He leído varias publicaciones sobre mediciones de voltaje diferencial. Estoy confundido en cuanto a por qué parece virtualmente imposible medir voltajes diferenciales que son altos en relación con la tierra (como el diferencial entre 251 V y 249 V) y alimentar ese valor a un microcontrolador. El desafío parece deberse al hecho de que los chips A / D tienen límites de voltaje que puede aplicar en relación con el Vcc. Se vuelve más complicado si desea multiplexar varias medidas diferenciales al microcontrolador. He visto varias discusiones sobre este tema y ningún método convincente, pero cada multímetro digital portátil con batería parece capaz de realizar la función con la excepción de la transferencia de datos al microcontrolador. ¿Alguien sabe cómo los multímetros logran esto?
Medición de voltaje diferencial
2 respuestas
Si tiene un suministro flotante (batería), entonces no hay tensiones absolutas o a tierra de compensaciones o problemas de voltaje en modo común con los que lidiar.
La limitación habitual es que la señal debe estar dentro de los rieles de voltaje de suministro o incluso dentro de 2V lejos de los rieles. Algunos están diseñados para funcionar un poco por debajo del suelo (entradas PNP) o por encima del riel V + (entradas NPN) pero no es probable que estén a 250 V por encima de la tensión de alimentación del chip. (pero es posible a un costo más alto).
Sin embargo, es posible diseñar una solución personalizada para realizar esta tarea en un sistema con referencia a tierra o utilizar una referencia de suministro positiva con un riel negativo pequeño, o acoplar o atenuar AC dentro del rango de suministro, luego amplificar la diferencia. Hay un chip que conozco con ADC con entradas diferenciales (aisladas en CC) para mediciones de alto voltaje.
También aquí hay un Diff Amp con rango lineal de +/- 270V CM y rango protegido de +/- 500V CM. www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD629.pdf
Esto funciona debido a la reducción de 20: 1 de las señales de entrada con R's coincidentes de precisión.
CMRR mínimo de 77 dB a 500 Hz
Hacer referencia a tierra y restar dos señales que están muy cerca entre sí es difícil porque básicamente estás restando dos números grandes para obtener una diferencia mucho menor.
Si mide una tensión de 251 V con una precisión del 0,1% y una tensión de 249 V con una precisión del 0,1%, la diferencia podría ser un error de hasta +/- 0,5 V, que es un error de + / -25% (de la diferencia). Si su objeto es, por ejemplo, equilibrar los voltajes de la celda de la batería, eso no es lo suficientemente bueno.
Ahora, si puede restar los dos voltajes antes de cambiar a tierra o usar un circuito aislado galvánicamente, es relativamente fácil obtener una alta precisión.
Los multímetros están aislados galvánicamente. No saben cuál es el voltaje en sus entradas con respecto a tierra; lo único que saben es la diferencia entre los terminales de entrada (esto tiene algunas complicaciones con las entradas de CA). Puede hacer lo mismo que un voltímetro (por ejemplo) usando un convertidor de CC a CC para alimentar un circuito que se encuentra en la entrada de 249 V y luego restar los 251 V y transmitir la diferencia a tierra. Puede digitalizarse y enviarse en serie, o cambiar de nivel con una fuente de corriente analógica, por ejemplo.
De hecho, al usar ese método es posible medir diferencias de voltaje que son de milivoltios o incluso menores, incluso cuando está sentado sobre cientos de voltios, o incluso voltajes mucho más altos.
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