Tengo una fuente de voltaje que me gustaría medir, es de 0V a 1kV, cualquier valor en ese rango. La precisión no es tan importante, pero la medición con una precisión del 1-5% sería perfecta. Esto tiene que ser aislado ópticamente para poder leer el voltaje en un microcontrolador. La segunda parte no es difícil en absoluto, cuando se usan optoaisladores normales. El problema es reducir el voltaje para que pueda iluminar el diodo del optoaislador y mantener los resultados semi-lineales o semi-logarítmicos para poder calcular el voltaje de salida. ¿El uso de divisores de voltaje con diodo es la única opción disponible? Con un rango de voltaje de entrada tan amplio no es posible obtener buenos resultados con ese método, porque el voltaje define qué tipos de resistencias y valores usar. ¿Algún consejo?
Medición de alto voltaje de rango muy amplio con aislamiento óptico
5 respuestas
Si eres REALMENTE cuidadoso con tu elección de partes, puedes dividir resistivamente la entrada de 1kV en algo que puedes leer directamente. No se aislará de esa manera, por lo que necesitarías descubrir algún tipo de protección en caso de que una resistencia se suelte o dejes caer un cable a través de ella o algo así. Tal vez un amplificador tampón de sacrificio?
Si usa un búfer activo entre la fuente y el ADC, también puede aplicar un poco de ganancia y compensación para que el rango esperado a medir llene todo el rango del ADC (con cierto margen para la detección fuera del rango ). Esa podría ser una buena idea por sí misma.
Si escala su 1kV a un nivel manejable, puede usarlo como entrada para un convertidor de voltaje a frecuencia en el lado de alta tensión. Luego lleve la salida del VFC a su optoaislador como un simple tren de pulsos digital. En el otro lado de su opto, use su microcontrolador para hacer una medición de frecuencia.
Si prefiere permanecer en el dominio analógico, puede probar un 'optoacoplador lineal' como un Vishay IL300. Internamente tiene 1 emisor y 2 detectores emparejados, y utiliza la salida de uno de los detectores para linealizar la salida del otro.
Debe usar el divisor de resistencia para reducir la escala y luego el amplificador de aislamiento. Los más simples están disponibles en TI. Luego usa el ADC de tu MCU.
Alternativamente, puedes usar un simple I2C o SPI ADC y aislar su canal de comunicación. De esta forma utilizarás piezas estándar e intercambiables.
La última opción que puedo ver es optoacopladores lineales. Personalmente realmente no me gustan.
Esto será crudo, pero podría medir la corriente fotoeléctrica de un LED.
(HV- > resistor- > led- > PD- > current.)
La luz es bastante lineal con una corriente superior a 1 mA o algo así ... debajo de la que tendría que medir el LED. (Es como una ley de poder 3/2 o algo así.) Aquí hay una trama,
Pero sería fácil hacer algunos puntos de calibración (con bajo voltaje y resistencia más pequeña)
Para la medición actual, mi DMM tiene un dígito más pequeño del rango actual de uA es 10nA.
Parece que quieres un optoacoplador lineal. Dados sus requisitos de precisión, el siguiente circuito que se levanta de enlace debería ser una buena compensación (hay soluciones más sofisticadas, con más Esquemas complejos y costosos)
Elrendimientoreclamadoeselsiguiente:
Rendimientotípicodela AmplificadordeCAdeanchodebandaancho:
•2%delinealidadsobre1Vp-prangodinámico
•Gananciadetensióndelaunidad
•Anchodebandade10MHz
•Derivadeganancia:–0.6%/°C
•Rechazodemodocomún:22dBa1MHz
•Aislamientode3000VDC
Todavíanecesitasundivisordevoltaje,fuentesdealimentación,etc.paracompletareso.Respectoaldivisor,alguiendijoanteriormentequedebestenermuchocuidado(TM).Bueno,aquíhayunasugerenciadelapartedeR.B.Northrop'sIntroductiontoInstrumentationandMeasurements[3ed.]
Generalmenteseutilizaunasondadivisoradetensiónresistivaexternaparamedir Tensionesdecorrientecontinuade1a40kV.TalsondahaceundivisordevoltajeexternoconelDC Resistenciadeentradadelvoltímetro.Porejemplo,lasondadealtovoltajeFlukeModelo80K-40es diseñadoparaserutilizadoconcualquiervoltímetrodeCCquetengaunaresistenciadeentradade10MΩ.Hace undivisordetensiónde1000:1,porloque1kVaplicadoalasondaproporciona1Venelmedidor.Lasondayelmedidorpresentanunacargade1000MΩalaCORTEdealtovoltaje[Circuitoaprueba];porlotanto,lasondayelmedidorextraen1μA/kVdelCUT.
Asíquesí,serealizandivisionesde1000:1para1kV(enrealidadhasta40kV)(porFluke);hojadedatos:
Lea otras preguntas en las etiquetas voltage microcontroller measurement opto-isolator