowodowane próbą wzmocnienia napięcia zbyt bliskiego zeru? Chociaż, nie wiem czy to powinno mieć jakiś wpływ
Napięcie na rezystorze pomiarowym mierzyłem właśnie na nóżce wejścia odwracającego. Miałem wsadzony woltomierz tuż obok nóżki na płytce stykowej.
WO się nie wzbudza. Przebieg z oscyloskopu jest równiutki.
Układ ze schematu w zasadzie nie różni się od mojego. Zastosowany jest jedynie układ nieodwracający i dodanych jest jedynie kilka kondensatorów jako filtry. Dodatkowo w tej symulacji rezystor ma dość dużą rezystancję, przez co jest na nim podczas przepływu prądu spory spadek napięcia.
W pdf'ie który podesłałeś jest zastosowany układ MAX4239. Napięcie offsetu ma on zbliżony do OP07, więc tu też chyba nie ma problemu.
Może to wszystko jest spowodowane próbą wzmocnienia napięcia zbyt bliskiego zeru? Chociaż, nie wiem czy to powinno mieć jakiś wpływ
-
joon
- Użytkownik
- Posty: 2076
- Rejestracja: 30 cze 2007, 22:56
- Lokalizacja: Kraków, Przemyśl, Warszawa
- Kontakt:
http://pl.farnell.com/allegro-microsyst ... 20Products
ja sobie odpuściłem rezystory pomiarowe (boczniki). zwłaszcza w układzie w którym ponad 50A przytrafiało się regularnie... Te układy nie są tanie ale bardzo proste w użyciu, a dokładność zadowalająca. I nie męczysz się z żadnymi OP
Gdzieś nawet ostatnio spotkałem gotowy moduł do pomiaru +-30A za 25 zł- jak dla mnie cena bardzo niska.
ja sobie odpuściłem rezystory pomiarowe (boczniki). zwłaszcza w układzie w którym ponad 50A przytrafiało się regularnie... Te układy nie są tanie ale bardzo proste w użyciu, a dokładność zadowalająca. I nie męczysz się z żadnymi OP
Gdzieś nawet ostatnio spotkałem gotowy moduł do pomiaru +-30A za 25 zł- jak dla mnie cena bardzo niska.
To prawda, że są gotowe czujniki. Ja osobiście gustuję w szwajcarskich LEM'ach coś jak te:
http://pl.farnell.com/lem/hxs-20-np/cur ... dp/9135596
Problem w tym, że natknąłem się na problem, w którym nie potrafię wykorzystać wzmacniacza do wydawało by się niedużego wzmocnienia sygnału (już przy pięciokrotnym wzmocnieniu widoczna nieliniowość). A fajnie jest dowiedzieć się czegoś nowego, co w przyszłości można wykorzystać jakoś inaczej. Małe napięcia nie muszą pochodzić wyłącznie z rezystora pomiarowego, ale też choćby z termopar. Tak jakoś uparłem się na nauczenie się czegoś nowego
http://pl.farnell.com/lem/hxs-20-np/cur ... dp/9135596
Problem w tym, że natknąłem się na problem, w którym nie potrafię wykorzystać wzmacniacza do wydawało by się niedużego wzmocnienia sygnału (już przy pięciokrotnym wzmocnieniu widoczna nieliniowość). A fajnie jest dowiedzieć się czegoś nowego, co w przyszłości można wykorzystać jakoś inaczej. Małe napięcia nie muszą pochodzić wyłącznie z rezystora pomiarowego, ale też choćby z termopar. Tak jakoś uparłem się na nauczenie się czegoś nowego
Na nóżce 2 mierzyłeś ?bercikw pisze:Napięcie na rezystorze pomiarowym mierzyłem właśnie na nóżce wejścia odwracającego. Miałem wsadzony woltomierz tuż obok nóżki na płytce stykowej.
No i właśnie t och chodzi że byś dodał filtr i zmienił konfigurację na nieodwracającą.bercikw pisze: Zastosowany jest jedynie układ nieodwracający i dodanych jest jedynie kilka kondensatorów jako filtry. Dodatkowo w tej symulacji rezystor ma dość dużą rezystancję, przez co jest na nim podczas przepływu prądu spory spadek napięcia.
Dodatkowo większy rezystor pomiarowy zmniejszy błąd.
Ale dobra, może na początek zewrzyj wejście twojego WO do masy (rezystor 1K) i sprowadź napięcie wyjściowe do "zera". Wszak OP07 ma możliwość podłączeni potencjometru zerującego napięcie niezrównoważenia.
Tak na nóżce 2 robiłem pomiary. Zmieniłem dziś konfigurację na nieodwracającą i dodałem filtry. Niestety wciąż da przebieg jest strasznie nieliniowy. Teraz gdy podaję napięcie 5mV to na wyjściu mam 123mV. (zamiast teoretycznych 150mV)
Zrobiłem również pewien eksperyment i zamiast pomiaru napięcia na boczniku wstawiłem potencjometr. Wynik powalił mnie na kolana, bo w tym przypadku sygnał wzmocniony jest idealnie liniowy. Wynika z tego, że coś jest nie tak i w układzie pojawiają się jakieś zakłócenia. Chwilowo brak mi jednak pomysłu. Zajmę się tym pod wieczór lub jutro.
Zrobiłem również pewien eksperyment i zamiast pomiaru napięcia na boczniku wstawiłem potencjometr. Wynik powalił mnie na kolana, bo w tym przypadku sygnał wzmocniony jest idealnie liniowy
. Wynika z tego, że coś jest nie tak i w układzie pojawiają się jakieś zakłócenia. Chwilowo brak mi jednak pomysłu. Zajmę się tym pod wieczór lub jutro.
