Midiendo la resistencia de mOhm usando el amplificador de precisión LT006 y el método de 4 cables

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Estoy tratando de usar el método de 4 cables para medir la resistencia de una pequeña tira de acero al carbono, que tendrá una resistencia de aproximadamente 0,3 mOhms. Actualmente estoy intentando probar mi circuito con una resistencia conocida de 0.3 mOhms. Estoy usando el Arduino para hacer las mediciones. Tengo un suministro de 5 V y el circuito tiene una resistencia de 150 Ohmios, lo que da una corriente de 33 mA. Se espera que la caída potencial en la resistencia de 0,3 mOhms sea de 9.9 uV. Esto es amplificado por el LT1006 por una ganancia de 1000. Estoy usando sobremuestreo ( enlace ) para lograr una resolución de 16 bits, Así que una ganancia de 1000 debería ser suficiente.

A continuación se muestra un esquema de mi circuito

EsperoquelaresistenciadelsensorseadadaporV_sensor/V_100*100Ohms.

Heutilizadoelcircuitoparamedirresistenciasde100Ohmsy220Ohmsconéxito,utilizandounagananciadeunidadenelLT1006.

Sinembargo,elproblemaesqueelV_sensorqueestoymidiendocon0.3mOhmsesigualamivoltajedecompensacióndeentrada(0.002),esdecir,tieneelmismovalorquecuandolasentradasdelLT1006estánencortocircuito.Heusadounbotede10kparaanulareldesplazamiento.Perosololoreducea0,002V.

También,esposiblelograrunamayorgananciaenelvoltajeatravésdelsensor,reemplazandolasresistenciasde10kOhmsenlasentradasdelLT1006por100ohmios.Leíaquí( Kelvin "4 Wire" Preguntas sobre diseño de PCB de resistencia ) que la resistencia de entrada para el método de 4 hilos debe ser de 10 k.

    
pregunta Afzal

3 respuestas

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Use una fuente de corriente de CA y preamplificadores de CA en el pequeño voltaje desarrollado. No hay "compensación" si utiliza una señal de CA en lugar de DC de acoplamiento directo. AN-98 Consulte Fig. 27

El uso del osciloscopio FFT, o un amplificador de bloqueo de fase, podría lograr el resultado deseado sin tener que conectar un circuito de medición dedicado.

Una medición de bajo voltaje con sensibilidad de CC siempre mostrará artefactos, si no es de voltaje de compensación, luego de efectos de termopar. Las mediciones de CA son las Sólo una buena solución.

    
respondido por el Whit3rd
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Veo las siguientes formas (ordenadas por un mayor impacto en su circuito)

  • Amplificadores integrados de desviación automática cero / deriva cero, que pueden proporcionarle un desplazamiento por debajo de un microvoltio fuera de la caja: enlace , enlace
  • Medición de CA (como se menciona en @ With3rd)
  • Amplificador auto-diseñado con estabilizador de chopper (si necesita más control sobre el ruido de sus circuitos)

No aumente la ganancia de la primera etapa más allá de lo que necesita para escapar del ruido de entrada. Mejor poner un amplificador de diferencia más barato en la segunda etapa.

    
respondido por el Sascha
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Si desea medir microohms, necesita mucha más corriente de medición. Un microhmmómetro disponible comercialmente con un rango de 320 µΩ y una resolución de 1 nΩ usa una corriente de 10 A, que es 300 veces más corriente de la que probó. 10 mA se utiliza para el rango de 3.2 y 0.32, 100 mA para 320 y 32 mΩ y 1 A para 32 y 3.2 mΩ.

Se realizan varias mediciones para un solo valor de resistencia: cero corriente y corriente en ambas direcciones y ambas polaridades de la tensión en la resistencia medida. Todas estas medidas se utilizan para compensar el error de desplazamiento.

Pero se necesita mucho conocimiento para minimizar los errores debidos a los voltajes termoeléctricos causados por diferentes temperaturas en el circuito de medición.

    
respondido por el Uwe

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